基于问题表征理论的生物习题教学策略

吴进强

摘要：以高中生生物问题表征的动态特征研究成果为指导，构建生物习题教学的三步教学策略，即课前的自我诊断、课中多形式表征问题解决和课后的变式训练，能够有效提高习题教学的有效性。

关键词：问题表征习题教学

【分类号】G633.7

一.问题的提出

在近期我校的一次高二年理科班学生期中测试中，选择题第3题如下：

下图表示某海域大黄鱼种群的增长速率与种群数量的关系。有关分析错误的是（ ）

A. 要获得最大持续捕捞量，捕捞后大黄鱼种群数量应处于b点

B. 用标志重捕法调查种群密度时，若标记个体更易被捕食，则调查值偏高

C. a点时种群的年龄组成是增长型，c点时年龄组成为衰退型

D. c点时种群数量未达到 K值，其增长速率与a点相同

本题正确答案是C，难度系数0.7。做错的学生绝大多数选择D选项，“排除A、B；曲线前半段上升后半段下降，所以认为C正确”，这是错选的学生中很有代表性的临场分析思路，反应学生对问题的表征停留在文字表征和图示表征等浅层次、基于表面结构特点的外部表征形式。因此，在习题教学过程中，如何提高学生问题的表征水平，对问题的顺利正确解决具有重要意义。

二.教学策略

问题表征是指解题者根据问题所提供的信息和自身已有的知识经验形成问题空间的过程。高中生物生物问题表征过程符合一般问题解决模式，同时又表现出用于情境表征的时间较长，用于形成思路和数学运算的时间较短的特征。因此，生物习题教学中应着重于引导学生利用题目条件、问题及自身已有的知识经验，形成问题空间，提高学生的问题表征能力。

1.课前提供自我诊断表

在实际教学过程中，许多老师对于测试后的质量分析仅停留在错误率高低的评价上，认为这样在试题评讲中就能做到有的放矢。但这样简单粗放的方式，从教师的角度看，无法真正了解导致学生答题错误的是相关概念、原理、规则未掌握，还是问题表征水平低，未能构建完整的条件间、条件问题间的关系，还是学生的元认知水平制约解题的准确性；从学生的角度看，缺乏对自己认知过程的再认知，对于到底是什么原因导致错误答题云里雾里，势必影响听课的有效性及元认知能力的发展。

针对以上问题，可以在试题讲评前提供给学生問题分析表格，表格如下：

这种按部就班的问题分析策略，不仅有利于提高学生问题表征水平，同时也是对学生元认知策略的训练，使学生听课时更有针对性，有效提升学生学习的自信心和自我效能感，降低学生的认知负荷，也遵循了教学的准备性原则。同时，使生生交流更有针对性，让后进生能够更好地体会学优生的思维过程，更好地借鉴他人的思维成果。

本案例中，学生在测试后依据分析表进行剖析时，能够独立发现是因为未能建立起种群增长速率与年龄结构的关系，也未能建立起条件间的比较关系，因此导致问题解答错误。通过策略训练，能够有效地帮助学生建立问题图式，提高学生问题表征水平。

2.课中运用多种形式表征问题

从教学角度看，教师需要考虑认知方式、学习风格等影响问题表征的因素，不同学习风格的学生擅长于不同的表征形式。贺迎飞根据学生获取信息的渠道从视觉型/语言表达型这一维度探索其与生物学问题表征的关系，提出视觉型的学习者善于记住他们看到的东西，语言表达型的学习者则对书面语言和口头语言非常敏感。姜子云等也在其研究中指出，运用多种表征方式解决问题，可以充分利用个人工作记忆的特点，降低工作记忆的认知负荷。因此，在教学实践中，同一问题的解决可以引导学生尽量用不同的方式进行表征，不仅可以满足不同学习风格的学生的需求，也可以在学生的长时记忆中形成更多的检索线索。

例如，针对上题的C项，在明确种群年龄结构类型及种群增长率概念的基础上，引导学生发现，增长型的种群，其种群增长速率大于0，反过来讲，种群增长速率大于0也意味着种群年龄结构为增长型，然后引导学生将如下种群数量变化曲线转化为种群增长速率变化曲线及建构完整概念图：

通过文字表征，再通过曲线图和概念图进行图示表征的多种表征形式，逐步让学生意识到，种群年龄组成能够反应未来种群的数量变化情况，深化了知识的概括水平，促使学生的问题表征水平由文字表征、图像表征向理论表征发展，由外部表征向内部表征发展，形成良好的认知结构，提高教学的有效性。

3.提供变式题促进策略反思

“策略习得之后，需要让学生体验到策略适当应用和不适当应用的条件，使策略学习达到反省认知水平，才能使所学的策略向新情境迁移”，变式题是提供这一方面训练的有效途径。例如，针对上述选择题中暴露的问题表征状况，可以提供以下变式训练：

变式.如图为某地人口出生率和死亡率的变化曲线。则该种群的年龄组成（ ）

A.由稳定型变为增长型

B.由衰退型变为稳定型

C.由增长型变为稳定型

D.由稳定型变为衰退型

本题没有直接出现种群增长速率这一信息，这在学生进行知识迁移的过程中造成障碍，但能够促使学生从条件出发，发现起初一段时间种群出生率=死亡率，随着时间推移，种群出生率上升而死亡率下降，问题是种群的年龄组成将发生什么变化？从未来种群数量变化情况与种群年龄组成关系，使得条件与问题逐渐接近，让学生在对比中对自己的认知过程进行反省，不仅有利于策略习得，同时达到提高学生元认知水平的目标。

参考文献：

[1]贺迎飞.高中生生物学问题表征的理论与实践研究.

[2]姜子云，邓铸.问题表征与学科问题解决的研究现状及启示.徐州师范大学学报（哲学社会科学版），（4）2011.

[3]孙瑞娴.高中生生物学问题表征特点的研究.山西师大教育硕士论文专刊.（6）2004.