应用“问题解决法”解学生之惑

黄惠涛

问题是创造的先导，是思维的起点，具有问题意识是人创新的前提和基础。培养学生解决问题的能力几乎是我国各科课程标准都明确提出的教学目标。因此，在生物学教学中，教师应当努力培养学生的问题意识，训练学生解决问题的方法。

1 概念界定

1.1 问题解决法

“问题解决法”是一种融合教学方法与学习方法于一体的综合方法。即以解决问题为主要条件，利用一切推断原理和各种方法策略进行解决问题的一种方法，在此之中提高学生的思维能力和学习能力，让学生的知识体系进一步的得到构建，培养学生的创新能力和创造能力。Jackson把问题解决法广义地定义为在设问状态与解答状态的沟谷间架设桥梁。

1.2 “问题串”教学法

“问题串”教学法是围绕着探究目标，通过设置一系列有针对性的问题引导学生反应，教师在识别学生反应的基础上，采取有效指导，促进学生不断达成探究目标的一种有效方法。

可见，“问题串”教学法侧重于教师的问题设计和引导，以问题的主线贯穿课堂；而问题解决法则侧重于问题的来源与解决，强调师生、生生的合作和自我探究。“问题串”可以作为“问题解决法”的一种手段和基础，“问题解决”是“问题串”的延伸和拓展。

2 问题的来源

通常情况下，问题常常由教师提出，以便于达成教师认定的教学目标。这样虽然从表面上达到课标的要求，但却忽视了学生的内心需求和个性理解特征。问题解决法的问题有三个来源：① 根据课标要求编写的教材所提出的问题。这往往在旁栏思考、相关资料或课后练习中涉及，是学生必须解决的问题，也是大多数教师必然关注的问题。② 教师根据教学目标和课堂流程适时提出的问题。这类问题往往作为教师重点关注的问题，以期引导学生顺应课堂教学思路，达成课堂教学目标。这种情况下，学生的思维基本上处于教师的控制之中，学生也常常处于被追问的状态。③ 学生根据自身对教材内容的理解所提出的问题。这类问题可能天马行空，可能低级可笑，也可能是教师并不关注的问题，但这些问题恰恰是学生内心的困惑，是不解决不得心安的障碍。

3 问题解决的策略

3.1 根据现状，启发学习者提出问题

这里的“现状”是指学生面临的教材、教师创设的情境、师生操作的实验、学生的生活实际、生物科学史实等。面对这些素材，不同的学生会有不同的问题。教师要求学生以书面的形式整理出问题，由课代表进行统整，反馈给教师。例如，在学习“基因指导蛋白质合成”一节内容时，学生通过预习，提出了如下问题：

（1） DNA有两条链，每条链都是模板链吗？

（2） RNA聚合酶也是蛋白质，它是怎么产生的？

（3） mRNA转录过程中与DNA间碱基结合又释放是为了什么？

（4） 转录时只需要RNA聚合酶这一种酶参与吗？

（5） rRNA的作用是什么？

（6） RNA是新合成的，那如果原有RNA的话，与之有关吗？

（7） 所有生物体内都含有RNA吗？

（8） tRNA只需两端发挥作用，为何会折叠成叶形？

（9） 核糖体与RNA的关系是什么？

（10） A、U、G、C怎么互补配对？

（11） tRNA上的碱基与mRNA上的密码子如何配对？

（12） 密码子表中的起始和终止是什么意思？

（13） 合成蛋白质的“生产线”和“工人”分别是指什么？

（14） 核糖体读取mRNA的密码子时，为什么还要到tRNA上去（已结合了氨基酸）？

（15） 若提供一段mRNA碱基序列AGCAUGCGUUAA，是AGC、AUG、CGU、UAA对应寻找，还是AGC、GCA、CAU……对应寻找？

（16） RNA上碱基序列与蛋白质氨基酸顺序有联系吗？

（17） 形成的多肽链是否为蛋白质？

（18） 转录与蛋白质的合成有关系吗？有先后顺序吗？

（19） DNA中碱基数量与蛋白质中氨基酸数量之间存在什么关系？

（20） 原核生物也是这样进行蛋白质合成的吗？

教学目标始终是课堂教学的方向指引，对学生提出的问题，教师应当以此为依据进行统整归类，并对提问学生作出相应的判断，以使课堂教学时引导更准确。

上述案例中，问题5、6超过了目标要求，不需要学生掌握，教师可以课后单独与提问学生交流，助其解惑，并要求学生首先关注学习目标的要求，在达成的基础上再深入思考。问题7也与本课主题无关，但是涉及到学生对遗传物质的认识，体现了学生先前知识基础的薄弱，教师应在课前单独给予解答，以巩固所学知识。问题15、19属于应用层次，是解题中常出现的难点问题，课堂教学时应作重点剖析。问题18、20具有相关性，且是对教材内容的补充，说明提问者在思维层面上了一个台阶，可在本课最后作为提升思维进行深入学习。其他问题属于一般知识，在学习过程中，通过分析梳理，图形认识与比较可以轻松解决。

3.2 问题解决的策略

授课过程中，关注学生所提出的问题，在理清知识的基础上，教师应当有策略地解决学生所提问题，在解惑的基础上培养学生的创新精神和合作能力。

3.2.1 自我理解与合作解决

通过对教材内容的梳理、分析，学习者预习一般性问题时的困惑能够及时得到解决。如上述案例中的问题1、2、3、8、10、11、12、13、16、17等。而问题15则需要学生互相讨论，明确首先确定起始密码子位置，然后才可以每3个碱基作为一个密码子整体顺应寻找。

3.2.2 通过比较解决问题

在学习“DNA重组技术的基本工具”时，有学生提出：DNA连接酶与DNA聚合酶都有形成磷酸二酯键的作用，那两者有何区别？笔者展示了DNA复制时的过程图，让学生与重组质粒的形成图相比较，学生自己发现：DNA聚合酶发挥作用需要模板链，需要引物，它是把游离的脱氧核苷酸一个个地连接起来形成片段；而DNA连接酶可以直接连接两个DNA片段，不需要模板和引物。

3.2.3 通过活动解决问题

对很多生物学概念的理解，教师的讲述和讨论难以凑效，可以通过活动体验让学生有更多的感悟。例如学习“DNA重组技术的基本工具”时，有学生提出：① 基因工程中对目的基因和运载体的切割是否只能使用同一种限制酶？② 限制酶是如何识别和剪切DNA序列的？③ 目的基因插在哪儿都可以吗？这类问题看上去可以讲清，实际上学生还是在云里雾里。笔者设计了相关的活动，改编了教材中“重组DNA分子的模拟操作”，重新设计了运载体和目的基因的碱基序列，提供了可以切成相同黏性末端的两种限制酶，结果在活动中学生花样百出。教师要求通过找错误，分析讨论，进一步明确了学生对回文序列的认识，确定限制酶的切割位点，明确不能破坏运载体的复制原点、标记基因等核心部位，必须防止切割部分的自身环化等，所以应当根据需要选择相应的限制酶。

3.2.4 补充背景资料解决问题

教材对生物学史高度浓缩，不可能面面俱到，也恰恰是因为这样，给学生产生了更多想象的空间或思维的难点。例如，在学习“孟德尔的杂交实验”时，学生问了几个看似无聊的问题：① 孟德尔为什么会想到用豌豆做实验？② 孟德尔关于一对相对性状的遗传现象作出了4点假说，这是如何产生的？③ 孟德尔为什么会想到用“假说-演绎法”来解决生物学问题？④ 达尔文的自然选择学说中物种多样性与融合遗传的思想相悖，急需科学的理论支撑，孟德尔发现了自由组合定律为什么没有帮助他？……特别是问题②，很多教师也不明所以，常一笔带过，直接呈现出孟德尔的4点假说，又或者以孟德尔特别聪明打个哈哈，事实上，这都是有原因的。这些解释自然不能让学生释疑，更不利于学生思维和兴趣的培养。笔者在教学中，补充了孟德尔时代的科学背景：大量科学家在从事杂交实验，期望找到育种的新品种，用豌豆作实验，已有奈特发现了性状分离的现象，只是他没有从数学的角度进行深入分析，而与之错过。补充了孟德尔的求学经历：他大学期间主攻数学和古典哲学，因而，笛卡尔关于“假说-演绎法”的哲学思想雏形为孟德尔的成功打开了一扇窗；进入维也纳大学之后，他又师从著名的数学家依汀豪生，打下了深厚的数学功底，这使得他在研究过程中，具有强烈的数学思想和方法。补充了孟德尔一生工作的身份：他作为修道院的院长，在神学和科学之间存在着矛盾，所以他仅仅是在论文中指出通过自由组合的方式，后代可以出现多种多样的表现型，这似乎是一种暗示，也有不得已的苦衷吧。

3.2.5 通过实验解决问题

生物学就是一门以实验为基础的科学。学生的问题常常可以通过实验去探究，去发现新的结果并提出新的问题，这才是创新的良性循环。如在学习“染色体变异”时，有学生提出：秋水仙素既能引起基因突变，又能引起染色体变异，这与秋水仙素的浓度有关，还是与作用时间有关？这个问题给了实验很好的契机。笔者鼓励学生分组实验，先设计实验方案，因为基因突变难以观察，建议学生不妨细化实验目的，如：不同浓度的秋水仙素对染色体变异的影响。通过显微观察，比较实验结果，撰写实验论文。类似的例子很多，如观察质壁分离现象时，为什么要用洋葱外表皮？酵母细胞的固定化形成的凝胶珠与酵母菌的活性有关吗？……生物学教师应当引导学生更多地走进实验室，提升科学素养，启迪创新思维。