巧設(shè)問題情境的案例分析

高中生物新課程以“提高生物素養(yǎng)”為目標(biāo)，倡導(dǎo)“探究性學(xué)習(xí)”。在課堂教學(xué)中教師要努力將教學(xué)理念轉(zhuǎn)化為教學(xué)行為，引導(dǎo)學(xué)生有效地進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。問題是探究的核心，學(xué)生的探究就是始于問題、分析和解決問題而展開的活動(dòng)，沒有問題也就無所謂探究。那么，問題從哪里來呢?情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，真正的、完整的知識(shí)是在真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中獲得的，學(xué)習(xí)過程中要提供能反映知識(shí)在真實(shí)世界中的運(yùn)用方式的真實(shí)情境，提供真實(shí)活動(dòng)，支持知識(shí)的合作建構(gòu)。可見問題從情境中來，創(chuàng)設(shè)問題情境，是實(shí)現(xiàn)有效探究的重要保障。筆者在近年來的高中生物教學(xué)實(shí)踐過程中，積累了為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題探究情境的有效案例，現(xiàn)整理成文，與同行分享。

1 以舊推新，引發(fā)思維沖突

案例1：減數(shù)分裂。

減數(shù)分裂是高中生物的教學(xué)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。如何激發(fā)學(xué)生的探究興趣?在導(dǎo)言中，我首先提出：有性生殖過程中，兩性生殖細(xì)胞是如何形成的?是否是有絲分裂?假若是，以人為例，結(jié)果會(huì)怎樣?接著，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)人的生殖發(fā)育過程，分析不同細(xì)胞的染色體數(shù)量。學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)：若通過有絲分裂形成兩性生殖細(xì)胞，精子和卵細(xì)胞的染色體數(shù)均為46條，受精后形成的受精卵的染色體數(shù)則為92條，增加了一倍。這樣將會(huì)導(dǎo)致生物前后代的遺傳性狀的改變。顯然，有性生殖細(xì)胞的形成不是通過有絲分裂。此時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)原有的知識(shí)不能解決問題，產(chǎn)生了學(xué)習(xí)新知識(shí)的需求。教師抓住時(shí)機(jī)，追問：要保證子代與親代保持染色體不變，關(guān)鍵是什么?學(xué)生不難答出：產(chǎn)生的兩性生殖細(xì)胞的染色體數(shù)減半。“那么這樣的分裂是怎樣進(jìn)行的?今天，我們將在有絲分裂的知識(shí)基礎(chǔ)上，借助模型和講義自主探究。”教師及時(shí)把問題交回到學(xué)生的手中，把課堂和時(shí)間讓給學(xué)生自主探究，適時(shí)給學(xué)生一些指導(dǎo)，最后引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，構(gòu)建并完善新的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

【反思】探究性學(xué)習(xí)源于學(xué)生與學(xué)習(xí)環(huán)境的不協(xié)調(diào)，主要表現(xiàn)在學(xué)生對于問題的困惑、疑慮的產(chǎn)生或新知與舊知的矛盾。教師如能及時(shí)提出問題或引發(fā)矛盾的產(chǎn)生，就能及時(shí)調(diào)動(dòng)并維持學(xué)生主動(dòng)探究的欲望，達(dá)成問題的解決、疑慮的消除和新舊知識(shí)矛盾的適當(dāng)處理，使他們建構(gòu)新的知識(shí)。

2 模擬現(xiàn)象。追尋發(fā)現(xiàn)歷程

案例2：“噬菌體侵染細(xì)菌”實(shí)驗(yàn)。

“噬菌體侵染細(xì)菌”實(shí)驗(yàn)是生物遺傳史上一個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，它不僅充分證明了DNA是遺傳物質(zhì)，而且蘊(yùn)含著科學(xué)家獨(dú)特的科學(xué)思維方法和事實(shí)求是的科學(xué)精神，是進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的極好案例。如何很好地利用這一實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)?

教師首先播放“噬菌體侵染細(xì)菌”的Flash動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生觀察子代噬菌體和親代噬菌體的相似，引出生物的遺傳現(xiàn)象。接著，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)，思考：決定生物遺傳現(xiàn)象的是親代噬菌體的DNA?還是蛋白質(zhì)?還是兩者均有?為什么?通過觀察動(dòng)畫，學(xué)生很快給出了答案：是親代噬菌體的DNA決定了生物的遺傳性狀，因?yàn)橛H代噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼卻留在外面。“那么，科學(xué)家有什么證據(jù)證明只有噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌，而蛋白質(zhì)外殼卻留在外面?請同學(xué)們帶著下列問題，閱讀課本，尋找答案。”問題如下：①選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵之一，本實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家選用了什么材料?有何好處?②科學(xué)家用何方法探究的?③用何元素標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子?為什么?④實(shí)驗(yàn)中用了同位素示蹤法來標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，為什么不直接標(biāo)記噬菌體，而要先標(biāo)記細(xì)菌呢?⑤攪拌離心后，上清液是什么?沉淀物是什么?為什么?⑥實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么?分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如何證明DNA是遺傳物質(zhì)?⑦從理論上講，標(biāo)記DNA的實(shí)驗(yàn)中，放射性只應(yīng)出現(xiàn)在沉淀物中，實(shí)際結(jié)果在上清液中也有少量放射性；標(biāo)記蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，放射性只應(yīng)出現(xiàn)在上清液中，實(shí)際結(jié)果在沉淀物中也有少量放射性，如何解釋這些現(xiàn)象?⑧本實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)，能否證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)呢?學(xué)生帶著明確的探究目標(biāo)，在問題的引導(dǎo)下，運(yùn)用原有知識(shí)構(gòu)建新的知識(shí)。

【反思】 蘇霍姆林斯基說過：“如果教師不想方設(shè)法使學(xué)生進(jìn)入情緒高昂和智力振奮的內(nèi)心狀態(tài)，就急于傳授知識(shí)，那么這種知識(shí)只能使人產(chǎn)生冷漠的態(tài)度，而不動(dòng)感情的腦力勞動(dòng)，就會(huì)帶來疲倦。”教師將已知的生命現(xiàn)象真實(shí)的或借助媒體展現(xiàn)給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，并適時(shí)地對現(xiàn)象提出質(zhì)疑，能激活學(xué)生的探究本能，體驗(yàn)豁然開朗的快樂。

3 自主實(shí)踐，激活探究熱情

案例3：制作小生態(tài)瓶。

制作小生態(tài)瓶的實(shí)驗(yàn)是“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)，很多教師往往只講講不做，或是作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，放在課后做。我略做改進(jìn)，在課前讓學(xué)生分組，利用手邊有的材料，選擇小型的動(dòng)植物，制作密閉的生態(tài)系統(tǒng)，觀察、記錄生物生活的情況。一周后，學(xué)生們帶著自制的生態(tài)瓶上課，介紹生態(tài)瓶的制作過程和觀察結(jié)果。教師引導(dǎo)學(xué)生分析：生態(tài)瓶能在較長時(shí)間內(nèi)不喂食和通氧的理由是什么?為什么有的生態(tài)瓶維持時(shí)間長，有的則較短呢?學(xué)生從生態(tài)系統(tǒng)的成分及作用，從能量流動(dòng)及物質(zhì)循環(huán)的角度分析原因，最終得出結(jié)論。

【反思】情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，對學(xué)習(xí)情境的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循2個(gè)指導(dǎo)思想，學(xué)習(xí)應(yīng)在高度真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)行；學(xué)習(xí)者必須能參與實(shí)踐，在環(huán)境中能有效地與他人、環(huán)境進(jìn)行協(xié)商、合作，與環(huán)境互動(dòng)。生物學(xué)教學(xué)越接近大自然，越接近真實(shí)的生物，越能說明問題。因此，讓學(xué)生親自動(dòng)手創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，在此情境體驗(yàn)、探究，才能得到真實(shí)完整的基礎(chǔ)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)有效探究。

綜上所述，探究情境的創(chuàng)設(shè)，有利于喚起學(xué)生探究愿望和探究熱情；有利于激發(fā)學(xué)生積極思維和開展探究行動(dòng)。教師創(chuàng)設(shè)的問題情境應(yīng)是真實(shí)的、有意義的、富有挑戰(zhàn)性的，應(yīng)與學(xué)生的已有知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)生活和學(xué)生未來的發(fā)展需求和意愿直接相關(guān)。只有在此情境中生成的問題，學(xué)生才有能力在最近發(fā)展區(qū)內(nèi)進(jìn)行探究，并使學(xué)生對問題保持有足夠的熱情和解決的愿望。