高中生物學課堂中基于思維進階的學生問題意識培養研究

【摘 要】基于問題意識的培養，發展學生的創造性思維，是新時代培養拔尖創新人才的關鍵點。文章對思維進階與問題意識培養的邏輯關系進行梳理，構建基于思維進階的“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型，其策略也從質疑、思辨、展評三個維度展開，以期為學生問題意識的培養提供有用的路徑參考。

【關鍵詞】高中生物學 問題意識 思維進階 課堂教學模型

【中圖分類號】G633.91 " 【文獻標識碼】A" 【文章編號】1002-3275（2024）11-73-05

黨的二十大報告強調：“著力造就拔尖創新人才?！本邆鋭撛煨运季S是進行創新的前提條件，因此發展學生的創造性思維是時代發展的必然要求。在思維發展的過程中，問題意識是思維的始端，問題解決是思維的終端。只有當個體具有強烈的問題意識，思維才算真正啟動，創造性才成為可能。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱課程標準）指出：“學生應該在學習過程中逐步發展科學思維，如能夠基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創造性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題?！薄吨袊呖荚u價體系》指出，學生運用學科相關能力，高質量地認識問題、分析問題、解決問題的綜合品質即是學科素養。［1］當前，部分高中生缺乏問題意識，有問題不敢問、不會問、不愿問，盡管部分高中生已具備一定的問題解決的高階思維，但是整體水平仍有待提升。因此，高中生物學教學應注重學生問題意識和高階思維的培養，打造具有開放性和反思性的課堂。

一、問題意識與思維進階

（一）問題意識的培養

問題的本質是期望和現狀的落差。問題意識是指在認知活動中意識到一些難以解決的、疑慮的實際問題或理論問題時產生的懷疑、困惑、焦慮、探究的心理狀態［2］，簡而言之，就是提出問題、分析問題、解決問題的綜合組成。其中，提出問題強調探詢客觀原因、主觀理由等；分析問題強調陳述事實、狀態、現象、表現等；解決問題強調設定條件、前提、辦法、方案等。

在很多情況下，問題可以決定答案的框架，改變問題就會大大改變答案產出的范圍［3］，提出一個問題遠比給出答案更重要。問題意識能促使人們進行深入思考和積極探究，體現思維的獨立性和創造性。問題意識是個體認知活動中的一種重要心理品質，它關系到個人的思維發展。因此，培養問題意識對于個體的成長具有重要意義。

（二）思維進階的過程

思維過程不應體現為一連串漫無邊際的想法，而應該是連貫有序、因果分明、前后呼應的思考。布魯姆教育目標分類法將認知過程維度分為記憶、理解、運用、分析、評價、創造六個層次。具體而言，記憶是指從記憶中提取有關信息；理解被定義為從教學信息中建構意義；運用是指在給定情境中使用某一程序；分析是分解材料，并確定各部分的關聯以達到目的；評價是依據標準作出判斷；創造則是組合各種元素，以形成新穎、內在一致的整體或原創性產品。綜上，記憶、理解層次屬于低階思維，運用、分析層次屬于中階思維，評價、創造屬于高階思維。布魯姆教育目標分類法又將知識分為事實性知識、概念性知識、程序性知識、元認知知識四個類別。不同類別的知識往往需要啟動不同層次的認知思維水平。因此，根據布魯姆教育目標分類法提出了“動詞+名詞”的教育目標分類方法，即“四知識六過程”（見表1）。從記憶到創造，從事實性知識到元認知知識，這種從記憶事實性知識逐漸發展到創造元認知知識的過程，體現了由低階思維到高階思維的進階。

（三）問題意識與思維進階的邏輯關系

事實性知識、概念性知識屬于“點”狀知識，主要回答的是“是什么”的問題，要求記憶和理解，認知過程側重低階思維。程序性知識屬于“線”狀知識，主要回答的是“怎么辦”的問題，要求運用和分析，認知過程側重中階思維。元認知知識屬于“面”狀知識，主要回答的是“為什么”的問題，要求評價和創造，認知過程側重高階思維。學生在認知世界的過程中，不斷追問“是什么”“怎么辦”“為什么”，是由下至上向上升維的過程。而在問題解決的過程中，則強調先思考“為什么”，再研究“怎么辦”，最后得出結論“是什么”，是由上至下降維的過程。學生在不斷提出問題、分析問題、解決問題的過程中，既要學會在認知世界的過程中向上升維，也要學會在問題解決的過程中向下降維?；谒季S進階的學生問題意識培養的過程，總體上來看是一個不斷循環、螺旋上升的過程，問題意識與思維進階的邏輯關系如圖1所示。

二、“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型及實施路徑

基于問題意識培養與思維進階的邏輯關系，筆者以發展學生思維水平為核心，將課堂教學中教、學、評三個環節與問題意識培養中提出問題、分析問題、解決問題三個步驟有機融合在一起，兩條線索相互連接、互相滲透，構建了基于思維進階的“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型（見圖2）。

lt;＼＼dell540＼期刊類＼基礎教育＼2024年＼2024年基礎教育11期（6月上）＼TP＼x3.jpggt;[模式特點][課堂教學][問題意識][質疑][思辨][展評][教][學][評][提出問題][分析問題][解決問題]

圖2 “質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型

該模型實施的路徑主要包括三個。首先，教師依據課程標準、教材、學情等，圍繞發展學生的思維水平確立學習目標。通過創設真實教學情境，鼓勵學生提出問題，并厘清問題間的關系，聚焦關鍵問題并定義問題，培養學生質疑、歸納、演繹等能力。其次，以問題為導向、任務為驅動，學習小組進行合作探究分析問題，在思辨的過程中發展學生模型與建模素養、批判性思維等。最后，在實踐應用中解決問題，通過展評交流，引導學生站上講臺，培養學生的語言表達能力、評價能力、創造性思維?！百|疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學實施路徑具體如圖3所示。

（一）激疑生趣，提出問題

教師依據學習目標，創設真實的生產生活、學習實踐情境，在預設的框架范圍內，引導學生積極提出問題，并對問題進行合并、拆解，梳理問題間的邏輯關系，指出關鍵性問題并定義問題。此過程主要側重歸納、演繹思維和批判性思維等的培養。例如在人教版選擇性必修2第2章第3節“群落的演替”教學設計中，教師先播放兩則視頻：①沙塵暴來襲時，我國甘肅敦煌沙塵漫天的場面；②新疆塔克拉瑪干沙漠的介紹，以及沙漠惡劣環境下植被選育困難重重的情況。通過觀看視頻，制造懸念，激發學生的學習興趣。讓學生感知防治沙塵暴的有效方法是在干旱地區恢復植被，但選育植物的過程并不簡單。并鼓勵學生獨立思考，寫下自己的疑惑和問題。

通過導入與本節課內容密切相關的實例，迅速引入主題，同時有效提升學生的課堂注意力，學生在感受震撼的沙塵暴現象后，再思考教師提供的信息，自然而然地便能提出問題，例如植被選育為什么那么困難？什么樣的植物才能在沙漠中生存？它們具有什么樣的結構和功能特點？等等。

（二）思辨析疑，分析問題

教師圍繞學生提出的具體問題，設計目標明確、過程清晰、結果可測的驅動性任務?；顒舆^程學生以小組為單位，做到分工明確、全程監督?；陉P鍵問題設計學習任務，并以任務為驅動，引導學生開展探究性學習。此過程主要側重于演繹、論證、建模等思維的培養。

例如在人教版必修1第5章第4節“光合作用與能量轉化”的“光合作用的原理和應用”教學設計中，教師引導學生結合光合作用的概念，從物質變化的維度提出問題：光合作用的過程中如何生成氧氣？接著呈現希爾實驗和魯賓和卡門的實驗現象，并引導學生討論：①希爾的實驗說明水的光解產生氧氣，是否說明植物光合作用產生的氧氣中的氧元素全部都來自于水？②分析魯賓和卡門做的實驗，你能得出什么結論？學生探索光合作用生成的氧氣中的氧的來源的過程如圖4所示。

教師引導學生提出問題并聚焦問題：光合作用的過程中如何產生氧氣？通過介紹希爾實驗、魯賓和卡門的實驗，引導學生像科學家一樣進行思考，闡述光合作用生成氧氣中的氧全部來自于水，從而啟發學生基于事實和證據，運用演繹推理、批判性思維方法，論證生物學問題。

（三）展評答疑，解決問題

教師結合教學內容特點，開展形式多樣的展評交流活動，如師生互評、生生互評、小組比賽、知識問答、游戲、表演等。教師鼓勵學生站上講臺，注重引導和啟發，關注展評的效果。此過程主要側重語言表達、評價、創造性思維的培養。例如在浙科版必修1第2章第5節“細胞在結構和功能上是一個統一整體”教學設計中，教師設計任務：讓學生構建分泌蛋白合成與分泌的過程圖并進行展示。要求如下：①用相關的細胞器或細胞結構進行構建；②寫出細胞器的相關功能、蛋白質變化過程；③利用文字+箭頭進行構建。教師給每個小組提供材料如下：30cm×40cm的白板、黑色和藍色馬克筆、小白板擦、彩色卡片（圖文結合的細胞器及細胞結構，包括核糖體、內質網、高爾基體、線粒體、細胞膜、囊泡等）。

小組合作利用手中材料進行分泌蛋白合成與分泌的過程圖的構建。同時請一個小組的同學上黑板進行構建，其余小組在座位上用小白板構建。學生構建完成后，在黑板構建的小組進行過程講述，其余小組傾聽，在師生點評、生生互評中形成完整的過程圖。

三、“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型下的教學策略

“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型中的三個環節側重不同思維層次的培養，筆者分別提出了相應的教學策略。

（一）質疑——KWL問題卡片法、問題邏輯樹法、四格比對法

學生提出一個好的問題，是發展高階思維、培養問題意識的起點，因此質疑環節是“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型中尤為重要的一環。針對學生不敢問、不愿問、不會問的現象，可運用KWL問題卡片法、問題邏輯樹法、四格比對法等策略進行教學。

一是KWL問題卡片法。教師根據學習內容，要求學生填寫KWL問題卡片（見表2），內容包括關于……我知道了什么，我想知道什么，我學到了什么。最后由學習小組收集匯總。

二是問題邏輯樹法。教師依據學習目標，確立學生思維進階的路徑，通過設定問題鏈引導學生實現思維進階。結合KWL問題卡片，對收集的問題進行分類、拆解、合并，并整理形成問題邏輯樹。合理的問題邏輯樹應包括為什么、是什么、怎么辦，此過程是師生相互促進、互相啟發的過程。問題邏輯樹可以分為歸納邏輯樹和演繹邏輯樹。

歸納推理是從特殊到一般的過程。歸納邏輯樹（見圖5）顯示的是概率關系，而不是因果關系。在對問題的目的有些了解，但不理解問題的基本結構或各部分之間關系的時候，通過構建歸納邏輯樹，從“樹干”和“樹葉”兩個方面入手，反復分析，有助于逐漸厘清其中的關系。

演繹推理是從一般到特殊的過程。演繹邏輯樹（見圖6）的問題陳述有時可以用數量表示，各分支在邏輯或數學上通常是完整的，因此各要素的總和就是問題陳述的預期目標。一般可在對問題結構有非常清晰的認識時使用。

三是四格比對法。教師組織學生以四人學習小組為單位，構建學習共同體。針對整理的問題邏輯樹（同時包含歸納邏輯樹和演繹邏輯樹），學習小組的每個同學均需進行作答。各小組先隨機抽取一個同學進行解答，在所有同學認真傾聽并比對自己的答案后，由下一個同學提出自己與上一個同學說法之間的異同，再由后一個同學進行實時監控，對兩人的說法提出質疑。以此類推，以達到組內全員參與討論的目的。

（二）思辨——思維型課堂五個步驟

思維的過程可以分為五個步驟：第一，認識到困惑或者難題，這是引發思考的前提；第二，確定困難的性質和疑難所在，對它做出定義；第三，進行合理的聯想，提出各種解決的假設；第四，推理，對聯想和假設進行推斷；第五，驗證或者修改聯想和假設，最終樹立或者放棄信念。［4］依據上述思維的過程，聚焦發展學生思維水平，筆者確定了思維型課堂教學的五個步驟：創設情境，喚醒思維；定義問題，啟動思維；合作探究，思維建模；展評交流，監控思維；實踐應用，思維遷移。思維型課堂的五個步驟具體如表3所示。

例如在浙科版選擇性必修3第3章第3節“通過細胞融合可產生具有新特性的細胞”教學設計中，教師先基于校園里的流浪貓創設真實情境，喚醒學生思維。并通過播放介紹狂犬病的視頻，讓學生了解狂犬病毒致病和預防與機體免疫的聯系，引導學生回顧免疫知識。再利用問題串層層引導，引發學生思考，啟動思維，聚焦問題：如何獲得大量與狂犬病毒特異性結合的單一抗體？隨后，學習小組利用大卡紙和馬克筆，結合所給材料進行合作探究，思維建模。要求在大卡紙上寫下大量制備單一抗體的流程圖，同時記錄在實施方案過程中可能遇到的問題。接著，學生展示單克隆抗體的制備流程圖，分析每個步驟的目的。教師要鼓勵學生在展評中交流，大膽質疑，還要在生生互評中進行思維監控。最后，教師結合單克隆抗體的優點，引導學生思考：制備出來的單克隆抗體除了可以用于診斷疾病，還可以應用于哪些方面？啟發學生將知識運用于實踐，實現思維遷移。

（三）展評——創設課堂觀察量表

在展評環節，通過開展形式多樣、內容豐富的展評活動，以培養學生的語言表達能力、批判性思維、創造性思維等。為了探討學生思維外顯化的觀測指標，筆者從展評內容、展示環節、評價環節三個方面，活動時長、展示形式、評價形式、參與人數四個維度，創設了課堂觀察量表。在此對展示形式和評價形式加以區分。展示形式包括陳述、板書、實物展示、多媒體展示、表演、游戲等，評價形式包括啟發、糾正、追問、補充等有效評價，以及空洞、模糊、重復等低效評價和無效評價。結合課堂觀察量表，通過記錄課堂教學過程中教師和學生的具體表現，發現預設與現實之間的距離，以便調整問題，更好地導向教學，進一步提升學生的思維水平。

四、總結反思

“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型及實踐探討，為培養學生的問題意識、發展他們的高階思維提供了一定的范式。教師秉承以學生為中心的課程改革理念，在質疑環節，依據學習目標創設真實情境，激發學生的好奇心，引導學生提出問題，為基于思維進階的學生問題意識培養奠定基礎；在思辨環節，教師以具體問題為出發點，通過任務驅動，引導學生在問題與結論之間進行質疑、辯駁、修正，強調學生學習的自主性、批判性、反思性；在展評環節，教師通過不斷鼓勵和激勵學生，采用多元的展評方式，發揮課堂觀察量表的輔助作用，引導學生積極、主動參與課堂。通過探討“質疑—思辨—展評”問題驅動式課堂教學模型下的教學策略，強化了學生問題意識，推動了學生思維進階，為培養拔尖創新型人才進行了實踐探討。總之，基于思維進階的學生問題意識培養是一個長期、復雜、系統的過程，需要學校和師生不懈追求，共同努力。

【參考文獻】

［1］教育部考試中心．中國高考評價體系［M］．北京：人民教育出版社，2019：18.

［2］姚本先．論學生問題意識的培養［J］．教育研究，1995（10）：40-43.

［3］赫爾·葛瑞格森．問題即答案［M］．魏平，譯．北京：中信出版社，2022.

［4］約翰·杜威．我們如何正確思維［M］．常春藤國際教育聯盟，譯．北京：現代出版社，2017：譯者序6-7.