高中生物探究課問題情境的創設

摘 要:在高中生物探究課教學中，“問題情境”的創設和運用直接影響著探究課堂教學的有效性。本文從問題情境的創設應能誘發學生的“認知沖突”，難度要落在學生的“最近發展區”的原則，指出情境的設置要來源于生活，要利用教材的優勢巧設問題情境，并利用實驗現象、設置“問題串”等途徑來闡述問題情境的設置。

關鍵詞:問題情境;探究課;創設

問題情境是指個人自己覺察到一種“有目的但不知如何達到”的心理困境。這是一種心理狀態，一種當學生接觸到學習內容與原有認知水平不和諧、不平衡時，學生對疑難問題時亟需解決的心理狀態。在高中生物探究課中創設問題情境，可以引起學生內部思維矛盾沖突，激發學生積極主動地思考。可以說，問題情境的創設與運用是一堂探究課的“靈魂”，它的創設和運用決定著探究的方向，關系到學生思維活動開展的深度和廣度，直接影響著教師課堂教學的實效。

如何創設問題情境呢?以下是筆者結合幾年的課改實踐，就如何在高中生物探究課中創設問題情境的點滴體會。

一、 誘發學生的“認知沖突”，引起積極的思維

在創設問題情境時，一定要確保所設情境能誘發學生的認知沖突，即能引起認知結構上的“不平衡”造成心理上的懸念。只有這樣才能喚起學生的求知欲望，激發興趣，把學生帶入與問題有關的情境中，引起積極思維，使學生的興趣、欲望、思維凝聚在一起達到智力活動的最佳狀態。

例如，在《生長素的生理作用》一節教學中，教師利用多媒體展示了生長素的發現過程的課件后讓學生回答生長素的生理作用。大部分學生的答案是:生長素是促進生長的。教師又展示了生長素濃度與所起作用的坐標圖后問:“生長素的生理作用就只有促進生長嗎?”學生觀察了圖像后就會感到前面所學的知識與圖像所反映的結果有矛盾，注意力就集中起來，思維也活躍了，這樣就能在教師的引導下探究生長素的生理作用。通過制造一種“認知上的矛盾沖突”，從而把學生引入相關的問題情境之中，促使他們去思考、去探索，從而有效地掌握知識，培養思維與探究能力。

二、 把握學生“最近發展區”，激起探究的欲望

根據前蘇聯教育家維果茨基提出“最近發展區”理論，“問題難度的設計不能過難也不能太容易，而應剛好落在學生的‘最近發展區’，才能激發學生探究的欲望。”所以，并不是任何問題情境都能使學生產生心理困境，非常熟悉或者完全陌生的事物都不能有效地激發學生的思維活動，從而不能構成有效的問題情境。只有那些難易適度，有助于學生形成“心求通而未通”的認知沖突的問題才能激發學生積極的思維和探究的欲望。

例如，在《基因在染色體上》一節教學中，學生對于“基因位于染色體的實驗證據”比較費解。于是我設計了以下問題情境激起學生的探究欲望:

(1)根據哪一個雜交組合可以判斷出果蠅的顯性性狀?為什么?

(2)果蠅的白眼性狀遺傳有什么特點?是否與性別有關?

(3)如果控制果蠅眼色的基因用字母W表示，而且它位于X染色體上，你能用基因W和X染色體寫出摩爾根的兩組果蠅雜交實驗的遺傳圖解嗎?

(4)如果你是摩爾根，你將如何解釋果蠅白眼性狀的遺傳?

(5)需要設計一個測交實驗來驗證你的解釋嗎?為什么?如何設計?

由于學生剛剛學了分離定律和自由組合定律的知識，理解了遺傳規律的特點，也知道減數分裂過程中染色體的行為。設計的這些問題學生看起來既熟悉又陌生，通過分析、探究，讓新舊知識進行碰撞，他們就會理解“基因在染色體了”。

三、 創設生活化的情境，增強學習的趣味性

生活是學生學習的歸宿，在課堂教學中要注意創設生活情境，啟發、引導學生關注生活，在生活中學習，使課堂成為生活化的課堂，有利于提高教學趣味性。

筆者上到《生命活動的主要承擔者——蛋白質》一節時，剛好媒體披露三鹿奶粉加入三聚氰胺的事件，無獨有偶，前幾年安徽阜陽也發生了毒奶粉造成了大頭娃事件。在上課之前先給學生介紹了這兩個重大的食品安全事件后提出問題:

(1)為什么蛋白質對嬰兒的生長發育這么重要?

(2)為啥要在奶粉中加入三聚氰胺呢?

這兩個問題都是來源于生活中的事實而且是社會熱點，對于學生是比較熟悉的，學生感到知識來源于生活，能學以致用，一時學習熱情高漲，都積極主動地去探究蛋白質的結構和功能特點，教學效果相當不錯。這里，正是通過創設生活化的問題情境，增強了學習的趣味性，從而引導學生展開思維，激發了學生探究新知識的內在動力。

四、利用教材優勢，巧設問題情境

現用人教版的高中生物教材的必修模塊突出的亮點是:每節都以“問題探討”專欄開始;常出現“資料分析”和“思考與討論”;有相當篇幅的科學史的介紹。這樣的教材適合教師引導學生自主探究和合作的學習。

(1)關于問題探討:“問題探討”由圖片+情境描述+討論題組成。這些問題，有的來自生活，有的來自科學實驗，有的來自科學史。利用好這些教材中的資源，也可以設計好問題情境。

例如《種群數量的變化》一節的“問題探討”:在營養和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20分鐘就通過分裂繁殖一代。討論:①n代細菌數量的計算公式是什么?②72h后，由一個細菌分裂產生的細菌數量是多少?③在一個培養基中，細菌的數量會一直按照這個公式增長嗎?如何驗證你的觀點?

在這些問題的驅動下，學生通過討論，嘗試用數學模型來描述在理想狀態下細菌數量的變化規律。這些知識是通過他們探究后建構的，印象比較深，而且對于如何使用數學方法來解決生物問題的體驗也比較深刻。

(2)關于思考與討論:有些章節出現的“思考與討論”，常常列出了一些富有思考價值、探究意義的問題。如《生命活動的主要承擔者——蛋白質》中的“思考與討論”:先列出甘氨酸、纈氨酸、丙氨酸和亮氨酸四種氨基酸的結構，然后列出兩個問題:①這些氨基酸的結構具有什么共同特點?②“氨基酸”這一名詞與分子結構有對應關系嗎?

如果直接把氨基酸的結構通式給學生，本來我們認為很容易的知識，學生卻很難理解。但是通過以上兩個問題的討論，引導學生探究所列三種氨基酸的結構特點，最后總結氨基酸的結構通式。通過學生自己歸納的知識，印象深刻不易遺忘。

(3)關于生物科學史:《普通高中生物課程標準》明確指出應該注重生物科學史的學習。恰當地選用一些生物學史資料中的典型事例，創設情境，有利于引發學生產生認知沖突從而激發強烈的探究欲，讓課堂教學高效、有序地開展。如在教學《通過激素的調節》時，教學伊始介紹生理學家貝利斯和斯他林所做實驗:當將鹽酸溶液注入狗的上段小腸時，會引起胰液的分泌;把狗的小腸的神經全部切除，保留動脈和靜脈，當把鹽酸溶液再次輸入這段小腸后，仍會分泌胰液，由此引出:在神經調節之外，動物和人的生命活動的調節也可以由某些生物物質進行調節的，這就是“體液調節”。那什么是體液調節?怎樣進行調節的?通過該事例，迅速吸引學生進入學習狀態。

通過科學史的素材來引入課題，讓學生沿著科學家探索生物學知識的道路，去體驗創造的境界和科學的過程和方法，可以深化對概念、知識的理解，并培養科學探究能力。

五、 利用實驗現象創設問題情境，加深對原理的理解

生物是一門以實驗為基礎的學科，通過完成實驗能讓學生掌握一定的生物學實驗操作的基本技能，能培養學生一定的科學探究能力和實踐能力。人教版教材要求學生完成的實驗比較多，學生做完實驗后往往會產生一些困惑，教師可以因勢利導創設問題情境，加大對實驗的分析力度，激活學生的思維，讓學生能多層次、全方位地認識生物學的原理。

如做完“植物細胞的吸水和失水”的實驗后，學生觀察到了植物細胞的質壁分離和復原現象，理解了植物的吸水和失水的原理之后，可創設以下問題，進一步探究:①為什么要選用紫色的洋蔥表皮細胞?用白色的可以嗎?②當把蔗糖溶液的濃度提高到50%時，質壁分離后還會復原嗎?隨后，引導學生思考、探究，使學生的思維始終處于積極的探索狀態。此時教師不失時機繼續提問:③能不能利用植物細胞的質壁分離和復原的原理測定一種洋蔥的鱗片葉表皮細胞細胞液的濃度?④如果能，這個實驗應該怎樣設計?通過引導分析，學生的探究熱情高漲，在輕松的氣氛中理解了滲透的原理。

六、巧設“問題串”，保證探究的有效性

《高中生物課程標準》提出了“面向全體學生”的要求，但是在一個班級里，不同學生的學習基礎、智力水平、性格、興趣等都有較大的差異。往往一節探究課的實施過程中會出現這樣的現象:一部分同學在表演，一部分同學坐著看， 還有一部分在感嘆。表面看起來熱鬧的課堂其實只有那么幾個基礎好的在唱主角，大部分在當觀眾。這樣的探究課是無效的而且也不符合“面向全體學生”的要求。造成這樣的現象的原因是教學內容比較難又比較費解，因此筆者認為，通過創設一組有“梯度性”和“過渡性”的問題串，分散難點，讓基礎不同的學生都能思考，都能積極地探究。

“基因突變和基因重組”一節中，“基因突變的意義”對學生來說既抽象又高度概括。在教學中我從不同角度，將其細化成具有一定內在聯系的問題串:①基因突變能產生新的基因嗎?②基因突變產生的新基因與原來的基因是什么關系?③新基因產生后，該物種的等位基因對數有什么變化?④具有5對等位基因的物種，其性狀的組合最多有多少種?如果是6對基因呢?⑤這些新的基因產生的新性狀對生物的生存有什么意義(有利還是有害)?⑥自然環境會選擇哪些個體生存下來?

這些問題彼此關聯，前一個問題作為后一個問題的前提，后一個問題是前一個問題的繼續或結論，難度逐漸增大。學生們在這一具有一定遞度和邏輯結構的“問題串”的引領下，通過自主學習和思考，逐步意會到基因突變的意義應從基因突變會產生新基因，新基因會導致新性狀的出現，為生物進化提供了原始材料，同時使生物性狀組合的類型增加一倍，增加了變異的來源，從而明白了基因突變是生物變異的根本來源，為生物的進化提供了原材料。

在探究性的教學中創設問題情境，可以引起學生產生認知的沖突，從而激發學生積極、主動地思考，讓他們養成良好的思維習慣，促進探究學習能力的形成和發展。

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