人教版高中生物學教材中的問題設計及問題解決

盧 媛

（人民教育出版社課程教材研究所 北京 100081）

問題是思維的起點，思維起始于問題。問題能啟發和激活學生的思維，成為學生思維的動力。不論是直接的發現學習，還是間接的接受學習，幾乎所有的學習活動都與各種形式的問題有關。學習過程本身就是發現問題、分析問題、解決問題的過程。問題貫穿學習過程的始終，是進行教學的主線和載體，也是推動和促進學生學習的動力，使學生更積極地參與學習過程。

問題解決既是一個思維的過程，又是一種高級形式的學習活動，是指綜合運用不同類型知識尋找問題的答案，以及尋找解決問題的方法的過程。廣義的問題解決既包括對具體問題的解答，也指向加涅學習分類中最高層次的智慧技能——高級規則。問題解決是達成教學目標的有效途徑，教學的根本目的是培養學生的問題解決能力。

人教版高中生物學教材根據學生的知識基礎和思維水平，結合學生認知規律、學科知識結構、教材內容特點，精心設計了一系列豐富有效的問題貫穿教學過程，將教學目標轉化為問題，以問題的形式呈現教學內容，以推動有效教學。教材中的問題普遍存在，分布廣泛，以必修教材為例，主要包括以下內容或欄目。

1 引言

引言包括章引言、節引言或一段開始時提出的問題。課程標準是確定教學目標的主要依據，教學目標要反映課程標準的要求和指向。問題必須以課程標準為依據，根據教學目標而設計。在設計問題時，教材首先準確把握課程標準的內容要求，把課程標準分解、轉化為具體的、可操作的教學目標。再根據課程標準中對教學內容的目標層次要求，精心設計問題，設計的問題必須圍繞課程標準規定的大概念、重要概念和次位概念，與課程標準的各條內容要求相對應，使學生通過思考問題、解決問題、回答問題來達成教學目標。

在設計章引言的問題時，教材首先創設來源于自然、社會和現實生活的問題情境，通過情境導入學習內容，提出本章的中心問題。這些問題聚焦學生的思維，引導學生思維的方向，引發學生的認知沖突，激發學生的學習興趣和學習動機，調動學生的內驅力和積極性。中心問題通常指向本章的教學目標，對應課程標準的大概念（表1）。

表1 教材某些章的中心問題與課程標準大概念的對應關系

中心問題可以是首問，也可以不是。中心問題之后可以有后續問題，即形成追問。大概念與中心問題之間并不是一一對應的關系。同一個大概念，可以通過幾個中心問題的推進循序漸進得以實現。不同章的中心問題之間具有內在的邏輯聯系。

同樣，在設計節引言、一段開始時提出的問題時，教材根據本節教學目標，對應課程標準的重要概念或次位概念來確定（表2）。

表2 教材某些節的問題與課程標準重要概念或次位概念的對應關系

這些問題有驅動問題，指在課堂導入或某一個教學環節開始時啟動思考的問題，也有推進問題，包括分解的問題、擴展的問題、聚焦的問題、深化的問題、歸納的問題、引申的問題、促進反思的問題等。問題之間可以有不同的邏輯關系，如包含關系、并列關系、遞進關系、因果關系等。

2 問題探討

教材中的問題探討結合生產和生活實際、科學史、科學研究及科技發展等創設問題情境，圍繞自然現象、社會現象、生活現象、實驗現象，提出與學生已有的知識經驗相聯系的問題。導入的問題與本節內容密切聯系，對學生的學習起著定向作用，具有啟發性、新穎性和思維挑戰性。問題能吸引學生的注意力，將學生的注意力集中到特定的事物、現象、原理或專題上。問題能引起學生的認知沖突，激發學生的好奇心、求知欲和學習興趣，引發學生積極思維。例如，以下為典型的引發認知沖突的問題：克隆牛與母牛乙的性狀一樣，培養酵母菌通氣和密封的條件，象與鼠相應器官或組織的細胞大小，紅花豌豆與白花豌豆雜交后代顏色，利用已滅絕生物的DNA復活它們的幻想，水毛茛兩種葉形的差異，先有雞還是先有蛋。

3 問題串

某些教學內容有一定的難度，學生難以理解和領悟，教材將這些復雜抽象的內容轉化成問題串，設計出一組有層次、有梯度的引導性問題。問題之間具有層次性、連貫性和較強的邏輯關系，由淺入深、由易到難、層層遞進、環環相扣，前一個問題的結論能夠引發對后一個問題的探究，將學生的思維逐步引向深入，促進學生深入思考和探究，逐層深入地分析問題、解決問題。例如，水分進出細胞的原理、酶的特性、捕獲光能的色素和結構、孟德爾的豌豆雜交實驗、DNA是主要的遺傳物質、遺傳信息的轉錄和翻譯。

4 探究活動

問題是探究的開端，探究的本質是問題解決。科學探究是以問題為中心，學生通過主動探究來解決問題的過程。問題應根據教學目標而設計，具有真實性、啟發性和開放性。教材從問題出發，圍繞有探究價值的問題開展探究活動，使學生形成強烈的問題意識和探究欲望，體驗知識的形成過程，獲取解決問題所需要的知識和技能，掌握科學方法，促進學生的思維發展和能力提升。

4.1 探究·實踐

探究·實踐包括探究、觀察、實驗、檢測、調查、模型建構等活動，屬于實證探究型。其中，探究植物細胞的吸水和失水、影響酶活性的條件、探究酵母菌細胞呼吸的方式、探究自然選擇對種群基因頻率變化的影響等，屬于完整的探究。該欄目以問題為中心，圍繞問題來展開，即從提出問題開始，之后作出假設、設計實驗、進行實驗、分析結果、得出結論、表達和交流、進一步探究等。在探究的過程中，學生要能夠自己發現、提出問題、解決問題。例如，探究環境因素對光合作用強度的影響是一個開放性探究，由學生自己提出問題、作出假設、設計實驗、檢驗假設并得出結論。在觀察、實驗、檢測、調查、模型建構、模擬實驗的討論部分，都設置了與教學內容緊密聯系的問題，而模型建構要求設計和制作某種產品，是一種創造性的問題解決活動。

4.2 思考·討論和思維訓練

思考·討論和思維訓練包括資料分析、思考、討論、方案設計等活動，屬于邏輯推理型，主要是間接地使用科學家的研究結果以及相關資料，借助邏輯思維對問題進行理論分析。學生依據教材提供的資料，通過閱讀、觀察、思考、討論、分析、計算、設計實驗等多種途徑，進行邏輯推理，得出結論，促進學生積極思考，訓練思維品質和能力。其中，融合科學史的有：對細胞膜成分的探索、關于酶本質的探索、葉綠體的功能、探索光合作用原理的部分實驗、細胞的全能性、DNA結構模型的構建、證明DNA半保留復制的實驗等。

5 習題

習題包括節尾的練習與應用及章末的復習與提高，適當提供了解決各種不同類型問題的練習，促進學生對知識的鞏固、理解和運用。有些習題是開放性問題，沒有唯一正確的答案，可以有多種解釋和回答，以培養學生的發散性思維和創造性思維；有些習題創設了多種來自學生真實生活經驗的情境，引導學生在情境中運用知識解決問題，檢測知識的遷移應用；有些習題要求寫一篇短文或設計實驗方案，即引導學生綜合運用知識、技能創造新的思維產品。此外，教材每節的本節聚焦中的問題，明確指向本節最主要的教學目標。

問題是“有效教學的核心”，教師理順教材中問題設計的思路，厘清問題之間的邏輯聯系，提煉問題解決的方式，可促進對于教材內容的準確理解、把握和挖掘，有助于問題化教學的有效實施。