“問題驅動”下的高中生物課堂教學

陳彩虹

【摘要】本文通過問題驅動，引導學生觀察現象，提出問題，發現本質，究其原因，總結概念。再通過類比推理對概念進行擴展延伸，再通過層層設問，抽絲剝繭，讓學生根據已有的知識去解決生物學問題的同時掌握新的知識點并運用于生活。

【關鍵詞】高中生物;問題驅動;概念延伸;核心素養

生物學是一門研究并總結生命現象和生物活動規律的學科，根據課堂上創設的情境對現象進行歸納、總結得出概念以此來培養學生的科學思維，由多個科學思維構建的小概念逐漸形成大概念即生命觀念，讓學生發現問題，思考如何解決問題來提高科學探究能力，從而解決生物學問題（社會責任）。為了將上述生物學科素養貫穿于整個課堂教學，我們以問題為驅動來引起學生自主學習動力，再以提出問題、解決問題、總結概念和概念的延伸為主線，創造性的對教學內容深度加工，最后形成以“問題驅動——核心素養”為主題的高質量的課堂。

一、問題驅動在生物課堂教學的優勢

細胞作為一個開放的系統，需要與外界環境進行物質交換，由于細胞本身比較小需借助顯微鏡才能觀察物質是如何進出細胞的，我們可以通過看得到的現象猜測物質進出細胞的方式。所以本文結合問題驅動教學法進行教學設計，嘗試根據知識的發生順序和學生的認知規律，將知識點轉化為問題串，通過課前預想學生可能存在的問題進行設計相關存在關聯與邏輯的問題鏈，引導學生在課堂中自主學習和歸納，最后解決概念性的問題并形成概念的知識結構。

二、學生的知識背景分析

在學生的學習過程，應該強調學生的主動學習，而不是知識的轉移和傳遞，更應該是基于原有的知識經驗的生成來充實和豐富學生的知識和能力。因此，分析學生的已有知識背景是進行問題驅動教學設計的基本前提。在學習該課題之前，學生已經知道細胞是由細胞膜、細胞核、細胞質等結構構成，也知道細胞作為一個開放的生命系統，時刻與外界進行物質交換，通過水分子為例，來研究水分子是如何進出細胞從而總結細胞與外界環境進行物質交換的方式。為了吸引學生的注意力，可在課前讓學生進行物理滲透裝置完成水分子進出半透膜的實驗并將其錄制，在課上通過觀察實驗現象生成問題，解決問題，最后總結概念和概念的延伸，這樣新的知識建構在已有的知識基礎上，自行思考，使學生的知識及能力得到延伸和發展。

三、被動運輸的教學目標和重難點分析

為了探究物質進出細胞的方式，我們以水分子為例，水分子是細胞內含量最多的一種化合物，研究水分子進出細胞從而得出被動運輸的概念。由于水分子進出細胞比較抽象，學生不容易理解，所以水分子進出細胞是本節的重點以及難點。水分子進出細胞就類似滲透現象，通過讓同學觀察滲透現象得出滲透作用的本質，通過類比推理得出水分子是通過滲透作用進出動物細胞;由于植物細胞的結構較動物細胞多了細胞壁和液泡等結構，提出水分子是否也是通過滲透作用進出植物細胞問題，讓學生嘗試做出相應的假設，通過設計實驗驗證假設是否正確從而提高學生的科學探究能力。最后總結水分子是通過滲透作用進出動植物細胞，從而延伸出被動運輸的概念。所以本節課的教學目標是要讓學生明白由于細胞膜的結構決定控制物質進出這一個功能，從而體現了結構與功能相適應的生命觀念;其次通過分析滲透現象，概括滲透作用的原理，根據自由擴散和協助擴散的模示圖歸納出被動運輸的兩種形式的異同點來提升學生的科學思維能力;最后通過水分以滲透作用進出細胞，引導學生學以致用，分析和解決現實生活的問題，從而提升學生的社會責任。

四、驅動性問題的設計和實施

（一）創設情境 引入課題

播放課前學生錄制的滲透裝置演示水分子進出半透膜的視頻，引導學生觀察長頸漏斗的液面變化，通過觀察漏斗上升現象，生成長頸漏斗液面為什么會升高問題，引導學生推測該現象是因為水分子通過半透膜從燒杯往漏斗擴散的結果;為了驗證推測是否正確，嘗試改變裝置，如把半透膜改變成紗布（引導學生發現紗布孔徑比玻璃紙大，可以允許各種分子自由出入），半透膜的兩側若改變成濃度相同的蔗糖溶液，是否還會出現長頸漏斗液面升高的現象嗎？通過觀察改變前后裝置的現象，即引出滲透作用的概念，再通過概念延伸出發生滲透作用的原因是具有半透膜以及半透膜兩側存在濃度差。

（二）動植物細胞的吸水和失水

通過將動物細胞放在不同濃度的溶液類比成滲透裝置這個假設，讓學生判斷假設是否正確，并思考動物細胞是以什么方式吸水和失水，觀察紅細胞置于清水，等滲的生理鹽水和高濃度的生理鹽水的現象，再進行類比之前滲透裝置，總結出水分子是通過滲透作用進出動物細胞。

高等植物細胞由于具有細胞壁和中央大液泡等特別的結構，讓學生思考水分子從植物細胞擴散出外界溶液需要經過哪些結構，從而引出原生質層的概念，通過已有的知識引導學生做出水分子是通過原生質層從植物細胞擴散到外界溶液的假設，為了驗證自己的猜想是否正確，讓學生動手制作洋蔥外表皮的臨時裝片，并觀察洋蔥外表皮細胞置于蔗糖溶液和清水中的現象？根據現象設置以下問題串并讓學生回答：整個過程細胞的大小有無變化、細胞的顏色變化，原生質層的位置變化等一系列問題串，在同學們解決問題的同時也掌握了植物細胞發生質壁分離和質壁分離復原的原因，最后類比滲透裝置總結水分子也是通過滲透作用進出植物細胞。

（三）總結被動運輸

通過類比總結水分子通過滲透作用進出動植物細胞;進而延伸出像水分子等物質通過擴散進出細胞并不消耗能量的這種跨膜方式稱為被動運輸。結合教材圖4-4自由擴散和協助擴散示意圖，比較總結出被動運輸兩種形式異同點，對被動運輸概念進行延伸。

五、討論

問題驅動下的高中生物教學應將知識點轉化為具有邏輯和遞進關系的問題鏈，以問題為載體，去引導學生主動思考與探究從而獲得生物學知識。同學們在解決問題的過程中收獲知識點，通過發現問題、小組合作交流設計實驗來鍛煉學生的邏輯推理、總結歸納和協作交流的能力，升華到將生活中提煉的生物學原理最后應用于生活。

【本文系廣州市教育科學規劃課題2019年度課題“建構深度教學，在問題引領下發展學生核心素養的課堂教學研究”研究成果（課題編號：201912014）】

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（責任編輯：伍靜儀）