李 寧 侯金海 李秋石,*
(1 河北師范大學生命科學學院 石家莊 050024; 2 河北石家莊市第二中學 石家莊 050000)
問題作為生物學教學中互動的重要載體,是教學設計中的關鍵內容。科學、合理、有效的“問題設計”,會帶動學生進行高效的科學思維活動。反之,低效或者無效的“問題設計”直接影響教學效果。筆者在職前教師培養和職后教師培訓中,梳理了四大“問題設計”的誤區并加以例證。
生物學核心知識多為通過探究而形成的科學結論。以“問題”主導的探究式教學是生物學課堂常采用的教學方式。探究式教學首要環節是“問題假設”,一個有價值、有層次的探究問題是有效開展教學的重要前提。如果授課教師對探究教學理念認識不深刻、思路不清晰,容易出現教學活動中探究問題多、亂、雜,探究主線無章可循,造成學生思維不聚焦、不連貫,達不到順延探究脈絡、突破教學重難點的目的。
例如,在“自然選擇對種群基因頻率變化的影響”一課中,教學重點應為:自然選擇條件下樺尺蠖基因頻率的變化。某教師的探究問題設計為:①探究樺尺蠖表現型發生變化由基因改變決定;②探究樺尺蠖的表現型發生變化由環境改變決定;③探究自然選擇對樺尺蠖表現型的影響;④探究自然選擇對樺尺蠖基因型的影響;⑤探究自然選擇中樺尺蠖基因頻率變化情況。
為了能夠讓學生更明確基因型和表現性之間的關系,教師頻頻提出對兩者的區別比較,不僅容易造成學生思維混亂,更難以區分基因型與表現型的聯系與區別,而且探究活動“喧賓奪主”,不利于教學重點“自然選擇對種群基因頻率變化”內容的理解。
一節好的探究式教學的問題設計不僅要圍繞著教學主線,而且要能組建成表述簡練、數量適中、富有邏輯性的“問題串”。在“問題串”的引導下帶領學生層層探究,突破教學重難點。上述“自然選擇對種群基因頻率變化的影響”案例中,教師在介紹了哈迪-溫伯格(遺傳平衡)定律后,可以“起因(條件的變化)—過程(現象的分析)—結論(改變的本質)”為探究邏輯,設計探究“問題串”:①探究種群維持遺傳平衡需具備的條件;②探究自然選擇對樺尺蠖性狀、基因、基因型產生影響的順序;③探究環境選擇影響遺傳平衡的本質原因。
孔子云,不憤不啟,不悱不發。生物學教學是學生帶著問題或者任務,通過探究、合作、自主、講授等學習活動,獲取知識的過程。教師設計的問題應該使學生達到“似乎明白但又想不清楚”“想說但又說不出”的“憤”和“悱”矛盾狀態,激發出學生的求知和探究欲望。生物學教學中,如果教師不能準確引導學生確立主題和任務,合理聚焦問題的研究范圍,往往會出現“學生看似材料充足、認真討論,實則與教學內容毫無相關”“看似步步思考、環環探究,實則與探究主題大相徑庭”的情況。
例如,在“影響酶活性的條件”探究教學活動中,授課教師原計劃先組織探究小組在閱讀教材資料后,自行提出探究問題,設計實驗方案,進行實驗,分析結果并得到結論,再結合探究結論進行知識點的梳理和鞏固深化。由于教師在探究活動開始前,沒有組織學生討論給出明確的主題和任務,并給予相應的引導。多數探究小組無法理解老師提出的開放性問題,不能按照預期順利地提出有效可行的實驗方案并進行探究,反而在組內聊天閑談,學習效率大為下降。而教師在看到學生無法完成探究任務時,只好展示自己設計的實驗方案。于是全部探究小組都按照教師舉例的實驗方案進行,得到的實驗結論極為相似,沒有達到探究學習的目的。
探究教學活動的開放性不能等同于教師對探究主題的“大放手”。探究式教學目標的達成需要明晰的、突出核心問題的探究主題為基礎。在“影響酶活性的條件”案例中,教師可以在組織學生閱讀教材資料后,引導學生明確選擇兩個探究主題“探究溫度對酶活性的影響”和“探究pH對酶活性的影響”。教師在確保學生圍繞“設定不同溫度,找出某一化學反應的最適溫度”和“設定不同pH,找出某一化學反應最適pH”兩個核心問題開展探究實驗設計時,便可以大膽將實驗的步驟設計、實驗數據觀察分析、實驗結論的討論等環節完全交由學生完成,以實現在開放性的教學環境下學生核心素養的提高。
問題作為師生課堂對話的“媒介”,不僅是教師引導教學活動動態性生成的“工具”,還是學生思維發展、知識結構重建的重要“學具”。因此,問題設計不僅要承載教師的“教”,還要銜接學生的“學”。生物學教學中,如果授課教師提出的問題過多關注了教師的教學過程,問題一出,立即要求學生回答。或者處處提問、頻頻提問,沒有給學生足夠的思考、討論和分析的時間、空間,教學過程會教條呆板,課堂缺乏活力。
例如,在“減數分裂”一課中,教師在一個教學課時中設計了以下五個問題用以完成教學內容講授:①閱讀教材,請描述減數分裂的定義、發生范圍、特點、結果;②請找出減數分裂發生的場所;③請描述減數分裂各時期的變化過程和特點;④舉例說明減數分裂各時期染色體數目、染色單體數目以及DNA數目變化;⑤請你談談對同源染色體、聯會、四分體、交叉互換之間關系的認識。
雖然教師結合教材內容設計的問題,準確地提煉出本節課的教學重難點,但是在短短45分鐘的課堂中學生難以全部消化學習任務。過于豐富的知識內容、緊迫的時間設置只會使得學生疲于翻閱教材,沒有時間思考、咀嚼所找到的答案。學生與教師只是表面上熱鬧的“對答”互動,對知識的真正理解與吸收無益。
因此,生物學教學設計要根據教學知識量、難易程度劃分合適的教學時長。教學問題的設計也要綜合考量任務驅動力度和學生學情給予適當的問題“間隔”。在“減數分裂”案例中,教師對答案明顯的概念性問題可以給予短的間隔:①閱讀教材,請描述減數分裂的定義、發生范圍、特點、結果(3分鐘);②請找出減數分裂發生的場所(2分鐘);③請描述減數分裂各時期的變化過程和特點(10分鐘)。
在完成內容性問題的學習后,教師發現學生在“染色體數目減半發生的時間”和“減數分裂為什么是復制一次,分裂兩次”存在疑惑和不同的觀點。教師可結合教學實情,設計教學問題:④請對染色體數目減半發生的時間表述你的觀點,并做出解釋說明(10分鐘);⑤請以精子形成過程或者卵子形成過程為例,驗證減數分裂復制一次,分裂兩次的觀點(10分鐘)。給予適當的時間進行討論、解答。
最后,教師可以將容易造成學生混淆的“染色體、染色單體、同源染色體、四分體、聯會”等概念辨別和“減Ⅰ、減Ⅱ、有絲分裂中期、后期”圖像辨別作為課后作業,深化、鞏固學生對知識的建構。
生物學教學中,好的問題設計利于學生在已有知識結構、生活經驗、學習背景基礎上發展學科思維和科學邏輯,利于學生知識框架的不斷重構。生物學教學中問題的設計不僅要考慮問題的廣度和深度,還要考慮問題的層次性。如果授課教師沒有考慮到因材施教,問題難度相同,就不能達到對全體學生啟迪心智的目的。然而現實課堂中,很多教師設計的問題或浮于表象、不觸及知識本質,學生不假思索即可回答;或簡單明了,局限在“對與錯”“是與不是”的問答形式,忽視了問題的分層。
例如,在“基因在染色體上”一課中,教師設計了5個探究問題,預留出10分鐘開展小組合作探究學習:①描述薩頓假說的內容;②例證類比推理得出的結果是否具有必然性;③摩爾根實驗所用的實驗材料以及選用原因;④摩爾根如何合理的解釋實驗現象并得出結論;⑤分析基因分離定律、自由組合定律的實質。
大部分小組快速從教材中找到了問題的答案,探究過程、討論過程、合作過程均沒有得到明顯體現。問題的設計看似抓住了教學重點,但問題過于淺顯,并不能達到激發學生探究熱情、鍛煉思維能力的教學目的。問題的層次應為表層性問題與深層性問題的整合,是否問題、甄別問題、陳述問題、思維問題與開放問題的整合。一節課程中的教學問題應具備層次性、梯度性,按照學生知識框架的建構規律和學習進階逐級提升問題的難度。
“基因在染色體上”案例中,教師可以從基于文本知識的內容性問題,過渡到基于知識遷移的實踐性問題,上升到促進思維發展的思維性問題分層設計教學問題。內容性問題(基礎知識):①描述薩頓假說的內容;②摩爾根實驗所用的實驗材料以及選用原因;③分析基因分離定律、自由組合定律的實質。實踐性問題(知識遷移):①圖解表示等位基因和染色體兩者的數量變化的相似性;②設計測交實驗,驗證摩爾根的基因在染色體上的論斷。思維性問題(思維發展):①探究減數分裂和受精過程中,等位基因與染色體數量變化規律的關系;②如果白眼基因是常染色體遺傳,如何用摩爾根的方法進行證明。
(項目基金:河北師范大學第15批重點教改項目“高師學生教學技能培訓新樣態——‘同伴訓練隊’十年活動探索”;*通信作者)