問題驅動教學中科學探究能力的培養

易鑫杰

摘 ? 要：新高考改革，對學生生物學科核心素養的培養有了新的要求，山區高中在核心素養的培養方面主要的欠缺體現在科學探究方面，出現欠缺的原因在于教師教學理念的陳舊，對學生的考查評價設計過于簡單，當然也有山區高中資源的限制。為了提升學生科學探究能力，嘗試在課堂教學、實驗教學及學生評價方面進行問題驅動教學，培養學生的科學探究能力。

關鍵詞：高中生物;問題驅動;科學探究

“科學探究”是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力[ 1 ]。山區高中學生在選科走班時，對自己的定位不準，很多時候選科存在盲目跟風，因此最終選擇生物的學生水平參差不齊，真正因為生物是優勢科目或者對生物特別感興趣的為數不多。在這種情況下，學生在生物學科素養能力方面差異較大。這一輪教學中，不管是課堂，還是課后的練習或考試，學生在科學探究方面的確能力欠缺不少。

1 ?學生科學探究能力欠缺的原因

1.1 ?教師教學目的單一化

高中生物課時有限，教師很多時候為了迎合期末考試范圍，上課目的性較為單一，在限定的時間內完成教學內容。如同催熟的果實一般，始終帶有苦澀味。課時緊張，教師很多時候忘記了對學生素養能力的培養，回到了傳統的老套路，“填鴨式”教學還是普遍存在。課堂成了教師個人秀的主場，學生則默默在聽，有的課甚至就不存在問題設計。沒有問題的設計，課堂中學生就沒有思維的觸碰，也就提不起對課堂的興趣。作為教師，學生成績必然是評價教師教學的一個指標，但是不對教學內容深入研究，純粹的講授，最終換來的就是學生科學探究能力的缺失。

1.2 ?學生學科平衡能力弱

高中學生學業壓力大，學習內容多，上完課存留在腦子的內容能有50%的就已經是能力相對較強的了。課后學生沒有知識的梳理過程，都是提筆書寫作業，完成是目的，完成的好與壞不是他們在乎的。學生沒有合理的課后計劃，教師的課堂教學沒有激起他們興趣的學科，在課后他們是基本上不會花時間學習，甚至作業都是抄襲他人的，應付教師的檢查。學業內容多，也是造成學生無法在課后對教師上課內容主動提問的原因，他們更多在做的是對知識簡單的識記。生物知識的確讓人感覺和政治、歷史一般需要大量時間記憶，但是靠硬背學生遺忘也非常的快。

1.3 ?練習、考試題目的不合理

習題在一定程度上可以幫助教師檢測學生對知識的掌握情況，而往往學生所做的練習都是未經過精選的教輔。對教輔“順手牽羊”的現象普遍存在，以本校學情編制的校本作業幾乎沒有。試題編制也很多時候為了能與預期的成績相符，在難度的把握上沒有權衡，思維量大的題目基本不敢出，怕成績不好打擊學生學習興趣。

教、學、練是教學完整的三環節，環環相扣、緊密聯系，一個環節沒有處理好必然滿盤皆輸。源頭是教，因此教師在新高考背景下，還是要立足于《普通高中生物課程標準》，明確教學方向。認真研讀《中國高考評價體系》，切實領會并在教學過程中做好正確的評價方式。

針對上述的現象，教師以問題驅動教學，提升學生科學探究能力極具意義。問題對學生而言是一種“催化劑”，驅動他們強烈的探究知識、解決問題的欲望。通過解決問題，就會增強他們的成就感，從而更加激發他們的求知欲望[ 2 ]。生物學是研究生命現象和生命活動規律的科學。學生在成長過程中，實際上就已經形成了很多生物學問題，也渴望解決。例如“我從哪里來”“為什么我的同學都比我高”“為什么人不能長生不老”等，這些問題實際上都可以成為教學內容中的問題。

2 ?問題驅動的教學

2.1 ?教學中的問題驅動

教師在備課過程中都有自己的教學目標、教學重難點要突破，設計好問題，能夠事半功倍。同時問題形式要多加研究，不能是常規的“是否”類問題。這樣的問題不存在探究性，學生可以脫口而答，但是具體的理由學生沒有深入分析。另外一節課的問題不在乎多，在乎問題與問題的邏輯聯系。在一些公開課上，學生的參與度非常高，但是課堂最終的效果卻收效甚微。究其原因主要是：開課教師為了讓課堂氣氛活躍，設計了很多問題，甚至是知識競賽比拼，而問題設計對教學的作用，開課教師并沒有考慮。

在每節教學內容編寫時就有很多有價值的問題，教師備課時完全可以加以應用，進行修改或直接引用，形成問題串，讓學生在學習過程中解決完一個問題后想著去解決下一個問題，更好的效果是學生會主動提出問題，然后思考解決。下面以“細胞的能量‘貨幣’ATP”一節為例展示該節內容的問題設計：

（1）螢火蟲夜間尾部發光，從物理能量守恒角度可知：光能是由其他能量轉化而來，以大家對細胞中能源物質（葡萄糖、脂肪）的理解，如何證實光能是否由能源物質中儲存的能量轉化而來？

（2）能源物質中的能量怎么轉移到ATP中被生命活動利用？

（3）一天生命活動消耗大量ATP與細胞中微量ATP的矛盾如何解決？

這3個問題是有邏輯聯系的，也能激發學生的興趣，更重要的是：問題提升學生的科學探究能力。也突破了本節的重、難點：ATP在能量代謝中的作用及解釋ATP是驅動生命活動的直接能源物質。同時也解決了本節的大問題：為什么ATP是細胞的能量“貨幣”。相比以往，一上課就直白說明ATP是直接能源物質，然后畫ATP的結構簡式，告訴學生高能磷酸鍵斷裂釋放能量要更符合現今的素養教學。

2.2 ?實驗教學中的問題驅動

山區實驗開展的確是存在各種限制，但是實驗教學也是科學探究的一個重要環節。實驗教學不能停留在以前，簡單播放一個實驗操作視頻。這些落后的實驗教學模式給學生的探究能力培養造成了很大的阻礙，學生在解答實驗題時因此出現各種問題：實驗類型判斷不清;實驗變量分析混淆;實驗結果分析偏離。沒有親自動手去操作，沒有切身的感受，很多東西都只能是云里霧里。實驗教學的問題驅動也不可或缺。例如“探究環境因素對光合作用強度的影響”實驗，在學生操作前設計好與實驗相關的問題串：

（1）在控制光照強度對光合作用影響的過程中如何保證無其他因素影響？

（2）獲取葉圓片時要選取葉片的什么部位？選取的理由是什么？

（3）只有一種瓦數的燈泡，怎么改變光照強度？

（4）除了看葉圓片上浮的數量為指標外，還有沒有更直觀的指標？

學生好奇心很強，這些問題的提出實際上不單純只是讓學生去思考為什么，而是設計的問題能激發學生的探究欲望。例如獲取葉圓片時為什么要避開葉脈，在教師不直接告訴答案的時候，有部分學生的好奇心會驅使他們在獲取葉圓片時不避開葉脈，等到實際結果和避開葉脈的同學出現差異時，學生會自主的總結實驗結果不同的原因。很多東西不能按教師的預設去發展，否則這樣的教學培養不出有創新精神和敢于試錯的優秀學生。

問題驅動型實驗教學摒棄了陳舊實驗教學模式，不再是選好材料、列好步驟按部就班，而是讓學生帶著問題用實驗去探究生物學真實性，自主探究自己想研究的生物學內容，解決自己的質疑，得到真正屬于自己的生物學知識。

2.3 ?習題中的問題驅動

從八省聯考來看，情境型題目占比近80%，情境創設的問題除了考查學生生物學知識，更多的也是對學生素養能力的考查。要想培養學生的科學探究能力，在習題使用上，情境化的習題還是必不可少。情境基本都是來自于生產、生活實際，對于與學生生活相關的問題，能引發學生去分析的興趣，甚至學生在閱讀情境，能提出自己的問題，有問題的提出就能激發和同學間的討論，促動他們去用所學得生物學知識去解決問題。為了讓自己的時間變得有價值，在選題組卷過程中，的確也要精心設計好問題，問題的指向必定是教學重難點知識的考查，平常的題目在考試中很多時候問題的設計相對較為獨立，前后沒有聯系。但是為了達成考查的目標，可以將題目中的問題設置成邏輯性問題，解決一個問題后再突破下一個，讓學生感受到教學中的問題驅動能在題目中有相應反饋，真正做到學了并且會用。在原因——分析類、比較——依據類題目中，驅動學生去探究情境給出的信息反應的生物學本質，從而將條件和結果聯系起來，讓學生對長句表達不再恐懼，甚至能夠迎刃有余的應對。

問題驅動不僅能提升學生科學探究能力，還能增強學生對生物學習的熱情，還能一定程度改變學生為考而學的觀念。讓學生感受到學習生物后有成就感，而不僅僅只是學到了一些枯燥的生物學名詞而已。課型很多，教師在教學設計上還是要多點自己的想法，選擇真正適合問題驅動型的章節，培養學生的科學探究能力。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 吳成軍.生物學學科核心素養的教學與評價[M].上海：華東師范大學出版社，2020.