基于生物學概念建構的問題鏈創設研究
——基于問題與問題之間關系的創設

胡蕙蕙 張 鋒

（1.福建師范大學生命科學學院 福建福州 350108）

（2.福建省普通教育教學研究室 福建福州 350003）

高中生物學教學是圍繞必修課程中的4個大概念和選修課程中的6個大概念展開的。大概念是建立學生生命觀念的教學框架；基于大概念，課程標準中還依據學生的認知規律和學科邏輯展現了大概念下的重要概念；重要概念包含了許多支撐上位概念的次位概念。概念的建構是一個由淺入深、由簡到繁的過程，這就要求教師從大概念的視野下引導學生以次位概念為基礎建構大概念，最終形成生命觀念，達成培養學生生物學學科核心素養的目的。

問題鏈能提前呈現學生概念建構的過程，引導學生感受概念建構過程，是揭示概念內部邏輯關系的重要方法。教師創設問題鏈的過程是教師以學生為本，尊重學生認知規律的備課過程。創設具有邏輯關系的問題鏈可以幫助學生感受概念形成的過程和概念各部分的邏輯關系。問題鏈便于深挖概念的本質屬性，使學生掌握科學的概念。教師可設計遞進式問題鏈和平行式問題鏈進行教學。

1 遞進式問題鏈

學生對概念的建構是一個從感性到理性、從表面到深層、從書本到實踐的過程。次位概念是生物學概念教學的基礎內容，是學生掌握重要概念的支撐，是學生形成生命觀念的磚瓦。次位概念在概念教學中的重要作用要求教師應幫助學生建構科學、深層次、有實踐力的概念。遞進式問題鏈是基于問題之間的遞進關系創設的一連串具有邏輯關聯、能呈現概念內部關系的邏輯遞進問題，是幫助學生建構深層次概念的重要方法。遞進式問題鏈的創設模式一般為：情境性問題→自習性問題→探究性問題→應用性問題→延伸性問題。

以“概念2.3.3：描述正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程”為例，創設遞進式問題鏈。

（1）創設情境式問題。學生對衰老和死亡有不少錯誤的前概念，多數學生認為衰老和死亡只有負面影響。教師以“細胞衰老是細胞自主的腫瘤抑制機制”和“細胞利用自噬作用吞噬組織癌前病變細胞，阻止病變細胞發展為癌細胞”這兩個前沿的科學研究課題為背景，設置問題：細胞的衰老和死亡對生命活動的正常進行有什么作用？通過這個情景式的問題引起學生認知沖突，激發學生的學習興趣；情境中展示的研究體現了細胞的衰老和死亡對生物體具有不可或缺的作用，從而讓學生初步感知細胞衰老和死亡是自然的生理過程。

（2）創設自習性問題。學生初步感知概念后，教師設置目的在于獲取概念相關知識的問題，引導學生自主學習，獲取信息：細胞衰老的特征和原因是是什么？細胞死亡的類型有哪些？細胞衰老死亡與個體衰老死亡之間的關系是什么？細胞衰老死亡的意義是什么？這些問題旨在引導學生有的放矢地自主學習，訓練學生獲取、篩選、整合信息的能力。

（3）創設探究性問題。學生獲得相關知識后，教師可挖掘概念的內涵和本質屬性，據此設計一系列探究性活動和問題，使學生在解決問題的過程中深層地建構概念。例如，探究細胞衰老的特征，教師可通過呈現老年人皺縮的皮膚或老年斑圖片、老年人健康護理的視頻等直觀素材，引導學生思考：個體衰老具有什么特征？根據細胞是生物體結構和功能的基本單位，個體衰老的根本原因是什么？從結構和功能觀的角度思考，細胞的結構發生了什么變化？探究細胞衰老的特征這一環節的難點是突破學生從個體到細胞的認識困難，在直觀的情境中，運用探究式問題，引導學生從細胞是生物體結構和功能的基本單位這一觀念著手，將細胞衰老與個體衰老進行類比推理，得出細胞衰老的特征。

（4）創設應用性問題。學生成功建構概念的表現在于正確運用概念。教師設計應用性問題不僅幫助學生運用概念，也是教師評價學生概念建構情況的工具。例如，教師以“刺激細胞自噬的方法，腫瘤細胞也具有保護性自噬”為背景，引導學生思考：如何理解自噬是一把雙刃劍？許多刺激可以引起細胞的自噬，如針灸、推拿、按摩、運動等，這對預防和治療阿爾茲海默癥有什么啟發？概念建構后，學生認識到細胞的衰老和死亡對生物體的作用機理后，教師引導學生由此解釋自噬作用的兩面性，利用增強正常細胞的自噬作用預防阿爾茲海默癥這一實際的應用性問題既體現了學生對細胞程序性死亡這一機制的運用，又滲透了健康生活，愛護老年人的社會責任。

（5）創設延伸性問題。教師創設延伸性問題有助于鼓勵學生不懈追求知識，拓展學生的課外探究能力。例如，教師可以布置學生課后查閱文獻，總結現有的細胞衰老機制學說和細胞死亡機制學說。生物學的進步日新月異，概念的建構要隨著科學發展而重新打破再建，創設延伸性問題的目的不在于學生是否找到答案，而在于學生是否用具體行動解決問題。

這一遞進式問題鏈教學模式從情境性問題到探究性問題體現了學生從感性到理性建構概念；從自習性問題到探究性問題體現了學生從表面到深層建構概念；從自習性問題到應用性問題體現了學生從書本到實踐建構概念。

2 平行式問題鏈

生物學的重要概念大多由幾個平行的次位概念支撐建構而成。次位概念的建構過程具有相似性。根據次位概念間相似的特點，教師可對某一次位概念創設問題鏈（將教師創設的問題鏈稱為模板問題鏈），同時教給學生自主創設問題鏈的方法，引導學生根據模板問題鏈創設其他平行次位概念的問題鏈，自主建構平行概念。接著，教師校正補充學生創設的問題鏈，最后創設整合式問題鏈，將平行概念有機整合起來，建構重要概念。建構其他平行概念的過程反映了學生對概念的掌握程度，促進學生自主學習的積極性和有效性。平行式問題鏈的創設模式一般為：創設模板問題鏈（師）→自主創設平行概念問題鏈（生）→評價問題鏈（師生）→校正補充問題鏈（師生）→整合式問題鏈（師）。

以重要概念“3.3由基因突變、染色體變異和基因重組引起的變異是可以遺傳的”為例，創設平行式問題鏈。

（1）教師創設模板問題鏈。教師根據遞進式問題鏈的創設方法，挖掘基因突變的相關內容。例如，在基因突變這個概念中，教師設計的問題鏈是與基因突變發生的實例、原因、類型、基因突變改變生物性狀的實質、特點、意義等方面相關的問題。該問題鏈具有代表性，而基因重組和染色體變異這兩個概念與基因突變屬于平行的概念，所以該問題鏈可以作為接下來學生自主創設問題鏈的模板。

（2）學生自主創設平行概念的問題鏈。學生自主創設問題鏈的過程是自學發現問題、自主創設問題、自學解決問題的三重過程，對發展學生科學思維具有重要作用。教師以模板問題鏈為例，教給學生創設問題鏈的方法及要遵循的原則，引導學生根據模板問題鏈，創設染色體變異、基因重組這兩個概念的問題鏈。在此過程中，教師要引導學生創設具有邏輯性的問題，也要尊重和鼓勵學生創新的思維，提出具有開放性、創新性的問題。例如，對染色體變異這一概念的學習，學生有不同的思路。從大量染色體變異的生物學事實歸納總結出染色體變異的類型、原理、特點、意義等或根據染色體變異的相關知識對生物學事實進行解析，這兩種思路學習染色體變異都是可行的。教師要引導學生發散思維，提高解決問題的有效性，尋找解決問題的多種思路，避免模板對學生思維的禁錮。

（3）師生共同評價問題鏈。教師評價問題鏈可幫助教師了解學生的思維過程、自主學習能力、表達能力、學科素養等；學生自我評價可以加強學生元認知的過程，有助于對自學過程進行反思。例如，設計評價表對學生自主創設的問題鏈進行評價（表1）。

表1 學生自主創設問題鏈評價表

（4）師生校正補充問題鏈。學生根據自主創設問題鏈的評價，對問題鏈的創設過程進行反思、修正。這一過程是學生對自學過程的元認知過程。教師指導學生補充完善漏缺知識、校正問題鏈的邏輯性、發散學生創新思維、修正錯誤術語。

（5）教師設置整合式問題將平行關系的次位概念升華成重要概念。整合式問題是次位概念上升到重要概念的重要途徑。通過整合式問題鏈，學生將具有平行關系的次位概念進行歸納總結、對比整合，形成重要概念。例如，教師可設計異同點辨析表格作為整合式問題，將基因突變、基因重組、染色體變異三個平行概念的異同點整合于表格中（表2）。通過對三者的歸納總結，學生可以得出基因突變、基因重組、染色體變異的共同點是三者都能使生物體的遺傳物質發生改變，是具有遺傳作用的變異。

在進行具有平行關系的次位概念的教學中，由學生自主創設平行概念的問題鏈，培養學生自主學習、自主發現問題、自主表述問題的能力。通過評價學生創設的問題鏈，教師可以了解學生的思維過程，方便教師因材施教。

表2 基因突變、基因重組、染色體變異異同表