基于生物學科核心素養的“問題串”構建

摘 要：通過對高中生物課堂中典型“問題串”設計實例的分析，體現“問題串”設計的生活化、精細化、梯度化和開放化的特點，彰顯其在培養生物學科核心素養中的功能。

關鍵詞：學科核心素養;問題串;設計

所謂“問題串”，是指在一定的學習范圍或主題內，圍繞某一中心問題，按照一定邏輯結構精心設計的一組彼此關聯的多個問題（一般在3個以上）。好的“問題串”設計，應該能夠運用科學的思維方法去解決實際問題;好的“問題串”設計，應該能夠誘導學生積極地進行科學探究;好的“問題串”設計，應該能夠幫助學生形成生命意識和生命觀念;好的“問題串”設計，應該能夠讓學生做出理性的解釋和判斷，努力擔當社會責任。筆者在調研高中生物課堂的過程中，發現了大量精彩的“問題串”設計，現歸納如下，與同行分享。

一、順應科學思維的“問題串”梯度化構建

科學思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣能力。“問題串”的設計應該依據學生的思維品質，將問題由淺入深，層層遞進，便于學生對其分析與綜合、比較與歸納、抽象與概括，進而具體化和系統化。

【案例1】：在教學《基因的分離定律》（蘇教版必修二）這節課時，有的老師設計了以下“問題串”：

問題1：孟德爾研究的生物是什么？為什么孟德爾利用該實驗材料能夠獲得成功？

生：實驗生物是豌豆，因為豌豆是嚴格自花授粉植物，自然情況下一般都是純種;另外，豌豆相對性狀有明顯差異，容易被觀察。

問題2：既然豌豆是自花授粉植物，孟德爾又是如何做的雜交實驗？

生：孟德爾在豌豆花蕾期的母本去雄蕊，然后套袋，最后在成熟的雌蕊上，撒上父本的花粉，套上紙袋。

問題3：簡要描述孟德爾雜交和自交實驗的基本過程和基本結果？

生：孟德爾讓紫花豌豆和白花豌豆雜交，紫花豌豆無論作母本還是作父本，雜交后代均為紫花豌豆;后代的紫花豌豆自花授粉（自交）產生的后代有紫花和白花，紫花和白花的比約為3∶1。

問題4：請同學們嘗試著用遺傳學符號解釋第一代為什么都是紫花，如果你是孟德爾，如何作出一些假設？

生：紫花和白花親本因為它們也有雙親，所以它們的遺傳因子是成對存在的，紫花親本含有顯性遺傳因子AA，白花親本含有隱性遺傳因子aa。親本通過減數分裂將含有一半遺傳因子A和a，通過精子和卵子傳給第一代，第一代遺傳因子為Aa，因為它含有顯性遺傳因子A，所以是紫花。

問題5：請同學們嘗試著用遺傳學符號解釋第二代為什么有紫花和白花，且紫花和白花比值約為3∶1。如果你是孟德爾，如何作出一些假設？

生：雜種第一代Aa自花授粉時，減數分裂會產生精子和卵子都為A和a，A∶a=1∶1。在自花授粉時精卵隨機受精，所以第二代會有AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，所以紫花和白花的數量比約為3∶1。

基因的分離定律在高中生物中既是重點又是難點，對于此類大問題的梯度化處理，能夠讓學生由表及里地解決此類問題。這樣既活躍了學生的思維廣度，又加深了學生思維的深度和靈活度。創設有梯度的“問題串”既是突破“重難點”的有效措施，又是訓練學生思維、將學生引向深度學習的有效途徑。

二、易于科學探究的“問題串”生活化構建

科學探究是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流和討論能力。“問題串”的設計首先能夠誘導學生產生對生命現象的好奇心和求知欲，激發學生科學探究的動力。

【案例2】：在教學《染色體變異在育種上的應用》（蘇教版必修二）這節課時，老師引入的“問題串”如下：

問題1：同學們，在PPT中老師給大家展示了一塊地的西瓜，如果老師不告訴大家它們是無籽西瓜，相信沒有幾個同學能看出來。哪位同學能告訴老師怎么辨別它們？

生1：老師，我知道，我的辦法就是切開吃，觀察一下它是否有籽，另外，它吃起來比普通西瓜更甜（其他同學哄堂大笑）。

問題2：嗯，這位同學是個不錯的“吃貨”！沒錯，無籽西瓜比普通西瓜含糖量高，吃起來更甜。哪位同學不吃就能辨別它是不是無籽西瓜呢？

生2：無籽西瓜比普通西瓜植株莖稈粗壯，葉片、果實和種子較大。（生自發鼓掌）

問題3：這位同學肯定課前做了預習，但回答中犯了一個嚴重的錯誤，有同學聽出來了嗎？

生3：無籽西瓜哪來的種子啊！

問題4：對的，無籽西瓜肯定沒有種子的，它沒有種子又是通過什么技術手段培育出來的呢？請同學們閱讀課本積極思維模塊，探究三倍體西瓜為什么沒有種子。

在現實生活中，學生會觀察到許多諸如無籽西瓜一樣的生命現象。如果教師能基于學生真實的生活情景來設計“問題串”，學生的好奇心和求知欲就會很容易被激發出來，那么對于造成這些生命現象背后的原因，學生必定會積極努力地去探究。

三、適合生命觀念的“問題串”精細化構建

生命觀念是指對觀察到的生命現象以及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是經過實證后的觀點，是能夠理解和解釋生物學相關事件和現象的意識、觀點和思想方法。生命觀念的形成必須依賴于生物學概念的建立，無論是大概念，還是次位概念，都需要將“問題串”設計精細，以利于這些概念的慢慢生成。

【案例3】：在學習《光合作用的過程》（蘇教版必修一）這節課時，有老師設計了如下的“問題串”：

問題1：光合作用分為哪兩個階段？你判斷的依據是什么？

生：根據需不需要光分為光反應和暗反應。

問題2：請以方程式的形式寫出光反應和暗反應的物質變化和能量變化。

生：光反應：物質變化：（1）水的光解2H2O→4[H]+O2

（2）ATP的形成 ADP+Pi+能量→ATP

能量變化：光能→活躍的化學能

暗反應：物質變化：（1）CO2的固定 CO2+C5→2C3

（2）C3還原 2C3+[H]+ATP→葡萄糖+C5+ADP+Pi+H2O

能量變化：活躍的化學能→穩定的化學能

問題3：光反應和暗反應發生的場所分別在哪里？為什么？

生：葉綠體類囊體薄膜和葉綠體基質。因為在葉綠體類囊體膜上有光合色素能吸收光能，也有一些參與光反應的酶;在葉綠體基質中含有和暗反應相關的酶。

問題4：比較光反應和暗反應的過程，回答光反應和暗反應之間是什么關系？

生：光反應為暗反應提供了[H]和ATP。

生命觀念主要包括：系統觀、生態觀、進化觀，覆蓋幾乎所有的主要概念。光合作用既是生物學科中最為重要的大概念之一，也是最為精巧的代謝活動之一。對于這么精巧的過程，這個問題串設計得比較精細，問題2旨在讓學生明白物質和能量觀，問題3讓學生感悟形成結構與功能觀，問題4旨在養成系統觀。

四、指向社會責任的“問題串”開放化構建

社會責任是指基于生物的認識，參與個人和社會事物的討論，做出理性解釋和判斷，解決生產生活問題的擔當和能力。社會責任應該是生物核心素養的最高層次，課堂中的終極目標也在于此。

【案例4】：在學習《轉基因生物安全性問題》（蘇教版選修三）時，有老師設計了3個問題：

問題1：請同學們列舉和展示生活中你遇到的轉基因的生物、食品。

問題2：組內根據大家列舉的這些轉基因相關的生物，討論轉基因生物是否安全？認為安全的同學為正方組，認為不安全的為反方組，各自闡述自己的理由。

問題3：寫一篇能解決轉基因生物安全性的科學小論文。

第一個問題通過學生收集生活中的生物現象，引導學生關注生產生活問題;第二個問題旨在培養學生的口頭表達能力，讓學生通過辯論來思考問題，對這些問題做出理性的判斷和分析;第三個問題讓學生通過反思，歸納總結，創新地設計出解決問題的方法。三個開放化問題的設計使學生經歷了一個內悟、內省的過程，既加深了學生對知識的理解，又幫助學生逐步養成獨立發現問題、解決問題的思維習慣。采用“舊題新問、不拘泥于教材、條件不確定、答案不唯一”等原則設計出開放性的“問題串”，在啟迪學生創新思維方面有很大的作用。這不僅可以激發學生的問題意識，拓展學生思維的深度和廣度，培養學生的創新能力，而且可以把一節課再次推向高潮，對教學的有效性起到畫龍點睛的作用，為學生的可持續發展奠定基礎。

“教育就是喚醒”，讓學生形成“保護自己獨立思考權利”的意識。如果我們在教學過程中多思考、多發現、多創造，一定會構建出比以上案例更適合的“問題串”來喚醒學生，我們的教學便會朝著夸美紐斯曾經向往的境界更進一步——“使教師因此而少教，但是學生可以多學;學校因此可以少些喧囂、厭惡和無益的勞苦，而獨具閑暇、快樂及堅實的進步”。

參考文獻：

[1]汪忠.普通高中課程標準實驗教科書：生物：必修1分子與細胞[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2016：75-76.

[2]汪忠.普通高中課程標準實驗教科書：生物：必修2分子與細胞[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2016：27-29.

[3]汪忠.普通高中課程標準實驗教科書：生物：選修3現代生物科技專題[M].南京：江蘇鳳凰教育出版社，2016：28-30.

作者簡介：仇敬運（1973—），男，江蘇豐縣人，漢族，研究生，中學一級教師，研究方向：生物學教育。