高中生物教學中創(chuàng)設(shè)問題情境的策略研究

宣雯雯　陳根穩(wěn)　張玉明

關(guān)鍵詞：生物教學；問題情境；創(chuàng)設(shè)方法

文章編號：1003-7586（2024）01-0088-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

問題情境是指教師有目的、有意識地創(chuàng)設(shè)具有思考性、思辨性、啟迪性的情境，通過問題的組合與串聯(lián)，激起學生強烈的學習期待，滿腔熱情地投入知識的學習中。有效地設(shè)置問題情境，可以充分發(fā)展學生的個性，發(fā)展其思維能力，激發(fā)想象力和創(chuàng)造潛能。因此，創(chuàng)設(shè)富有情趣和思維力度的問題情境，是開啟生物課堂真實、高效的重要手段，也是新課改能否真正實施的一個重要標志。高中生物教學中，可以從以下方面有效創(chuàng)設(shè)問題情境，提高教學質(zhì)量，落實核心素養(yǎng)。

1利用教材內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)問題情境

教材中有很多的素材，可作為教師創(chuàng)設(shè)問題情境的原材料。如走進實驗室、思考·討論、邊做邊學、科學·技術(shù)·社會、批判性思維、知識鏈接、教材圖表、練習與應用等。教師可以利用這些教材內(nèi)容，設(shè)置一系列問題，建構(gòu)問題情境，讓學生有目的地去探索、思考，從而激發(fā)學生的學習興趣，引導學生進行自主學習，大大提高教學效果。

在學習“酶的特性”時，教師結(jié)合教材內(nèi)容“酶的專一性實驗”相關(guān)實驗過程，可以設(shè)計這樣一系列問題：為什么兩支試管所加物質(zhì)的量要相等？為什么兩支試管要在37℃下保溫？兩支試管分別有什么現(xiàn)象？進一步說明酶具有什么特性？在這個實驗中，如果兩支試管都出現(xiàn)了磚紅色沉淀，可能是什么原因？能否將該實驗中用的斐林試劑換成碘液？在這些設(shè)置的問題情境中，學生可以沿著正確的方向進行探究，得出正確的結(jié)論。

在學習“檢測生物組織中的蛋白質(zhì)”時，以教材內(nèi)容“邊做邊學”為情境，設(shè)計這樣一系列問題：雙縮脲試劑和斐林試劑在組成上有什么區(qū)別？使用方法上又有什么區(qū)別？雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)的原理是什么？為什么要先加雙縮脲試劑A液，再滴加雙縮脲試劑B液4滴？如果雙縮脲試劑B液滴加過多會對結(jié)果造成什么影響？雙縮脲試劑和雙縮脲含義相同嗎？最后一個問題學生往往認為二者是一樣的，其實雙縮脲是一種化學物質(zhì)，由2分子尿素脫去氨形成，雙縮脲中含有肽鍵，可以用雙縮脲試劑進行鑒定。在這些問題情境的引導下，學生對所學習的知識有了更加深入和清晰的理解。

在學習“探索遺傳物質(zhì)——噬菌體侵染細菌的實驗”時，介紹完噬菌體的結(jié)構(gòu)，以教材內(nèi)容“T2噬菌體侵染大腸桿菌”圖示過程為情境，設(shè)計這樣一系列問題：如何標記噬菌體？實驗中攪拌和離心的作用分別是什么？上清液和沉淀物中主要有哪些物質(zhì)和結(jié)構(gòu)？兩組實驗相互對照說明什么？為什么35S標記的一組最后沉淀物會有少量放射性？為什么32P標記的一組最后上清液會有少量放射性？為什么這個實驗比艾弗里的實驗更加具有說服力？這個實驗能不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？艾弗里的實驗能不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？最后一個問題，引起了學生激烈的討論，經(jīng)過一番討論后，學生得出結(jié)論：艾弗里的實驗通過相互對照可以證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)；而噬菌體侵染細菌的實驗，由于蛋白質(zhì)外殼始終沒有進入大腸桿菌，所以不能說明蛋白質(zhì)的作用，也就不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。在這樣的情境下，學生進行了激烈的討論，對教材內(nèi)容有了更深層次的理解，同時也培養(yǎng)了學生的科學思維，符合核心素養(yǎng)要求。

一系列的問題由易到難、由淺入深、相互呼應、前后銜接，緊緊圍繞教學內(nèi)容而展開，引導學生一步步地深入分析、思考、討論與交流。這樣處理教材，使學生不僅掌握了知識的來龍去脈，更提高了學生的思維與表達能力，提高了教學的有效性。教師要從教材中充分選擇素材創(chuàng)設(shè)問題情境，還應當學會從其他版本的教材中挖掘素材，用于課堂教學中的問題情境創(chuàng)設(shè)。

2利用認知沖突，創(chuàng)設(shè)問題情境

教師在教學過程中，要善于抓住學生已有知識經(jīng)驗與新知識之間的矛盾，即學生的認知沖突，有針對性地提出系列問題，創(chuàng)設(shè)問題情境，幫助學生改變已有的不完善的認知結(jié)構(gòu)，建立新的完備的知識體系。

在“光合作用的影響因素”的教學中，教師講解了光照強度、溫度對光合速率的影響之后，展示了圖1。

學生原有的認知是光照越強，光合作用越強。但為何中午時光照最強，曲線EF段下降卻變得平緩？對于學生的這一認知沖突，教師進一步創(chuàng)設(shè)問題情境：在密閉玻璃罩內(nèi)，為什么24小時內(nèi)二氧化碳濃度會發(fā)生此變化？曲線上升和下降說明光合速率和呼吸速率的大小是什么關(guān)系？植物何時開始進行光合作用，何時結(jié)束？24小時后，植物增重了嗎？何時植物最重？帶著這些問題，學生進行了深度思考，最終得出“曲線EF段下降平緩”的原因是：植物的自我保護機制使其部分氣孔關(guān)閉，防止散失過多水分，這樣一來，吸收的二氧化碳就少了，光合作用變慢了，曲線EF段便下降平緩了。

在“滲透裝置”的教學中，教師以課件展示實驗裝置：在長頸漏斗內(nèi)裝入蔗糖溶液后，用一層半透膜密封在漏斗口外，然后將此漏斗倒置于盛有清水的燒杯中，實驗開始時漏斗管內(nèi)外的液面相平，一段時間以后，漏斗內(nèi)的液面會升高，直到停止。此時教師提出問題：當漏斗內(nèi)液面不再上升時，半透膜兩側(cè)的溶液濃度相等嗎？學生的答案為：相等。此時教師提醒：燒杯中此時還是清水，而漏斗內(nèi)仍然是蔗糖溶液，濃度相等嗎？學生的答案為：不相等。教師問：但是此時已經(jīng)達到滲透平衡了，為什么半透膜兩側(cè)的濃度還是不相等呢？在此，學生產(chǎn)生了強烈的認知沖突，教師進一步引導，創(chuàng)設(shè)問題情境：你們有沒有考慮到外界環(huán)境因素的影響呢？引導學生討論壓強、重力等因素的影響。教師最后總結(jié)：上升的水柱產(chǎn)生了向下的靜水壓，阻止一部分水分子繼續(xù)上升。學生的思維在“山重水復疑無路”時，又有了“柳暗花明又一村”的感覺。有了認知沖突，學生就會形成強烈的探求欲望，從而順利進入新知識的學習。

在“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”的教學中，教學進行到外植體的“脫分化”時，教師引導學生回想細胞分化的其中一個特點是不可逆性，那么為什么這里細胞分化又可逆了呢？學生原有的認知結(jié)構(gòu)不能同化新的知識。利用學生的認知沖突，教師創(chuàng)設(shè)問題情境：細胞分化的實質(zhì)是什么？植物組織培養(yǎng)進行的條件是什么？啟發(fā)學生進一步思考，自行解決認知沖突。部分學生暫時未能解決認知沖突，教師可以組織學生之間相互討論，在學生討論過程中，學生的表達能力、思辨能力也都能得到訓練，這不失為較好的處理策略。最終學生得出答案：植物組織培養(yǎng)是把“離體”的細胞、組織或器官培養(yǎng)成完整植株，離體狀態(tài)下細胞是可以脫分化的，而在生物體內(nèi)細胞的分化是不可逆的，細胞分化的實質(zhì)是基因在不同時間、不同空間的選擇性表達。

通過這樣的方法，在教學內(nèi)容與學生的原有認知結(jié)構(gòu)之間制造“矛盾”，從而促使學生主動去思考、去探索，進而有效掌握知識。引導學生從兩種不同角度分析問題的過程，實際上也是提高學生分析與推理能力的過程。

3激發(fā)學生興趣，創(chuàng)設(shè)問題情境

高中生正處于心理發(fā)展的重要階段，對外界信息比較敏感，有著強烈的好奇心，對未知事物有著強烈的探索欲和求知欲，因此高中生物教師要創(chuàng)設(shè)新穎生動的問題情境，充分利用學生的好奇心，引導學生積極主動地尋找答案，尋找解決問題的辦法，這樣才能提高對學生的吸引力，引起學生的關(guān)注。除此以外，在日常的學習生活中，學生會針對所學內(nèi)容提出一些值得探究的問題，這些問題常常也是學生最感興趣、最有意愿探究的內(nèi)容。生物教師要及時抓住學生的這些問題，設(shè)置有針對性的情境，通過提問甚至追問的方式，進一步激發(fā)學生的求知欲，拓展學生的思路，促進學生更加積極主動地開展探究活動。

事實證明，學生對標本、掛圖、模型等直觀教具有很大的興趣，對錄像、電視、幻燈片、投影、電腦等現(xiàn)代化教學手段輔助教學更感興趣。因此，教師實現(xiàn)教學手段現(xiàn)代化，能更好地提高學生聽課的注意力，使學生由被動接受知識轉(zhuǎn)為主動探究知識。在“DNA結(jié)構(gòu)”教學時，教師可以將班級學生分成幾個小組，給每個小組準備一定量的磷酸、脫氧核糖、含氮堿基等模型材料，調(diào)動學生的積極性，教師進一步創(chuàng)設(shè)問題情境：你們能否利用這些材料構(gòu)建DNA的基本組成單位——脫氧核苷酸模型？能不能嘗試進一步構(gòu)建DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型呢？從你們構(gòu)建的模型中，你們發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)具有哪些特點？在學生動手操作后，請學生上臺展示、說明，其他學生再進行補充完善。在此基礎(chǔ)上，教師可進一步進行投影、在黑板作圖，這樣的教學方法使本來抽象的DNA結(jié)構(gòu)變得直觀可見，達到模型誘導、投影感知、板圖鞏固的教學目標，實現(xiàn)微觀知識宏觀講、抽象內(nèi)容具體教、靜態(tài)圖形動態(tài)板。在教師和學生有聲有色、有條有理的“展示→講解→板圖”的學習過程中，學生順利完成“認識→合作→思考→記憶→鞏固”這一掌握知識的過程。

生物學是以實驗為基礎(chǔ)的科學。動手實驗能培養(yǎng)學生的觀察、創(chuàng)新、思維分析等能力，激發(fā)學生學習興趣，許多學生正是因為喜愛實驗才熱愛生物學的。實驗除了形象、生動、真實、直觀之外，還是一項目的性十分明確的操作活動。它對培養(yǎng)學生認識和理解生物學概念起著無可替代的作用。在“提取和分離葉綠體中的光合色素”教學時，教師可創(chuàng)設(shè)以下問題情境：如果沒有二氧化硅，可以用什么替代？最后的實驗結(jié)果說明哪種色素在層析液中的溶解度最高？實驗中如果將無水乙醇換成清水，能提取到色素嗎？為什么有些同學得到的色素條帶顏色比較淺？在這些問題的引導下，學生會進一步思考、討論，還可以動手做實驗加以驗證。實驗體現(xiàn)了活動情境，使學生在認知上產(chǎn)生了一種滿足感，為形成穩(wěn)定的學習興趣奠定基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，學生產(chǎn)生的學習興趣和愿望能夠轉(zhuǎn)化為一種熱愛科學的素質(zhì)和志向，從而引導學生更深入地探究。

4聯(lián)系生活實際，創(chuàng)設(shè)問題情境

新課改的核心理念是以生為本，回歸生活，強調(diào)教學內(nèi)容與學生現(xiàn)實生活的聯(lián)系，關(guān)注學生的生活實踐，創(chuàng)設(shè)生活化問題情境，引領(lǐng)學生在生活體驗中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。生物教材中有許多內(nèi)容與日常生活是密切相聯(lián)的。把課本知識和生活實際聯(lián)系起來，把學生帶入一個真實的問題情境中進行探究，將所學理論知識與實際生活相聯(lián)系，不僅使學生容易理解所學知識，也能激發(fā)學生的探究積極性，學以致用。

在學習“傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和產(chǎn)品”時，結(jié)合生活中經(jīng)常食用的酸奶、泡菜、果酒、果醋、腐乳等，教師展示其照片，創(chuàng)設(shè)真實的生活情境，設(shè)計如下問題：制作酸奶、泡菜、果酒、果醋、腐乳等分別與哪些微生物的發(fā)酵有關(guān)？這些微生物發(fā)酵的原理是什么？你能用化學反應方程式表示嗎？在發(fā)酵過程中，為什么要注意無菌操作？有哪些無菌操作？家庭發(fā)酵與工業(yè)生產(chǎn)發(fā)酵有哪些區(qū)別？是否能畫出簡易的工業(yè)發(fā)酵圖？學生在思考這些問題時，會深刻地感受到自己所學習的知識和生活、生產(chǎn)實際是緊密聯(lián)系的，進一步激發(fā)了學生的求知欲。教師則進一步引導學生在實驗室中利用常見的工具、材料，親手制作酸奶、果酒、泡菜等。在制作的過程中，學生也會發(fā)現(xiàn)存在的一些問題，從而進一步去優(yōu)化實驗的材料、工具等，達到更好的效果，這樣就很自然地將書本知識真實呈現(xiàn)出來，學以致用。此學習的過程，提高了學生的科學探究意識，符合核心素養(yǎng)要求。

“關(guān)注人類遺傳病”這節(jié)內(nèi)容與實際生活密切聯(lián)系，在學習時，教師可通過視頻、圖片等展示人類遺傳病的類型、癥狀等，還可以讓學生列舉出身邊遺傳病的例子，創(chuàng)設(shè)真實的生活情境，激發(fā)學生學習的興趣。在此基礎(chǔ)上，進一步引導學生思考：什么是遺傳病？遺傳病都是先天性的嗎？你可以對遺傳病進行簡單的分類嗎？為什么要對遺傳病進行監(jiān)測？如何預防人類遺傳病的發(fā)生？在調(diào)查遺傳病的發(fā)病率和遺傳方式時，有哪些注意點？通過這些層層遞進的問題，一步步引導學生去學習、思考，揭開人類遺傳病的神秘面紗。教師還可進一步引導學生在生活體驗中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，進行更深層次的思考，提高學生科學探究的能力。在遺傳病的調(diào)查實驗過程中，學生也會調(diào)查到很多有遺傳病的家庭，可以給這些家庭提供一些生育方面、生活方面的建議，提高社會責任意識，這樣的學習真正將核心素養(yǎng)落到實處。

在學習“細胞癌變”時，教師可以提前讓學生搜集有關(guān)癌癥的資料，學生在展示了自主學習成果后，教師進一步激發(fā)學生思考，創(chuàng)設(shè)問題情境：引起細胞發(fā)生癌變的內(nèi)因和外因分別是什么？癌細胞具有哪些特征？原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，一定會導致癌癥嗎？目前癌癥的治療方法主要有哪些？我們可以通過哪些健康的生活方式，降低癌癥的發(fā)生率呢？疾病是與我們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的，癌癥這一疾病困擾著許多家庭。學生課前搜集相關(guān)資料，課上積極思考討論、探究合作，課后進一步進行案例分析調(diào)查，這一系列過程培養(yǎng)了學生生命觀念、科學思維能力，體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的內(nèi)涵。

綜上所述，高中生物教學提倡在情境中解決問題，教師要學會創(chuàng)設(shè)情境，調(diào)動學生思維的參與，激發(fā)其內(nèi)驅(qū)力，促使學生真正進入學習狀態(tài)中，達到掌握知識、訓練思維和提高實踐探究能力的目的。實踐得出結(jié)論：創(chuàng)設(shè)問題情境能較好地激發(fā)和滿足學生的探究欲望，對改善學生原有的認知結(jié)構(gòu)，學習新知內(nèi)容，培養(yǎng)學生的思維和能力產(chǎn)生積極的作用。