高中生物“问题解决”教学模式的研究

钱益锋

摘要生物问题解决教学是以问题的设计和解决为核心的课堂教学模式，阐述构建了问题解决教学模型，并结合自己的教学实践对该模式进行了初步的分析。

关键词问题解决“问题解决”模式生物学教学

中图分类号G633.91

文献标识码B

文件编号1003－7586(2012)01－0029－03

1“问题解决”教学模式

1.1“问题解决”教学与“常规”教学的异同

(1)教学过程不同：

一般公认的“常规”教学过程是：揭示课题、进行新课、巩固练习、课堂作业、课堂小结。“问题解决”教学过程一般是：呈现情景、提出问题、分析问题、解决问题、问题延伸。

(2)选材不同：

常规的教学内容基本上来自教材。以教材为依托，教师对教学内容只是简单地设计，是为了让学生更好地掌握所讲的新知识。“问题解决”教学的选材部分来自教材，而更大部分则来自教师的创新，这里教师的創意远比常规教学突出。“问题解决”教学是把教材中的知识和生活中的生物知识有机结合起来的。这就要求教师更关注生活，更善于发现问题、思考问题，这对教师的素质的要求更高。

(3)教学目标不同：

“常规”教学的目标主要是知识的传授，增长知识，更多是结果性目标，教师从始至终控制整个教学进程。课堂教学中教师也会试图通过“问题”来组织教学，但这些问题基本上是属于封闭性的问题，封闭性问题对于学生掌握知识是有利的，但对于学生能力的形成来说其效能是有限的。“问题解决”的教学目标通常是综合运用所学知识和方法来解决问题，提高能力，培养学生的创造能力、合作精神，这里有结果性目标，但更重要的是过程性目标。

1.2基于“问题解决”的生物学习模型

“问题解决教学”模式的建构是问题解决教学中最为关键的环节。教师要改变自己早已习惯了的“满堂灌”教法，建构具有生物特色的“问题解决”教学模型，进一步研究“问题解决”教学模式在生物教学中的应用，让学生掌握解决问题的方法，培养有创造性的实际问题解决者。笔者在研究了多种“问题解决”教学模式及相关教育理论基础上，结合自身的实践，构建了基于问题解决的生物学习模型(图1)。

上述模型主要分为五个部分：①创设情境，感知问题；②表征问题、生成新知；③深入问题、探求方案；④自主探究、问题解决；⑤交流评价，结论反思。

问题贯穿于整个教与学的过程，用一个处于中心位置的环状的五边形表示，这五个阶段是不间断的活动，即问题的解决并不是问题的终结，问题随时可以产生并随时可以展开，在解决已有问题的基础上可以产生新的问题，并展开又一轮解决问题的循环。探究性学习是问题解决活动中最基本的问题解决方式，在解决问题的每一阶段都或多或少含有探究性学习的成分，所以用紧贴着五边形内壁的圆，表示探究性学习存在于解决问题的各个阶段。知识的意义建构是问题解决学习发生的结果，在每个阶段的探究性学习中都会发生知识的意义建构，即学生在每个阶段都会学到相应的知识和技能。元认知之所以出现在此学习模型中，是基于这样的考虑：在问题解决的各个阶段，包括在探究性学习和意义建构过程中，都离不开元认知的控制，这是学生主动学习的必要条件，将影响着整个问题解决的探究过程，并会影响意义建构的最终结果。

1.3“问题解决”教学过程

第一阶段：创设问题情境，感知问题。

基于“问题解决”的生物学习模式通过创设恰当的问题情境来促使学生发现问题，表征问题。问题情境应具有三个要素：未知的东西(学习目的，即存在一定的问题)；思维动机(想解决这个问题)；学生的知识能力水平(即觉察到问题但不知如何解决问题)。问题情境中的问题要符合如下要求：①开放性。结构不良的问题通常问题条件和解决问题的需要并不匹配，具有较复杂的特征，学生可以依据问题所依存的情境，对其中一些元素提出自己的界定或定义，不仅具有较强的解决问题的动机，对问题的理解和解决的方案都更具开放性。②情境化。问题能够尽可能地联系生活实际，这样就可以激发学生的学习兴趣。③合适性。问题的提出应该处于学生的“最近发展区”，使得学生能够“跳一跳摘到果子”，这样的问题既不会因为太简单而不感兴趣，也不会因为太难而失去继续研究下去的信心。

问题情境的创设必须基于对学生和教材内容的全面分析。教师要分析学生已具备什么知识，不具备什么知识，希望学生通过问题学习到什么知识，即通过问题减少并消除学习目的和现有知识水平之间的差距。对于教材，一般来说，那些迁移能力强的知识点，那些含有科学思想和体现科学探究方法的知识点，在日常生活生产中有广泛应用的知识点都可以设计在一定的问题情境之中，通过这些问题达到学习目的。在生物教学中，创设问题情境的途径有很多，例如：①通过生物实验创设问题情境；②结合生物史创设问题情境；③通过日常生活生产中的生物实际问题创设问题情境；④通过学生对某一问题的不同认识创设问题情境；⑤结合学生的认知缺陷创设问题情境。

例如，在“人类的遗传病与优生”一节的教学中，通过多媒体课件展示一方面地球超载，非洲难民望着骨瘦如柴的孩子和一些患有各种疾病的孩子，再配上环境污染的画面，使学生在情景交融中体会到为什么会有这么多种的遗传疾病，这些遗传疾病怎么来的。有的学生看到这些画面后会不由自主地问：怎么会有那么多疾病?又怎么会有那么多人患病?这些病会不会传染?会不会遗传?……这些问题能点燃学生求知欲的火把，并推动学生主动地思考，积极深入地研讨本节内容，变被动学习为主动学习。精心设计问题情景，要求教师做到：营造的问题要有价值，要跟本节课密切联系，要符合学生的认知规律。这样创设的问题情景，可激发学生学习的兴趣和动力，使学生从被动学习变为主动学习，并积极深入研究和探讨相关内容，那么问题就会迎刃而解。

第二阶段：表征问题，生成新知。

表征问题是指学生能够识别出关键信息，正确理解问题，正确把握问题的含义。学生可以采用划线、作标记等方法选择出有用的信息，通过复述有用的信息达到理解问题的目的。问题表征是对问题本质的把握，是对问题的概括化和简约化，从而在认知结构中清晰地呈现出问题的主干，使复杂的问题表述简明化，明确问题的始态(已知条件)、终态(要达到的目的)、始态与终态之间的障碍。

遗传学是学生存在问题比较多，心理上也相当畏惧的内容。当遇到遗传问题时，首先要对遗传问题及其附图阅读几遍，先从整体到局部，再从局部到整体，即先对问题有一个大概的了解，然后再考察各个细节，最后，对问题建立起一幅比较清晰的图像。通过一系列的活动，教师引导学生分析判断遗传问题中所描述的对象、现象、过程及其联系，弄清问题中所涉及的量及其相关因素，全面系统地把握有关信息，在头脑中形成该问题的整体的、动态的、形象的、清晰的图景。这是有效的解决遗传问题的基础。

学生对问题的表征是否正确影响着整个问题解决的过程，所以教师可以通过强调问题的重要性、教给学生一定的注意策略和适当的反馈等措施来促进学生的选择性注意，以利于学生正确表征问题。

第三阶段：深入问题，探求方案。

在对生物问题有一个整体把握的基础上，探索解决问题的有效方法和途径，这是科学问题解决的关键。探求方案的主要过程就是利用抽象思维、形象思维、直觉思维等各种思维方法，充分调动大脑中的认知结构，对问题的求解进行直觉的洞察、深入的分析和丰富的联想。问题解决的过程是一个信息加工的过程，这些信息来自两个方面：一个是来自问题本身，通过明确问题而在大脑中形成清晰的问题图景；二是来自解题者的认知结构，包括生物概念、生物规律、生物原则、生物方法、解决问题的技巧等，这些知识、方法、技巧等在大脑中发生相互联结、相互作用，把同类知识和方法归为一起，构成一个一个的知识单元即“知识组块”，形成一定的认知结构。如果问题比较复杂，学生已有的认知结构不能对其同化，这就需要教师对问题进行分解，将总体目标分解为几个子目标，将研究对象分为若干部分，将研究过程分为若干阶段，并分析各个部分及各个阶段的特点。同时调动原有的认知结构，对问题进行分类，确定它是哪一类问题，探求解决问题的方法和途径。如果这样还难以确定问题的类型，应对问题进行转化和变换，直到找出适当的解决方法为止。

第四阶段：自主探究，问题解决。

自主探究是展开解题思路、构思解题步骤、实施具体运算的过程，是解决生物问题的中心环节。对于具体的问题，用什么方法解决，要视具体情况而定。例如在学习了孟德尔的豌豆杂交试验(二)以后，自由组合定律的实质是什么?发生在细胞分裂的什么时期?在学生阅读教材、讨论的基础上，教师播放哺乳动物精子形成过程的课件，学生可以清楚地看到在减数第一次分裂后期，随着同源染色体移向两极，等位基因随之分离，同时由于非同源染色体的自由组合，位于非同源染色体上的非等位基因完成了自由组合，仅用5min就看完了减数分裂的全过程，学生很快知道了自由组合规律的实质，发生在减数第一次分裂后期。笔者进一步追问：如果把“等位基因分离、非同源染色体上的非等位基因自由组合”改为“等位基因分离、非等位基因自由组合”是否正确?学生的思维马上被激活，在教师的点拨下，借助图形，学生知道了在同一条染色体上也存在非等位基因，一般不能发生自由组合，所以“非同源染色体”这几个字不能省略。上述问题的圆满解决既用了讨论法，也有图解法，还有多媒体辅助。问题多种多样，方法千变万化，教师可以根据问题的实际情况确定是独立思考还是小组讨论，是在课堂里完成还是放在课外完成。若这个问题本身容量不是很大，学生只需要经过较短的时间的讨论和研究就可以得到结果的就可以放在课内解决，如果这个问题本身知识的跨度比较大，学生难以在短时间内解决的也可以放在课外，让学生们查阅资料、充分讨论，最終解决问题。

第五阶段：交流评价，结论反思。

解决问题并不是唯一的目的，它只是一个过程，学生将通过问题的解决获得新的知识，同时也学会了该如何来分析问题和解决问题，此时教师需要做好学习的引导者，进一步促进学生进行探究和思考，发现学生在解决问题时的困难和障碍，并及时引导、分析、建议和帮助。通过小组交流或全班交流的方式，讨论科学探究中所存在的问题、获得的发现和改进建议，认真比较各人和各小组的探究和思维过程的优缺点，使学生的思维更趋合理和严密。

现在的大部分高中学生不能有效地进行讨论与反思。教师应该指导学生讨论反思，并使学生形成善于反思的习惯。

例如，在解决遗传学计算题时，对习题的反思可从多方面人手。

①解题过程的反思：即解题过程中，自己是否很好地理解了题意?弄清了题干和设问之间的内在联系?较快地找到了解题的突破口?在解题过程中曾走过哪些弯路?犯过哪些错误?这些问题后来又是怎么改正的?

②解题方法、技能的反思：即解题所使用的方法、技能有没有广泛应用的价值?其理论和实践的论据是什么?如果适当改变题目的条件或结论，问题将会出现如何变化?有什么规律?解决这个问题还可用哪些基本方法等等。

③题目立意的反思：通过完成解题，题目的立意是否达到了要求?解决这个问题有什么实际意义?还有哪些问题有待进一步解决?

④对学习环节的反思：在学习过程中如预习、上课、作业订正、复习等，是否存在问题。例如，上课已经示范过的解题技能，为什么不能较熟练的应用?曾经解决过的某一类似问题，现在为何又难以完成?上次不能解决的问题为何现在还是不能够解决?从中反映出自己的预习、听课、作业订正、复习等学习环节存在着哪些问题?如何设法改进?

《学记》中说：“学然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也；知困，然后能自强也。”任何一个学生，不论其学习能力、起点如何，都有必要通过多种途径对自己的学习进行反思。反思是认识过程中强化自我意识、进行自我监控，自我调节的重要形式，经常性的反思有助于问题解决能力的提高。

2“问题解决”教学实践的体会

①观念要转变。“问题解决”教学是教师帮助学生学会自己思考，属于开放性教学模式。因此，教师不应该总是像教练一样以正确的示范方式来解决问题，而要学会扮演不同角色，既是示范者、顾问，又是辩论会主席、对话人，学生才是解决问题和推广问题的主体。

②要注重不同教学方法的整合。问题解决教法并不能包打天下，要注意与其他的方法和途径结合起来。

③教学形式、教学手段要多样化，要充分发挥现代教育技术的作用。

④问题解决教学耗时多、教学进度较慢，学生能力存在差异，容易引发学生的两极分化。