依托問題驅動 發展核心素養

魏文

［摘 要］高中生物學知識較抽象且零碎，學生較難厘清知識之間的關系，因此較難構建完整的知識體系。問題驅動式教學可以引導學生主動對知識進行探究，幫助學生厘清知識之間的關系，構建完整的知識體系，提高學生的學習效率，發展學生的生物學學科核心素養。在高中生物學教學中，教師可從優化問題設計、巧設問題鏈、創設探究情境、關注真實性問題等方面有效開展問題驅動式教學。

［關鍵詞］問題驅動；核心素養；思維

［中圖分類號］ ? ?G633.91 ? ? ? ?［文獻標識碼］ ? ?A ? ? ? ?［文章編號］ ? ?1674-6058（2022）20-0097-03

學習離不開思維，而思維離不開問題的引導。“在問題解決中學習”的想法由來已久，無論是孔子、杜威，抑或是蘇格拉底，都對問題教學法展開了深入的研究。孔子的啟發式教學和布魯納的發現教學法等，都是以問題為中心的教學方法。在高中生物學教學中，教師應精心設計問題，依托問題驅動學生學習、思考并解決問題，從而促進學生思維和生物學學科核心素養的發展。

一、整合信息資源，優化問題設計

課堂教學過程應是一個對新知識進行深入探索的過程，它能讓教師和學生有新的收獲。教師應精心設計好每一節課，優化問題設計，激發學生的求知欲，并通過師生的共同探索，有效提高課堂教學效率和質量。在高中生物學教學中，教師整合信息資源，優化問題設計，能激發學生的求知欲，有效激活學生的思維，促進學生饒有興致地去探究知識中深藏的“奧秘”。

對于整合信息資源、優化問題設計、發展學生生物學學科核心素養，有許多課例值得我們研究和學習。例如，在教學“分子與細胞”的知識內容時，教師應從生命活動的基本單位——“細胞”的知識點入手，整合英國科學家羅伯特·胡克發現細胞、荷蘭生物學家列文虎克觀察活細胞、德國植物學家施萊登和動物學家施旺提出細胞學說等信息資源，分析與挖掘其中的實驗情境，并對問題進行優化設計。如提問：羅伯特·胡克觀察到的“小室”是真正的細胞嗎？細胞的發現具有什么意義？請學生嘗試概括細胞學說的主要內容。學生在分析、思考問題的過程中遷移應用相關知識，構建完整的知識體系，提高了知識遷移能力。

又如，新人教版高中生物學教材必修2第3章第3節“DNA的復制”的教學中，在整合教材資料的基礎上，教師引導學生了解DNA的兩種復制方式——半保留復制和全保留復制的提出過程，精心設計以下問題：兩種復制方式中得到的子一代DNA最大的不同是什么？怎樣區分母鏈和子鏈？用何種元素進行標記？假設用N元素進行標記，如何讓細胞中的DNA被標記上？怎樣讓親代DNA與子代DNA做上不同的標記？子代DNA中母鏈與子鏈的組合有幾種？如何進行觀察并區分？通過層層遞進的問題，學生經歷了DNA半保留復制的探究過程，真正理解了“半保留復制”這一核心概念，并逐漸形成了“科學探究”核心素養。

上述教學過程通過整合信息資源，采用問題驅動策略，幫助學生有效構建了生物學知識體系，實現了生物學核心概念的系統化，發展了學生的思維。

二、巧設問題鏈，激發學生自主思維

在課堂教學中，教師可以結合教學目標和學生的認知水平設計一系列問題，問題與問題之間要環環相扣、層層遞進，形成既分別獨立又相互聯系的問題鏈。

核心素養背景下，以問題鏈為核心的教學能夠有效地激發學生的學習興趣，突破教學難點，啟發學生進行自主思維，提高思維能力。

在高中生物學教學中設計問題鏈引導學生自主學習，可收到“以疑激思，以思激學”的效果。問題鏈的設計應遵循真實性、遞進性、層次性原則，問題中要融入多元化的學習情境，以使學生可以深刻理解生物學概念、公式、定理，提高學生的生物學習能力和思維能力。

例如，在教學新人教版高中生物學教材必修1第3章第1節中的“對細胞膜結構的探索”內容時，教師可以細胞膜結構的探索歷程為線索，將科學家做實驗時的情境和資料進行整合，設計相關問題鏈（如表1），引導學生分析及思考實驗的原則和方法，并理解細胞膜是如何在細胞中形成的，進而掌握細胞膜的功能與結構，以及細胞膜的結構模型。

這樣結合科學家的實驗資料設計問題鏈引導學生分析、思考，促使學生在體驗知識探究過程的同時掌握知識規律與方法，進而培養學生的科學探究能力和思維能力。

三、創設探究情境，培養學生提問意識

思維源于問題，創新從發現問題開始。課堂教學中，教師要培養學生的自主提問意識必須立足于“真問題”，即學生發自內心深處的實實在在的問題。傳統教學中，學生常常迫于教師的要求，提出一些“違心問題”，這不能算作提問，這比沒有提出問題更糟，因為它會引導學生將“求偽”誤認為是“求真”。

在高中生物學教學中，教師應培養學生自主提問，再針對學生所提出的問題引導學生積極思考，啟發學生的思維。

教師可創設實驗探究情境，調動學生的學習積極性，激發學生的探究欲望。例如，在青蛙腓腸肌收縮的ATP演示實驗中，教師先制作青蛙腓腸肌標本，用微電極不斷刺激后耗盡其能量，再分別滴加等量的ATP和葡萄糖，然后用微電極再次刺激，觀察腓腸肌的收縮情況，發現只有滴加ATP的青蛙腓腸肌收縮。這時，教師提出問題：“ATP和葡萄糖哪個是直接能源物質？”促使學生在強烈的質疑下進行探究學習。

在教學中，教師要學會“留白”，即不要一次性地將所有知識都全部對學生講解完，要給學生留出一定的思考時間。例如，在新人教版高中生物學教材必修1第2章第1節“細胞膜的結構和功能”的教學中，引導學生探究細胞膜能否控制細胞與外界進行物質交換時，教師給學生提供紫色甘藍的葉片、鹽酸等相關材料和用具，讓學生自主設計實驗方案，并進行實驗探究。雖然通過實驗發現細胞膜能夠控制細胞與外界進行物質交換，但是有的學生卻提出了問題：實驗中紫色甘藍葉片撕開后是否有色素從細胞中溢出？溢出的色素是否會對實驗結果造成影響？如何才能消除這種影響？此時，教師應給學生留足思考時間，讓學生思考、探究、解決問題，這樣學生對相關知識的理解一定會更加深刻。

教師還要為學生創設認知沖突情境，使學生能夠通過理解矛盾進而思考和解決問題。例如，在教學新人教版高中生物學教材必修2中“非等位基因”這一概念前，學生已經學習了基因分離定律和自由組合定律，對此教師在呈現純種的灰身長翅果蠅和黑身殘翅果蠅雜交得到F1的基礎上，讓學生預測F1和雙隱性個體測交的結果，學生熟練地說出了測交后代的表現型和比例為灰身長翅∶灰身殘翅∶黑身長翅∶黑身殘翅=1∶1∶1∶1。而當教師用多媒體演示測交結果為灰身長翅∶黑身殘翅=1∶1時，學生產生了強烈的認知沖突，他們迫不及待地想知道原因，于是在教師的引領下進行探索、推理、驗證。創設這樣的探究情境對發展學生的科學思維具有重要作用。

美國學者布魯巴克曾說過：“最精湛的教學藝術，遵循的最高準則就讓學生能夠自己提問題。提出問題是思維的動力、是創造的基石，也是解決問題的重要途徑。”在教學中，教師應為學生營造有利于互動的教學氛圍，培養學生自主探究、自主提問的意識，進而培養學生自主學習的習慣。

四、關注真實性問題，促進學生認知發展

美國教育家蘇娜丹戴克曾說過：“告訴我，我會忘記；做給我看，我會記住；讓我參加，我就會完全理解。”教師可結合實際生活對學生進行問題驅動式教學，并確保問題具有互動性、激勵性、情境性、真實性的特點，這也是發展學生生物學學科核心素養的根本要素。

例如，在教學新人教版高中生物學教材必修2第2章第3節中的“伴性遺傳”時，教師為學生講述了“一雙襪子”的故事，通過一雙棕灰色的襪子引出“色盲”的定義，以此幫助學生形成生命觀念。教師可通過“道爾頓不放過身邊的小事”這一事例，來培養學生敢于批判、大膽質疑的科學精神。對于伴性遺傳，教師可通過紅綠色盲檢查圖檢測，快速吸引學生的注意力，通過生產、生活中的內容引導學生進行思考，培養學生的社會責任意識。對于系譜圖分析，在討論遺傳方式時，教師可結合人類紅綠色盲癥系譜圖設置問題鏈：（1）將資料中的基因型和表現型補充完整；（2）分析系譜圖，并試著對紅綠色盲的遺傳性進行總結與分析；（3）紅綠色盲中為何女性患者少而男性患者多？（4）依據紅綠色盲的遺傳特點，嘗試歸納伴性遺傳的特點。利用學生身邊的事例和接觸到的生命規律推動學習進程，提出的問題又使學生感同身受，背景知識的鋪陳也降低了學習的難度，幫助學生順利實現從感性認識到理性認識的升華。

又如，新人教版高中生物學教材選擇性必修1“體溫的調節”這一內容的教學中，教師結合學生實際創設馬拉松運動這一情境，設計如下真實性問題：運動員在劇烈運動的過程中呼吸會發生什么變化？運動員在比賽中呼吸頻率加快有什么意義？運動員產熱增多，為什么體溫不會持續升高？運動結束后馬上進入低溫的空調房間，運動員及其機體會有什么反應？通過創設與學生現實生活緊密聯系的教學情境，并設計問題鏈，引導學生思考，驅動學生運用所學知識解決問題。通過真實的圖片和情境，引導學生總結人體熱量的來源和去向，充分體現了生成性教學的理念，有利于發展學生的科學思維，促使學生形成穩態與平衡觀。

核心素養背景下，教師在教學時應選擇一些體驗性較強的素材內容，如實踐活動、生物實驗、生活常識等，啟發學生思考，使學生能夠自發自覺地學習，并在熟悉的場景中思考問題。此外，教師還應挖掘教材內容與生活的關聯性，引導學生結合生活情境深入理解生物學知識。

總之，為了更好地發展學生的生物學學科核心素養，教師應深入研讀新課標，結合新課標的要求和教材內容，設計相應問題，引導學生分析和思考，使學生能更好地理解知識，提高學生的知識綜合應用能力，推動生物學課堂教學有效發展。

（責任編輯 黃春香）