生物學(xué)教學(xué)中問題解決能力的培養(yǎng)

季雁雁

【摘? 要】文章旨在探討高中生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力的關(guān)鍵策略，針對激發(fā)學(xué)生的好奇心、創(chuàng)設(shè)真實情境挖掘?qū)W生潛能、設(shè)計遞進式問題驅(qū)動學(xué)習(xí)、鼓勵學(xué)生小組合作、及時進行反饋與評價等五個方面的教學(xué)策略，文章提供了一系列可行的方法，以幫助高中生更好地發(fā)展其生物學(xué)領(lǐng)域的問題解決技能。這些策略旨在提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、批判性思維和實踐能力，為他們未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)生涯奠定堅實的基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】高中生物學(xué);問題解決;能力培養(yǎng)

高中生物學(xué)教育的目標(biāo)之一是培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，使他們能夠理解和應(yīng)對生物學(xué)領(lǐng)域的復(fù)雜挑戰(zhàn)。問題解決能力不僅是學(xué)術(shù)成功的關(guān)鍵，還是未來職業(yè)和生活中的重要技能。因此，如何在高中生物學(xué)教學(xué)中有效地培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力成為一個重要的課題。

一、激發(fā)學(xué)生的好奇心

好奇心是學(xué)習(xí)的動力源，能夠促使學(xué)生積極參與課程、主動思考和主動探索，從而鍛煉培養(yǎng)其問題解決能力。

引起學(xué)生的疑問是激發(fā)好奇心的第一步。教師可以運用問題驅(qū)動的方法，在課堂上基于直觀的案例，如圖片、視頻等，提出引人入勝的問題，激發(fā)學(xué)生的思考和好奇心。以“細胞分化”內(nèi)容為例，課堂上直接展示人體內(nèi)的各種典型的細胞圖片，順勢提出問題：“人是由一個細胞——受精卵發(fā)育而成，期間經(jīng)過多次有絲分裂，那么為什么來自同一個細胞的增殖后代能形成多種形態(tài)，且能發(fā)揮不同功能呢？”這個問題基于學(xué)生有了有絲分裂的知識基礎(chǔ)，知道有絲分裂的結(jié)果是產(chǎn)生與親代細胞遺傳信息一致的子代細胞，而遺傳信息能影響著生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)功能等表現(xiàn)，這就讓學(xué)生好奇這個過程究竟發(fā)生了什么而導(dǎo)致這個現(xiàn)象的產(chǎn)生。

其次，有了好奇心才能激發(fā)探索欲望。強烈的探索欲望能極大地鼓勵學(xué)生主動參與知識的獲取過程。在激起學(xué)生好奇增殖產(chǎn)生的遺傳信息相同的細胞為何能形成形態(tài)結(jié)構(gòu)功能各異的不同細胞后，教師則可以進一步鋪墊并引導(dǎo)學(xué)生思考并提出問題。從結(jié)構(gòu)和功能觀出發(fā)，提示學(xué)生聯(lián)系必修1第二第三章的知識，蛋白質(zhì)含量占細胞干重50%以上，蛋白質(zhì)在細胞中承擔(dān)多方面的功能，如構(gòu)成細胞結(jié)構(gòu)、運輸物質(zhì)，催化等，從而建立起細胞結(jié)構(gòu)功能差異的直接原因在于細胞中的蛋白質(zhì)種類含量有差異這一認知。至此，學(xué)生就自然會提出諸如此類的問題：有沒有切實證據(jù)證實這一想法？蛋白質(zhì)差異又是怎樣造成的？這些又與遺傳物質(zhì)有什么聯(lián)系？這時，教師可以直接給予不同組織細胞的相關(guān)資料，而此時的學(xué)生會有迫切解決問題的心情進行閱讀分析，從而深刻理解細胞分化的實質(zhì)——基因的選擇性表達。

再次，適當(dāng)提出挑戰(zhàn)性任務(wù)。布置挑戰(zhàn)性任務(wù)可以激發(fā)學(xué)生更深入探索問題的斗志，督促學(xué)生通過積極思考、查閱資料、尋找解決方案，并在此過程中積累經(jīng)驗。比如，教師讓學(xué)生從生活中較為常見的現(xiàn)象中尋找能佐證分化后的細胞遺傳信息未發(fā)生改變的例子。思考科學(xué)家們是如何檢測細胞中是否含有某種蛋白質(zhì)的？基因是如何表達的？基因表達是如何受到調(diào)控，在細胞中是如何選擇性表達的？學(xué)生能提出扦插嫁接等方面的例子，這可以引出對細胞全能性的學(xué)習(xí)。而基因表達方面的問題在當(dāng)時的學(xué)習(xí)階段中不能給予全面的解答，但是這可以給學(xué)生的學(xué)習(xí)種下一個種子，伴隨后續(xù)的學(xué)習(xí)，學(xué)生自然會把這些知識聯(lián)系起來，建立起自己的知識大樹。

最后，釋放興趣和熱情。教師的興趣和熱情也是激發(fā)學(xué)生好奇心的關(guān)鍵因素之一。通過分享生物學(xué)中令人著迷的發(fā)現(xiàn)、實驗或案例，教師能夠傳遞對生物學(xué)知識的熱愛，激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)的興趣。

二、創(chuàng)設(shè)真實情境挖掘?qū)W生潛能

問題解決需要落到實際，在真實情境中能有效地激勵學(xué)生主動思考并探索，體驗運用所學(xué)知識解決問題過程有助于激發(fā)學(xué)生能力。學(xué)以致用可以讓學(xué)生體會知識的力量，而不僅是書本上枯燥的文字，并且通過實踐可以有效挖掘?qū)W生潛能，很多想法往往是在實踐中迸發(fā)出的，在真正遇到困難時會督促大腦運作起來，為解決問題絞勁腦汁想盡辦法。通過實踐還會不斷發(fā)現(xiàn)新的問題，當(dāng)學(xué)生一一克服困難最終問題得以解決時，可以獲得極大的成就感，這有利于增強學(xué)生信心、增加學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

在學(xué)習(xí)“調(diào)查種群密度的方法”這一內(nèi)容時，教師可帶領(lǐng)學(xué)生調(diào)查校園中的某些植物的種群密度，實踐中學(xué)生自然會思考如何統(tǒng)計其總數(shù)。校園中的香樟、桂樹等，學(xué)生一般會想到進行逐一的計數(shù)，而對教師指定的某種數(shù)量眾多的草本植物，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)短時間內(nèi)無法數(shù)清，則有學(xué)生會想到以局部來代表全部，這就是樣方法的思想。樣方法具體實施時，學(xué)生能真實體會書本文字描述的狀況，如單子葉植物的統(tǒng)計較為困難，草叢中的跳蝻確實可以使用樣方法統(tǒng)計等，同時還會陸續(xù)遇到問題，如樣方需要選擇多大面積、壓線的個體如何計數(shù)等，以此作為契機還能誘發(fā)學(xué)生思考動物的調(diào)查方法，為標(biāo)記重捕法的學(xué)習(xí)做鋪墊。最后，同學(xué)之間通過交流，總結(jié)得失，獲得解決此類問題的能力和方法。

三、設(shè)計遞進式問題驅(qū)動學(xué)習(xí)

利用問題驅(qū)動學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體、以問題為核心規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題進行思考分析，尋求答案，制訂解決方案，這種學(xué)習(xí)方式能提高學(xué)生參與度，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有助于深化對生物學(xué)知識的理解，能有效培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、綜合分析和解決問題的能力。這要求教師要精心設(shè)計相關(guān)問題，依據(jù)學(xué)生思維的梯度，層層推進，從淺入深，從表象到本質(zhì)，鍛煉學(xué)生思維能力，培養(yǎng)問題解決能力。

例如在學(xué)習(xí)光合作用過程之后，提出問題“有哪些環(huán)境因素會影響光合作用的進行？”引導(dǎo)學(xué)生通過光合作用的原料、條件等方面進行分析，認識到CO2濃度、光照強度、溫度等是影響光合作用的主要環(huán)境因素。針對光照，可以進一步可以提問，是否光照越強越好，光照強度增強光合作用會一直增強嗎？從木桶效應(yīng)出發(fā)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出光照強度增加到一定后，由于受其他因素的限制，光合作用不能繼續(xù)證明這一結(jié)論。接著結(jié)合書本課后練習(xí)中的“午休現(xiàn)象”提問？這時，學(xué)生能接前面的思路繼續(xù)展開思考，夏季中午陽光強烈，溫度也較高，這些常見的影響因素排除后，就剩下CO2濃度，教師通過補充植物吸收CO2的途徑，協(xié)助學(xué)生在氣孔導(dǎo)度角度著手解釋“午休現(xiàn)象”的出現(xiàn)。對學(xué)習(xí)能力強的學(xué)生，還能再進一步提出問題，自然界中有不少植物是生活在常年光照強烈、氣溫較高且較為干旱的環(huán)境中，那么它們是如何應(yīng)對的呢？從而引出植物中的C4途徑及CAM途徑，當(dāng)然，這個內(nèi)容在新授課中可作為課后任務(wù)，讓學(xué)生通過查閱資料作簡要了解。最后，讓學(xué)生就提高植物光合效率方面提出一些切實有效的措施。

通過合理的設(shè)置問題、層層遞進的方式促進學(xué)生進行思考分析，這樣形成的知識不是教師直接灌輸給學(xué)生的，而是隨著逐步解決問題的過程自然生成的，這才是真正的學(xué)習(xí)。

四、鼓勵學(xué)生小組合作

培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，學(xué)習(xí)能力是一個方面，溝通合作能力也是其中重要一環(huán)。鼓勵學(xué)生小組合作是培養(yǎng)學(xué)生溝通合作能力的一個重要策略，能有效地發(fā)掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)能力，激發(fā)學(xué)生的合作意識和團隊精神，能集思廣益博采眾長為問題解決提供更豐富更具創(chuàng)新性的方案。

首先，小組合作可以促進學(xué)生之間的知識分享和協(xié)作。在解決實際問題時往往需要多角度的思考和分析，通過組建小組，每個學(xué)生可以貢獻自己的觀點和對問題的理解，從而合力解決問題。例如，在學(xué)習(xí)“群落的主要類型”一節(jié)時，將學(xué)生分組，每組負責(zé)一個群落類型，查找相關(guān)資料，了解群落的物種組成，與當(dāng)?shù)丨h(huán)境之間的適應(yīng)等，在課堂上和其他小組分享對這個群落的認識。這樣的合作方式不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，還讓學(xué)生學(xué)會傾聽和尊重他人的觀點。其次，小組合作能培養(yǎng)學(xué)生的溝通技能。通過與其他學(xué)生討論、辯論和協(xié)商，能夠提高口頭和書面表達能力。比如要求學(xué)生合作完成實驗后撰寫實驗報告，并在小組內(nèi)部進行評審和修改。這不僅有助于改進實驗技巧，還提高了科學(xué)寫作和溝通的能力。最后，小組合作能夠增強學(xué)生的自信心，與同齡人一起工作并取得成功時，他們會更有信心面對生物學(xué)的挑戰(zhàn)。當(dāng)學(xué)生通過合作自行成功解決一個復(fù)雜的生物學(xué)問題時，會獲得成就感，這將鼓勵他們更加積極地參與問題解決。例如在開設(shè)的校本課程上，安排學(xué)生把學(xué)校中的各種綠化植物進行掛牌，學(xué)生自行分工，完成查閱植物資料、設(shè)計掛牌、構(gòu)思標(biāo)語等各項任務(wù)，最終完成后不僅得到好評，而且每次看到自己做出的成果，學(xué)生心中總能油然升起驕傲感，并且對學(xué)習(xí)生物學(xué)、對自己的能力產(chǎn)生認同感。

五、及時進行反饋與評價

首先，提供及時的反饋可以幫助學(xué)生了解自己在解決問題過程中的表現(xiàn)，還能及時進行調(diào)整。在嘗試解決生物學(xué)問題時，學(xué)生需要知道方法是否正確是否需要改進及如何改進。有了教師及時的指導(dǎo)，能幫助學(xué)生提高問題解決的效率和準(zhǔn)確性。例如，在探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響實驗課上，學(xué)生先分組設(shè)計相關(guān)方案提交教師，教師評價操作可行性，并提出問題。學(xué)生的方案能考慮到通過改變自變量進行對照實驗，比如改變光照強度、CO2濃度，但往往會忽視如何定量的改變光照強度、CO2濃度，以及學(xué)生也能確定以光合作用強度作為因變量但未能有效的提供具體的觀測指標(biāo)。這些問題都需要教師及時指出并協(xié)助學(xué)生進行完善。

其次，及時的反饋還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。學(xué)生在得到認可和鼓勵時，會更有動力繼續(xù)努力解決更復(fù)雜的問題。在學(xué)習(xí)細胞融合技術(shù)時，有學(xué)生提出是否能將動植物細胞進行融合，這個創(chuàng)新的想法就很值得表揚及鼓勵，教師通過介紹浙大科研團隊的成果——將菠菜細胞的類囊體植入哺乳動物細胞中，可以讓學(xué)生得到極大的鼓舞，原來自己的想法與科學(xué)家是如此相似。此外，及時評價可以幫助教師調(diào)整教學(xué)策略。通過觀察學(xué)生在問題解決活動中的表現(xiàn)，教師可以了解哪些方面需要更多的支持和指導(dǎo)，從而調(diào)整教學(xué)材料或方法，以更好地滿足學(xué)生的需求。最后，及時反饋和評價有助于學(xué)生建立自我監(jiān)控和自我調(diào)整的能力。當(dāng)他們習(xí)慣性地接受反饋并根據(jù)反饋進行改進時，他們可以逐漸變得更加獨立和自信。

六、結(jié)束語

高中生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力是一項重要任務(wù)。本文提出了一系列教學(xué)策略，包括激發(fā)學(xué)生的好奇心、創(chuàng)設(shè)真實情境挖掘?qū)W生潛能、設(shè)計遞進式問題驅(qū)動學(xué)習(xí)、鼓勵學(xué)生小組合作、及時進行反饋與評價。通過采用這些策略，可以幫助學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)他們解決問題的技能，為他們未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)成功打下堅實的基礎(chǔ)。

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