问题驱动教学中科学探究能力的培养

易鑫杰

摘   要：新高考改革，对学生生物学科核心素养的培养有了新的要求，山区高中在核心素养的培养方面主要的欠缺体现在科学探究方面，出现欠缺的原因在于教师教学理念的陈旧，对学生的考查评价设计过于简单，当然也有山区高中资源的限制。为了提升学生科学探究能力，尝试在课堂教学、实验教学及学生评价方面进行问题驱动教学，培养学生的科学探究能力。

关键词：高中生物;问题驱动;科学探究

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力[ 1 ]。山区高中学生在选科走班时，对自己的定位不准，很多时候选科存在盲目跟风，因此最终选择生物的学生水平参差不齐，真正因为生物是优势科目或者对生物特别感兴趣的为数不多。在这种情况下，学生在生物学科素养能力方面差异较大。这一轮教学中，不管是课堂，还是课后的练习或考试，学生在科学探究方面的确能力欠缺不少。

1  学生科学探究能力欠缺的原因

1.1  教师教学目的单一化

高中生物课时有限，教师很多时候为了迎合期末考试范围，上课目的性较为单一，在限定的时间内完成教学内容。如同催熟的果实一般，始终带有苦涩味。课时紧张，教师很多时候忘记了对学生素养能力的培养，回到了传统的老套路，“填鸭式”教学还是普遍存在。课堂成了教师个人秀的主场，学生则默默在听，有的课甚至就不存在问题设计。没有问题的设计，课堂中学生就没有思维的触碰，也就提不起对课堂的兴趣。作为教师，学生成绩必然是评价教师教学的一个指标，但是不对教学内容深入研究，纯粹的讲授，最终换来的就是学生科学探究能力的缺失。

1.2  学生学科平衡能力弱

高中学生学业压力大，学习内容多，上完課存留在脑子的内容能有50%的就已经是能力相对较强的了。课后学生没有知识的梳理过程，都是提笔书写作业，完成是目的，完成的好与坏不是他们在乎的。学生没有合理的课后计划，教师的课堂教学没有激起他们兴趣的学科，在课后他们是基本上不会花时间学习，甚至作业都是抄袭他人的，应付教师的检查。学业内容多，也是造成学生无法在课后对教师上课内容主动提问的原因，他们更多在做的是对知识简单的识记。生物知识的确让人感觉和政治、历史一般需要大量时间记忆，但是靠硬背学生遗忘也非常的快。

1.3  练习、考试题目的不合理

习题在一定程度上可以帮助教师检测学生对知识的掌握情况，而往往学生所做的练习都是未经过精选的教辅。对教辅“顺手牵羊”的现象普遍存在，以本校学情编制的校本作业几乎没有。试题编制也很多时候为了能与预期的成绩相符，在难度的把握上没有权衡，思维量大的题目基本不敢出，怕成绩不好打击学生学习兴趣。

教、学、练是教学完整的三环节，环环相扣、紧密联系，一个环节没有处理好必然满盘皆输。源头是教，因此教师在新高考背景下，还是要立足于《普通高中生物课程标准》，明确教学方向。认真研读《中国高考评价体系》，切实领会并在教学过程中做好正确的评价方式。

针对上述的现象，教师以问题驱动教学，提升学生科学探究能力极具意义。问题对学生而言是一种“催化剂”，驱动他们强烈的探究知识、解决问题的欲望。通过解决问题，就会增强他们的成就感，从而更加激发他们的求知欲望[ 2 ]。生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。学生在成长过程中，实际上就已经形成了很多生物学问题，也渴望解决。例如“我从哪里来”“为什么我的同学都比我高”“为什么人不能长生不老”等，这些问题实际上都可以成为教学内容中的问题。

2  问题驱动的教学

2.1  教学中的问题驱动

教师在备课过程中都有自己的教学目标、教学重难点要突破，设计好问题，能够事半功倍。同时问题形式要多加研究，不能是常规的“是否”类问题。这样的问题不存在探究性，学生可以脱口而答，但是具体的理由学生没有深入分析。另外一节课的问题不在乎多，在乎问题与问题的逻辑联系。在一些公开课上，学生的参与度非常高，但是课堂最终的效果却收效甚微。究其原因主要是：开课教师为了让课堂气氛活跃，设计了很多问题，甚至是知识竞赛比拼，而问题设计对教学的作用，开课教师并没有考虑。

在每节教学内容编写时就有很多有价值的问题，教师备课时完全可以加以应用，进行修改或直接引用，形成问题串，让学生在学习过程中解决完一个问题后想着去解决下一个问题，更好的效果是学生会主动提出问题，然后思考解决。下面以“细胞的能量‘货币’ATP”一节为例展示该节内容的问题设计：

（1）萤火虫夜间尾部发光，从物理能量守恒角度可知：光能是由其他能量转化而来，以大家对细胞中能源物质（葡萄糖、脂肪）的理解，如何证实光能是否由能源物质中储存的能量转化而来？

（2）能源物质中的能量怎么转移到ATP中被生命活动利用？

（3）一天生命活动消耗大量ATP与细胞中微量ATP的矛盾如何解决？

这3个问题是有逻辑联系的，也能激发学生的兴趣，更重要的是：问题提升学生的科学探究能力。也突破了本节的重、难点：ATP在能量代谢中的作用及解释ATP是驱动生命活动的直接能源物质。同时也解决了本节的大问题：为什么ATP是细胞的能量“货币”。相比以往，一上课就直白说明ATP是直接能源物质，然后画ATP的结构简式，告诉学生高能磷酸键断裂释放能量要更符合现今的素养教学。

2.2  实验教学中的问题驱动

山区实验开展的确是存在各种限制，但是实验教学也是科学探究的一个重要环节。实验教学不能停留在以前，简单播放一个实验操作视频。这些落后的实验教学模式给学生的探究能力培养造成了很大的阻碍，学生在解答实验题时因此出现各种问题：实验类型判断不清;实验变量分析混淆;实验结果分析偏离。没有亲自动手去操作，没有切身的感受，很多东西都只能是云里雾里。实验教学的问题驱动也不可或缺。例如“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验，在学生操作前设计好与实验相关的问题串：

（1）在控制光照强度对光合作用影响的过程中如何保证无其他因素影响？

（2）获取叶圆片时要选取叶片的什么部位？选取的理由是什么？

（3）只有一种瓦数的灯泡，怎么改变光照强度？

（4）除了看叶圆片上浮的数量为指标外，还有没有更直观的指标？

学生好奇心很强，这些问题的提出实际上不单纯只是让学生去思考为什么，而是设计的问题能激发学生的探究欲望。例如获取叶圆片时为什么要避开叶脉，在教师不直接告诉答案的时候，有部分学生的好奇心会驱使他们在获取叶圆片时不避开叶脉，等到实际结果和避开叶脉的同学出现差异时，学生会自主的总结实验结果不同的原因。很多东西不能按教师的预设去发展，否则这样的教学培养不出有创新精神和敢于试错的优秀学生。

问题驱动型实验教学摒弃了陈旧实验教学模式，不再是选好材料、列好步骤按部就班，而是让学生带着问题用实验去探究生物学真实性，自主探究自己想研究的生物学内容，解决自己的质疑，得到真正属于自己的生物学知识。

2.3  习题中的问题驱动

从八省联考来看，情境型题目占比近80%，情境创设的问题除了考查学生生物学知识，更多的也是对学生素养能力的考查。要想培养学生的科学探究能力，在习题使用上，情境化的习题还是必不可少。情境基本都是来自于生产、生活实际，对于与学生生活相关的问题，能引发学生去分析的兴趣，甚至学生在阅读情境，能提出自己的问题，有问题的提出就能激发和同学间的讨论，促动他们去用所学得生物学知识去解决问题。为了让自己的时间变得有价值，在选题组卷过程中，的确也要精心设计好问题，问题的指向必定是教学重难点知识的考查，平常的题目在考试中很多时候问题的设计相对较为独立，前后没有联系。但是为了达成考查的目标，可以将题目中的问题设置成逻辑性问题，解决一个问题后再突破下一個，让学生感受到教学中的问题驱动能在题目中有相应反馈，真正做到学了并且会用。在原因——分析类、比较——依据类题目中，驱动学生去探究情境给出的信息反应的生物学本质，从而将条件和结果联系起来，让学生对长句表达不再恐惧，甚至能够迎刃有余的应对。

问题驱动不仅能提升学生科学探究能力，还能增强学生对生物学习的热情，还能一定程度改变学生为考而学的观念。让学生感受到学习生物后有成就感，而不仅仅只是学到了一些枯燥的生物学名词而已。课型很多，教师在教学设计上还是要多点自己的想法，选择真正适合问题驱动型的章节，培养学生的科学探究能力。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 吴成军.生物学学科核心素养的教学与评价[M].上海：华东师范大学出版社，2020.