基于生物学概念建构的问题链创设研究——基于问题与问题之间关系的创设

胡蕙蕙 张 锋

（1.福建师范大学生命科学学院 福建福州 350108）

（2.福建省普通教育教学研究室 福建福州 350003）

高中生物学教学是围绕必修课程中的4个大概念和选修课程中的6个大概念展开的。大概念是建立学生生命观念的教学框架；基于大概念，课程标准中还依据学生的认知规律和学科逻辑展现了大概念下的重要概念；重要概念包含了许多支撑上位概念的次位概念。概念的建构是一个由浅入深、由简到繁的过程，这就要求教师从大概念的视野下引导学生以次位概念为基础建构大概念，最终形成生命观念，达成培养学生生物学学科核心素养的目的。

问题链能提前呈现学生概念建构的过程，引导学生感受概念建构过程，是揭示概念内部逻辑关系的重要方法。教师创设问题链的过程是教师以学生为本，尊重学生认知规律的备课过程。创设具有逻辑关系的问题链可以帮助学生感受概念形成的过程和概念各部分的逻辑关系。问题链便于深挖概念的本质属性，使学生掌握科学的概念。教师可设计递进式问题链和平行式问题链进行教学。

1 递进式问题链

学生对概念的建构是一个从感性到理性、从表面到深层、从书本到实践的过程。次位概念是生物学概念教学的基础内容，是学生掌握重要概念的支撑，是学生形成生命观念的砖瓦。次位概念在概念教学中的重要作用要求教师应帮助学生建构科学、深层次、有实践力的概念。递进式问题链是基于问题之间的递进关系创设的一连串具有逻辑关联、能呈现概念内部关系的逻辑递进问题，是帮助学生建构深层次概念的重要方法。递进式问题链的创设模式一般为：情境性问题→自习性问题→探究性问题→应用性问题→延伸性问题。

以“概念2.3.3：描述正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程”为例，创设递进式问题链。

（1）创设情境式问题。学生对衰老和死亡有不少错误的前概念，多数学生认为衰老和死亡只有负面影响。教师以“细胞衰老是细胞自主的肿瘤抑制机制”和“细胞利用自噬作用吞噬组织癌前病变细胞，阻止病变细胞发展为癌细胞”这两个前沿的科学研究课题为背景，设置问题：细胞的衰老和死亡对生命活动的正常进行有什么作用？通过这个情景式的问题引起学生认知冲突，激发学生的学习兴趣；情境中展示的研究体现了细胞的衰老和死亡对生物体具有不可或缺的作用，从而让学生初步感知细胞衰老和死亡是自然的生理过程。

（2）创设自习性问题。学生初步感知概念后，教师设置目的在于获取概念相关知识的问题，引导学生自主学习，获取信息：细胞衰老的特征和原因是是什么？细胞死亡的类型有哪些？细胞衰老死亡与个体衰老死亡之间的关系是什么？细胞衰老死亡的意义是什么？这些问题旨在引导学生有的放矢地自主学习，训练学生获取、筛选、整合信息的能力。

（3）创设探究性问题。学生获得相关知识后，教师可挖掘概念的内涵和本质属性，据此设计一系列探究性活动和问题，使学生在解决问题的过程中深层地建构概念。例如，探究细胞衰老的特征，教师可通过呈现老年人皱缩的皮肤或老年斑图片、老年人健康护理的视频等直观素材，引导学生思考：个体衰老具有什么特征？根据细胞是生物体结构和功能的基本单位，个体衰老的根本原因是什么？从结构和功能观的角度思考，细胞的结构发生了什么变化？探究细胞衰老的特征这一环节的难点是突破学生从个体到细胞的认识困难，在直观的情境中，运用探究式问题，引导学生从细胞是生物体结构和功能的基本单位这一观念着手，将细胞衰老与个体衰老进行类比推理，得出细胞衰老的特征。

（4）创设应用性问题。学生成功建构概念的表现在于正确运用概念。教师设计应用性问题不仅帮助学生运用概念，也是教师评价学生概念建构情况的工具。例如，教师以“刺激细胞自噬的方法，肿瘤细胞也具有保护性自噬”为背景，引导学生思考：如何理解自噬是一把双刃剑？许多刺激可以引起细胞的自噬，如针灸、推拿、按摩、运动等，这对预防和治疗阿尔兹海默症有什么启发？概念建构后，学生认识到细胞的衰老和死亡对生物体的作用机理后，教师引导学生由此解释自噬作用的两面性，利用增强正常细胞的自噬作用预防阿尔兹海默症这一实际的应用性问题既体现了学生对细胞程序性死亡这一机制的运用，又渗透了健康生活，爱护老年人的社会责任。

（5）创设延伸性问题。教师创设延伸性问题有助于鼓励学生不懈追求知识，拓展学生的课外探究能力。例如，教师可以布置学生课后查阅文献，总结现有的细胞衰老机制学说和细胞死亡机制学说。生物学的进步日新月异，概念的建构要随着科学发展而重新打破再建，创设延伸性问题的目的不在于学生是否找到答案，而在于学生是否用具体行动解决问题。

这一递进式问题链教学模式从情境性问题到探究性问题体现了学生从感性到理性建构概念；从自习性问题到探究性问题体现了学生从表面到深层建构概念；从自习性问题到应用性问题体现了学生从书本到实践建构概念。

2 平行式问题链

生物学的重要概念大多由几个平行的次位概念支撑建构而成。次位概念的建构过程具有相似性。根据次位概念间相似的特点，教师可对某一次位概念创设问题链（将教师创设的问题链称为模板问题链），同时教给学生自主创设问题链的方法，引导学生根据模板问题链创设其他平行次位概念的问题链，自主建构平行概念。接着，教师校正补充学生创设的问题链，最后创设整合式问题链，将平行概念有机整合起来，建构重要概念。建构其他平行概念的过程反映了学生对概念的掌握程度，促进学生自主学习的积极性和有效性。平行式问题链的创设模式一般为：创设模板问题链（师）→自主创设平行概念问题链（生）→评价问题链（师生）→校正补充问题链（师生）→整合式问题链（师）。

以重要概念“3.3由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的”为例，创设平行式问题链。

（1）教师创设模板问题链。教师根据递进式问题链的创设方法，挖掘基因突变的相关内容。例如，在基因突变这个概念中，教师设计的问题链是与基因突变发生的实例、原因、类型、基因突变改变生物性状的实质、特点、意义等方面相关的问题。该问题链具有代表性，而基因重组和染色体变异这两个概念与基因突变属于平行的概念，所以该问题链可以作为接下来学生自主创设问题链的模板。

（2）学生自主创设平行概念的问题链。学生自主创设问题链的过程是自学发现问题、自主创设问题、自学解决问题的三重过程，对发展学生科学思维具有重要作用。教师以模板问题链为例，教给学生创设问题链的方法及要遵循的原则，引导学生根据模板问题链，创设染色体变异、基因重组这两个概念的问题链。在此过程中，教师要引导学生创设具有逻辑性的问题，也要尊重和鼓励学生创新的思维，提出具有开放性、创新性的问题。例如，对染色体变异这一概念的学习，学生有不同的思路。从大量染色体变异的生物学事实归纳总结出染色体变异的类型、原理、特点、意义等或根据染色体变异的相关知识对生物学事实进行解析，这两种思路学习染色体变异都是可行的。教师要引导学生发散思维，提高解决问题的有效性，寻找解决问题的多种思路，避免模板对学生思维的禁锢。

（3）师生共同评价问题链。教师评价问题链可帮助教师了解学生的思维过程、自主学习能力、表达能力、学科素养等；学生自我评价可以加强学生元认知的过程，有助于对自学过程进行反思。例如，设计评价表对学生自主创设的问题链进行评价（表1）。

表1 学生自主创设问题链评价表

（4）师生校正补充问题链。学生根据自主创设问题链的评价，对问题链的创设过程进行反思、修正。这一过程是学生对自学过程的元认知过程。教师指导学生补充完善漏缺知识、校正问题链的逻辑性、发散学生创新思维、修正错误术语。

（5）教师设置整合式问题将平行关系的次位概念升华成重要概念。整合式问题是次位概念上升到重要概念的重要途径。通过整合式问题链，学生将具有平行关系的次位概念进行归纳总结、对比整合，形成重要概念。例如，教师可设计异同点辨析表格作为整合式问题，将基因突变、基因重组、染色体变异三个平行概念的异同点整合于表格中（表2）。通过对三者的归纳总结，学生可以得出基因突变、基因重组、染色体变异的共同点是三者都能使生物体的遗传物质发生改变，是具有遗传作用的变异。

在进行具有平行关系的次位概念的教学中，由学生自主创设平行概念的问题链，培养学生自主学习、自主发现问题、自主表述问题的能力。通过评价学生创设的问题链，教师可以了解学生的思维过程，方便教师因材施教。

表2 基因突变、基因重组、染色体变异异同表