培養學生提問能力的KWDL模式生物學教學

一、問題的提出

在高中生物學學習過程中，學生提出問題并解決問題有利于自身知識體系的建構和思維能力的提升。提出問題能激發探究欲望、增強學習需求，養成提問的好習慣會讓學生終身受益。

受傳統教學模式的影響，目前部分高中生的提問能力略有不足。傳統的生物學教學經常采用“教師提問，學生回答”的模式。在這種教學體系下，學生的主體地位沒有凸顯，學生主動提問的權利被“剝奪”。

在高中生物學教學中選擇合適的教學體系來培養學生的提問能力是必要的。KWDL模式是以學生提出的問題為核心，引導學生完成已知（K）→想知（W）→求知（D）→新知（L）四個環節，以培養學生提出問題、解決問題的能力。本文聚焦于此開展實證研究，以期能夠為如何開展KWDL模式培養學生提問能力的生物學教學提供樣例。

二、研究的理論綜述

（一）國內外研究現狀分析

KWL是美國的唐娜·奧格爾教授于1986年提出的一種學習策略。KWL最初被引入課堂，多應用于語文、英語閱讀教學上。K 是“What I know”表示對某個課題的已有知識；W是 “What I want to know”表示學生閱讀后提出想知道的問題；L是“ What I Learned ”表示學生總結自己學到的新知識。后來，其又發展出KWL+ 教學模式，即在原有模式基礎上加入一些環節，如分工合作、交流分享等。KWL在我國也應用廣泛。我國的教育研究者在小學、高中和大學的英語閱讀教學中探索KWL模式，以及其他學科如物理、化學課堂也逐漸有了KWL教學模式的應用。國內的多個學科都在各自的領域對學生提問能力的培養作了廣泛的研究，但理科尤其是生物學學科局限于零星的論述。學生提問能力的培養是全球性的教育趨勢。因此，在國內外已有研究成果的基礎上，我國的教育研究者進行學生提問能力培養的生物學課程開發，不僅是適應教育改革的需要，還是與國際教育趨勢接軌的重要措施。

（二）重要概念的界定

1.提問能力

提出問題又稱“生成問題”，是學生在已有知識或經驗的基礎上，通過對學習素材的觀察，發現其中蘊含的新事物與原有認知之間的矛盾和沖突，經過思維的分析和處理，最后用文字或者語言以問題的形式表達出來的能力。對于高中生而言，提出有價值的、值得探究的問題，是他們具備觀察能力、語言組織能力、思考能力、表達能力的體現，這些正是新高考所要考查的方向。

2.KWDL模式

本文的KWDL模式教學是指以多元學習素材為背景，組織學生主動參與到針對學習素材發現問題、提出問題、解決問題的過程，體驗科學探究的過程，理解科學概念和科學本質，并提升科學探究能力的教學方法。具體流程包括以下四個方面。

K（What I Know）：教師提供引導性學習素材，所選素材可以是教材、高考題、學術論文、真實生物學情境等，學生根據這些多元的學習素材回顧已有知識，從而挖掘出課堂所需的信息點。

W（What I Want to know）：學生利用學習素材提出感興趣的新問題。課堂的學習活動就圍繞學生提出的有價值的問題繼續開展。

D（What I Do to find out）：學生選擇合適的方法解決所提出的問題，可以通過查閱資料、推理演算、交流討論等多種方法，并最終驗證答案是否合理。

L（What I Learned）：學生進行反思與歸納：通過提出問題解決問題，最終收獲了哪些新知識、新方法。

三、研究的內容

（一）學習素材的創新

主要進行常用的學習素材的二次開發、新的學習素材的收集與開發，以此作為KWDL教學的學習背景。

（二）KWDL模式教學實踐

主要研究如何在教學中使用上述學習素材開展KWDL教學，如何推進K、W、D、L四個環節，如何優化這四個步驟，以提升學生的提問能力，為新課程教學提供范例。

四、KWDL模式的教學使用策略

KWDL模式的教學目的是讓學生提出有價值、可探究的生物學問題，并在此過程中提升其生物學學科核心素養。因此，教學中教師可用學生常用的學習素材如教材、高考題，以及文獻資料、前沿科技等新的學習素材為學生提供具體的生物學情境，作為學生產生問題、分析問題的資源，其教學流程可簡述為如下模型（見圖1）。

五、KWDL模式的教學案例

案例一：前沿科技等生物學情境作為素材的KWDL教學

在信息時代，藥物研發、諾貝爾獎等閃爍著人類科技進步光芒的學習素材，更能激發高中生的求知欲望。因此，教師可以選用這些情境作為素材，引起學生的共鳴和思考，來開展KWDL教學，最終達成學生提問能力的高階思維培養目標。以浙科版高三選擇性必修3的“基因工程”教學為例。

【學習素材的導入】帕博團隊發表了尼安德特人（簡稱尼人）的DNA堿基序列圖，并發現了現代人類和尼人之間有61種基因存在差異。現代人和尼人的NOVA1基因的區別只在一個堿基對上，其他部分完全一致。NOVA1基因在早期大腦發育過程中對調節其他基因的活動發揮著至關重要的作用。

【KWDL模式的實施】教師提供的學習素材，激發學生產生問題，激發學生的探究欲望。KWDL模式教學使用流程模型如圖2所示。

K環節：學生回顧已有的相關知識，如DNA的特異性、提取分離細胞成分的基本方法、細胞分化等。

W環節：學生提出新的問題，如圖2中的問題1、2、3。學生需要具有創造性思維及提出問題的高階思維，這些能力需要教師在平時教學中有意識地引導和培養。

D環節：學生解決提出的問題。以學生解決問題1為例。首先學生需要搜索自己儲備的課本知識，找到“DNA粗提取和鑒定”可以用來解決該情境中的問題。教師可以繼續引導學生發揮聚合思維，尋找“光合色素的提取和分離”與“DNA粗提取和鑒定”的共性，將單個教材活動的局部思考上升到同類問題的整體思考，才是透徹理解知識，才能靈活運用知識解決各種情景中的類似問題。再如問題2的解決，在面對教師所給“ddNTP終止DNA子鏈延伸原理”新信息時，學生要對信息做出判斷和理解，運用這些信息設計“鏈終止法DNA測序”的反應體系。然后依據電泳技術分離DNA的規律推出待測DNA的堿基序列，最終繪制出尼人DNA堿基序列。

L環節：學生從知識和能力角度總結這堂課的收獲，既獲得了物質提取、PCR技術等重要概念的知識，又形成了系統性的知識結構和思維方式。教師也能根據學生的反思調整教學方法、優化教學設計，進而提高教學實踐的效果。

案例二：文獻資料作為素材的KWDL教學

教師在教學過程中遇到問題會搜索一些論文，這些文章可以進行收集整理，在課堂教學中將論文內容當作學習素材。

【KWDL模式的實施】

K環節：以生物學專業論文作為學習素材，這對學生獲取信息能力、提出問題能力提出了更高的要求。教師可以適當提示，如用方框框出關鍵詞作為提示，發散學生思維，引導學生提問。

W環節：學生在教師引導下提出問題。如學生提出的問題有：①農桿菌需要活化的原因是什么？如何活化農桿菌？②鐵皮石斛原球莖是否需要消毒處理？如果需要則怎么進行消毒？③原球莖的代謝類型是什么并說明理由。④進行PCR檢測的模板DNA怎么獲取？⑤鐵皮石斛中石斛堿的分離和提純方法有哪些？

D環節：上述問題的解決只靠學生的力量是比較困難的，還需要教師做好充分的備課工作，預期學生可能會提哪些問題，并預設好解決策略。教師在課堂上可提供給學生一些思路，引導學生回顧課本、相互討論等，引導學生最終順利完成問題的探究。

L環節：歸納這堂課的收獲時，學生敏銳地聯系了現在的高考試題。新高考形勢下的生物學試題，常常會給學生創設一個發酵工程、細胞工程或者基因工程的實用情境，讓學生分析解決其中的問題。學生覺得可以將學會的方法應用到解這類高考題中，先閱讀題目獲取新信息，再結合已有知識以及題目的前后文，充分發揮創造性思維、邏輯推理能力提出問題并解答問題，這樣才能適應以新高考情境為主的考查方式。

案例三：高考真題作為素材的KWDL教學

課外學習是對課堂學習的鞏固和延伸、補充和發展。教師可以利用好高考真題，作為學生的課外學習素材，讓學生深度解讀高考試題，再提出問題。

【學習素材的導入】

2015年浙江省普通高校招生選考科目考試生物學試卷第32題（抗鹽基因導入原生質體培育抗鹽菊科植物）。

【KWDL模式的實施】

學生深度解讀上述高考試題，產生一些新的問題。比如：①根據功能的不同，重組DNA分子可以分為哪兩種？②擴增目的基因的方法有哪些？③加入較高濃度甘露醇的作用？什么時候完全洗脫甘露醇？④哪些物質需要進行過濾滅菌？過濾滅菌的方法？⑤將抗鹽基因導入原生質體的兩種常見方法？與導入植物細胞有什么不同？

通過W環節的交流，教師將學生的提問匯總呈現出來后，學生發現：原以為做得滾瓜爛熟的高考試題居然還可以挖掘出這么多知識缺漏或知識盲區。然后在D環節，學生積極地查詢資料或者求助教師、同學去解決問題，學生由被動等待灌輸知識變成主動解決問題，獲取知識。

基于高考試題的KWDL教學讓學生對考試方向更明確，對出題規律更了解，從而能在后續學習中優化學習策略，提高學習效率。

案例四：教材作為素材的KWDL教學

教材是學生非常重要的學習素材，精讀教材并且提出問題、解決問題的學習任務可以和高考真題深度解讀的處理方式一樣，作為課外學習任務，繼續將KWDL模式從課堂拓展到課外。

【學習素材的導入】

浙科版教材必修2“噬菌體侵染細菌實驗分析”活動。

【KWDL模式的實施】

師生利用課外時間先制訂好對教材內容的精讀計劃，再選擇一堂課匯總學生看書生成的問題。學生閱讀上述制訂的內容后，提出問題：①探究遺傳物質的實驗思路？②將物質分開的方法有哪些？③科學家從活的S型菌中抽提DNA、蛋白質和莢膜多糖，目的是什么？④S型菌的DNA單獨與R型活菌混合，放入液體培養基中培養后，為什么結果是R型菌數目多于S型菌？⑤用噬菌體侵染被標記的細菌，使子代噬菌體被標記上35S（或32P），這一操作的原理是什么？

將所提問題在D環節通過師生交流、生生交流解決，最后通過L環節進行小結歸納。

教材是知識的基本載體，有效地閱讀教材可以進一步鞏固知識。以教材為素材的KWDL教學能讓學生將教材內容細化、整合、拓展，從而深入理解知識，將零散知識構建起知識網絡，形成知識體系。

六、KWDL模式的教學實踐成效

（一）KWDL教學中，逐步構建重要概念

生物學教學的目的不僅在于讓學生掌握知識，更重要的是體驗知識的產生過程，養成科學知識是通過一系列實證構建的生物學核心素養。KWDL模式激發了學生對生命科學的求知欲，提升了學生對生物學學習的主動性和創造性，進而引發了學生的思考并解決一系列問題，逐漸形成生物學的重要概念。

（二）KWDL教學有利于學生提問能力的提升

KWDL教學是以學生提問作為起點的教學模式，學生首先要自主學習教師提供的學習素材，認真思考后提出有價值的生物學問題，并以此為起點展開探究，最終解決問題。從后期的調查統計來看，KWDL教學使學生轉變了學習方式，由被動式轉變成主動式，在閱讀學習素材的基礎上能夠深入思考，增強提問意識，提高提問質量，并且能夠采取多種方式有效地解決問題。

（三）KWDL教學有利于學生科學思維的培養

科學思維是指尊重科學事實和科學證據，崇尚嚴謹務實的求知態度，采用科學的思維方式認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。KWDL教學提供多樣的學習素材，努力創設問題情境，讓學生發現問題、提出問題，誘發學生的探究動機，在D環節學生能夠基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、創造性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證學生提出的生物學問題，獲得解決實際問題的思維能力。

七、研究結果的反思與展望

（一）注重學生提問方法的指導

KWDL教學的成功實施是建立在學生高質量的提問基礎上的，所以教師應該做好指導學生如何提問的工作。教師可以抽象地引導提問方向，如“從結構決定功能的角度來思考生物學問題”，學生就可能提出具體的問題，如“從基因結構的角度解釋原核生物與真核生物的基因表達的區別”。教師還可以在提供學習素材的時候故意“挖坑”，如“人體免疫的三道防線是天生的”，給學生提供創造批判性提問的機會。

（二）課上、課下提問雙線并舉

課內學習和課外學習都是學生獲得知識、發展智能的有效途徑，兩者相互促進。KWDL教學需要學生讀懂學習素材，提出有價值的問題，所以為了KWDL教學在課堂上順利開展，教師可以讓學生充分利用課下時間先預習學習資料，以此讓課堂節奏更緊湊、更高效。前文所述的KWDL教學的學習素材中有教材精讀和高考試題深度解讀，這兩項素材的使用就是安排在課下，但考慮到學生自主學習能力和提問能力均有待提升，教師應該投入更多的時間和精力，監督學生制訂學習計劃，使其按計劃進行教材精讀、高考試題解讀，并及時交流問題生成情況。

（三）展望

隨著教育改革的不斷推進，教育教學越來越重視培養學生提出問題以及解決問題的能力。本研究只是一個階段性的成果，根據以上反思，我們繼續努力的方向有以下兩點：（1）如何讓學生主動產生問題而實現真正意義上的“求知”？沒有問題或者沒有好問題，后續教學流程都無法順利開展，所以學生帶著求知的心態提出好的問題，這是KWDL教學的起點與關鍵。（2）如何準確跟蹤檢測學生的提問能力以及解決問題能力的變化？我們應該采用更多樣的檢測手段，如用調查問卷、實驗組與對照組比較等方法，更客觀、準確地反映學生在KWDL模式下發生的進步。

綜上所述，培養學生提問能力的KWDL模式生物學教學研究實踐頗有成效，在后續的教學實踐中我們會繼續不斷完善，讓KWDL模式為高中生物學教學錦上添花。

（作者單位：浙江省富陽中學）

編輯：趙文靜