問題導向學習在高中生物學教學中的挑戰與思考

楊葉琪 湖南科技大學生命科學學院 湖南湘潭 411100

引言

當今基礎教育改革推行核心素養，倡導學生中心、自主探究的學習方式；提升學生發現并解決問題的能力。問題導向學習的理念與核心素養的要求相適應，因此，問題導向學習對學生發展生物學核心素養起著重要作用，二者相輔相成。Albanese和Mtichel (1993)寫道：“關鍵是問題的提出對于新知識來講，是一個引人入勝的話題，學生有機會主動參與到問題的討論中，并從教師那里得到適當的反饋和正確的幫助【1】。”而傳統教學常單向灌輸知識，表現為一問一答，抑或教師自問自答，這讓學生很難形成自己獨立思考的空間，因此很少有主動提出探究性問題的意識。Valéria F. (2018)提出，問題導向學習的實施步驟包括問題的定義、假設的制定、問題解決策略、找出關鍵問題、小組合作交流、知識遷移、成果展示、檢測與評價【2】。綜上所述，與傳統教學模式相比，問題導向學習旨在培養問題解決者、自主學習者和團隊成員的專業人才。但是問題導向學習在高中生物學課堂的應用還不成熟，例如：造成這些挑戰的原因包括學生思緒混亂、學生注意力失焦、學習互動中沉默等。

1 問題導向學習在高中生物教學中的挑戰及其原因

1.1 問題設計不嚴謹，學生思緒混亂

部分教師在教學設計和具體的實施過程中都存在一些問題。如在辨析“細胞的分化、衰老、凋亡”時，由于都是細胞的形態結構和功能發生了變化，如果教師簡單的比較三者的特點，而不是從基因的調控出發，學生容易混淆細胞衰老的特征、凋亡的機理、癌變的特征。學生不知如何把已有的生物學基本概念，應用到新的情境中，缺乏舉一反三的類比思維品質。當較復雜的問題缺乏知識點之間的聯系，學生的思緒易被打亂，機械的記憶單個的知識點。對于理性思維能力欠缺的學生，他們未能深入思考則難以形成完整的知識體系。而問題導向學習作為一種培養學生批判性思維、創造力和學習自主性的學習理念，學生需要從系統的角度認識細胞的各項生理活動。教育工作者應該有意識地設計真實情境，學生才能接觸到各種各樣的問題。教師提出的問題從定義模糊到定義清晰，從知識點零散到整合，從簡單到復雜，從個人自主學習到團隊交流合作，這樣學生才能學會適應問題的解決。

1.2 課堂組織不到位，學生注意力失焦

以問題為導向的高中生物教學，注重引導學生思考并討論，但同時學生在討論時注意力不集中的問題。比如“細胞呼吸”一節的學習重點應該是有氧呼吸的三個階段，而有氧呼吸的反應式和反應過程都比較復雜。如果一個小組內的每個成員，把有氧呼吸第一階段、第二階段、第三階段物質變化和能量釋放情況解釋清楚，討論時間將會過長，注意力分散。劉洋(2018)在問題導向學習的研究中發現，小組討論問題占的時間過多，學生思考問題的效率有待提高，教師應在有限的時間內引導學生思考【3】。在問題導向學習的高中生物教學課堂節奏的把握，首當其沖的問題是教師對課堂的組織能力。在心理學上，特定年齡的學生在學習描述性材料時的注意廣度可評估教學效果，如果要使某一特定學科的具體實際教學方法有效，就必須適當重視有關注意力持續時間的基本信息。學生的注意力持續時間相對較短，而他們的注意力只有在課程生動時才能集中。課堂時間不足，教師們急切地去完成規定的所有活動。然而，當教師發現他們的時間不夠時，減少活動則會嚴重影響學生學習。因此，課堂組織時間管理是問題導向學習的一個關鍵問題。

1.3 思維能力差異，學習互動沉默

基礎薄弱的學生知識有限，缺乏解釋問題所必須的豐富的生物學知識。Saville—Troike發現亞洲國家學生課堂沉默與教師的教學方式相關，學生沉默是因為害怕自己的答案與教師預期的不同，會被教師責備，給教師留下不好的印象【4】。討論的問題過于復雜時，小組合作的功能將失去協調，缺乏知識儲備的學生沒有表現機會，當他還沒想好的時候，反應靈敏的學生已經把手舉得很高，等待老師點名。小組面臨著一些成員沒有為生物課的學習做準備，而其他人做了預習工作。這可能導致不敢發言的同學，很少受到老師的激勵。比如，在探究細胞膜的結構和功能時，思路清晰的學生，很快就能在頭腦中形成結構與功能相互統一的意識。而生命觀念意識不強的學生，甚至不能將細胞膜具有流動性的特點與其選擇透過性功能相對應，在課堂上不敢表達自己的觀點。部分學生在討論中不夠積極，合作意識淡薄，甚至個別同學沒有參與課堂合作的學習當中。

2 問題導向學習在高中生物教學中的基本策略

教學理念的轉變及教學質量的提高離不開教師的支持和參與，更離不開學生的團隊合作與自主思考。面對問題導向學習的挑戰，實施以下策略：問題層次遞進，抓住問題的主線，提高學生歸納能力；明確小組分工，實施課堂管理，重視注意力管理；激發課堂活力，贊許每一位學生的付出，打破學習互動中的沉默。

2.1 問題層次遞進，提高學生歸納能力

課堂從一個問題的呈現開始，由學生分組去分析和定義，如果不能定義問題，則很難解決問題。教師在設計問題時，抓住問題的主線，避免過多的細枝末節干擾學生的思緒。尋找知識點之間的銜接問題，由易到難地培養學生的歸納能力。教師對設計的問題，應有自己的判斷，把握重難點層次遞進，把學生需要知道的信息變成問題，這是一種促使學生思考的方式。遇到學生意料之外的回復時，應該鼓勵學生繼續說，引導學生思考其他的答案，最后讓學生主動作出結論。關于基因自由組合定律，孟德爾首先大膽假說去解釋基因自由組合，通過豌豆雜交實驗觀察到的子二代中 9:3:3:1 的表現型分離比。在解決遺傳問題時，通常不是9:3:3:1的分離比，而是它的變形。當只要有一種顯性基因存在時表現為同一性狀，子二代表現型分離比為9:6:1；兩種顯性基因都存在時，表現出一種性狀，否則表現出另一種形狀，子二代表現型分離比為9:7等等。這需要很強的歸納能力，具備完整的知識體系，才能理順解決問題的思路。

2.2 明確小組分工,重視注意力管理

合理的分組是教師組織教學的重要環節，是控制課堂進度的基礎和前提。教師根據學生個人能力，事先設定教學目標，以達到課堂有目的的溝通。此外，教師也要考慮到學生學習能力的差異，將不同水平的學生安排在同一組，生物基礎知識牢固的學生也要在合作中得到提高。有效的課堂時間管理來源于合理的分工合作，按每6個人一組，在已有知識的基礎上，初步討論獲得試探性的理論，根據問題的基本原則或機制解釋生物學問題中所述的現象。比如，在“DNA分子的結構”一節中，關于DNA雙螺旋結構發現的科學史部分，安排學生分小組搜集資料、制作微課，在生物課前5分鐘播放錄制的微課視頻，學生不但理解了DNA雙螺旋結構的發現過程，同時也從沃森、克里克等科學家的探索精神中獲得啟發。《基礎教育課程改革綱要(試行)》強調，培養學生收集和處理信息、獲取新知識的能力，培養學生主動參與、樂于探究、勤于動手的能力，分析和解決問題的能力及交流與合作的能力【5】。教師的指導支撐學生的學習，通過提問、澄清和應用知識來激發對知識的整合和精細化。

2.3 激發課堂活力，打破學習互動沉默

同一班上的學生智力水平差異很大，存在學習興趣不足、上課不認真的學生，也有積極思考、追求正確答案的學生，但他們在課堂上都不會主動回答問題。前者是因為害怕答錯，在同學老師面前丟面子。后者雖然心中有答案，但不確定是否正確，想借鑒其他同學的答案，等老師公布完全正確的答案。教師探索適合學生在生物課堂中提高學習積極性的有效策略及方法，及時表揚和鼓勵學生。這需要教師具備洞察學生內心狀態的敏銳性，用積極的語言鼓勵學生互相交流、表達自我和分享知識。學生團隊合作達到知識共享，教師同時尊重每個學生的個性，提高學生解決問題的能力。

3 結語

在教學調查中發現，問題導向學習模式在我國高中生物學課堂還不夠成熟，需要大量的教育研究者、一線教師不斷從各方面完善。同時，要引導學生在學習及生活中發現問題、探究問題，能夠有效地運用生物知識解決現實問題，促進全面發展。問題導向學習提高學生自我反省的意識，不斷在學習中進步；提高學生與人合作的個人基本素質，獲得良好的人際關系；提升個人的才能，追求知識優勢。問題導向學習模式的成功開展離不開師生之間的協調配合，努力提高自身學習的自覺性才能收獲問題導向學習模式的教學效果。此外，問題導向學習中，學生提前感受到他們必須面對的專業問題，超越了理論和實踐知識來解決給定的問題；促進學生自主學習、合作交流、綜合素質的養成。