基于科學(xué)思維培養(yǎng)的問(wèn)題式教學(xué)實(shí)踐探究

摘 要：本文以“血糖平衡的調(diào)節(jié)”一節(jié)為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、設(shè)計(jì)不同層次的問(wèn)題、完成問(wèn)題任務(wù)的教學(xué)環(huán)節(jié)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，旨在探索一種指向科學(xué)思維培養(yǎng)的問(wèn)題鏈教學(xué)策略，最終實(shí)現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)思維培養(yǎng)；問(wèn)題式教學(xué)；血糖平衡的調(diào)節(jié)

文章編號(hào)：1003-7586（2024）10-0012-03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 教材分析及設(shè)計(jì)思路

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）指出，科學(xué)思維是學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的思維方法去認(rèn)識(shí)生物學(xué)現(xiàn)象、解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的主要內(nèi)容，它是學(xué)生形成生命觀(guān)念的重要途徑，與科學(xué)探究相輔相成，因此，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)之一。《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》強(qiáng)調(diào)思維能力強(qiáng)的學(xué)習(xí)者應(yīng)當(dāng)能夠多角度地思考問(wèn)題、靈活地解決問(wèn)題。^［1］

用“問(wèn)題”整合教材知識(shí)，以“問(wèn)題發(fā)現(xiàn)”和“問(wèn)題解決”為宗旨的問(wèn)題式教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。本文以“血糖平衡的調(diào)節(jié)”一節(jié)為例，從人體各個(gè)器官如何協(xié)調(diào)配合的角度，闡述問(wèn)題式教學(xué)實(shí)踐策略，以求在高中課堂教學(xué)中用問(wèn)題引領(lǐng)學(xué)生思考和探究，從而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，最終實(shí)現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

血糖平衡的調(diào)節(jié)是人教版普通高中教科書(shū)《生物學(xué)·選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“教材”）第3章的內(nèi)容，該內(nèi)容是學(xué)生在學(xué)習(xí)穩(wěn)態(tài)的意義和神經(jīng)系統(tǒng)參與調(diào)節(jié)穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)激素調(diào)節(jié)作用的深入解讀。血糖平衡的調(diào)節(jié)是一個(gè)復(fù)雜且抽象的過(guò)程，其中既有多種激素的參與，也有神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)的相互協(xié)調(diào)，學(xué)生理解起來(lái)有一定難度。本課例通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，以不同層次、不同深度的問(wèn)題鏈發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，最終實(shí)現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

教材通過(guò)整合生物學(xué)教材，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維為線(xiàn)索，選擇貼近學(xué)生生活的健康議題“糖尿病”作為大情境，設(shè)計(jì)了由淺至深、層層遞進(jìn)且具有探究性的問(wèn)題鏈，并依據(jù)“情境創(chuàng)設(shè)—問(wèn)題設(shè)計(jì)—思維發(fā)展”的順序進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

2 教學(xué)目標(biāo)

（1）通過(guò)分析健康議題“糖尿病”，形成科學(xué)思維模式，培養(yǎng)穩(wěn)態(tài)與平衡的生命觀(guān)念。

（2）通過(guò)問(wèn)題鏈的形式，逐步構(gòu)建模型，擴(kuò)展批判性思維的深度和廣度。

（3）通過(guò)合作探究、遷移應(yīng)用，促進(jìn)創(chuàng)造性思維的發(fā)展，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引發(fā)學(xué)生的思維產(chǎn)生

問(wèn)題式教學(xué)是指以有效的情境為依托，以巧妙的問(wèn)題設(shè)計(jì)來(lái)驅(qū)動(dòng)教學(xué)的方式。情境的內(nèi)容應(yīng)該新穎、科學(xué)，能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)有一定的信息量和適當(dāng)?shù)碾y度，能促使學(xué)生進(jìn)行深度思考。教師依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求和高二學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，創(chuàng)設(shè)關(guān)系健康生活的社會(huì)議題“糖尿病”作為大情境，開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。

教師先準(zhǔn)備糖尿病的相關(guān)視頻，讓學(xué)生直觀(guān)地感受糖尿病給人體帶來(lái)的危害，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。接下來(lái)以一道經(jīng)典高考題引發(fā)學(xué)生的好奇心。教師展示疑似糖尿病患者的檢測(cè)結(jié)果，相關(guān)結(jié)果如下（見(jiàn)圖1、圖2），并設(shè)置第一個(gè)問(wèn)題：甲、乙、丙三人中，誰(shuí)可能是糖尿病患者？

設(shè)計(jì)思路：先利用社會(huì)性健康議題“糖尿病”相關(guān)視頻給學(xué)生產(chǎn)生簡(jiǎn)單、直接的視覺(jué)沖擊，再利用高考真題以直觀(guān)的數(shù)據(jù)讓學(xué)生了解糖尿病患者的“高血糖”癥狀。這種情境搭配不僅能讓學(xué)生迅速了解疾病，還能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和求知欲，最大程度地引發(fā)學(xué)生產(chǎn)生科學(xué)思維。

3.2 設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈，發(fā)展學(xué)生的思維深度

問(wèn)題鏈?zhǔn)菃?wèn)題式教學(xué)的重要組成部分，是《課程標(biāo)準(zhǔn)》中重要問(wèn)題的具象化體現(xiàn)，直接關(guān)系課堂活動(dòng)的開(kāi)展。問(wèn)題鏈應(yīng)由易到難、由淺至深，具備層次性、探究性，能夠匯聚成符合學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的脈絡(luò)。同時(shí)，問(wèn)題鏈應(yīng)注重生物學(xué)知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，將情境與所學(xué)內(nèi)容整合成有邏輯的學(xué)習(xí)鏈，有效地培育學(xué)生的核心素養(yǎng)，提高學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)。問(wèn)題清單的設(shè)計(jì)應(yīng)圍繞概念內(nèi)容、生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平等方面進(jìn)行（表1）。

思維方法是科學(xué)思維的表現(xiàn)形式，主要包含分析與綜合、歸納與演繹、抽象與概括以及批判性思維、創(chuàng)造性思維等形式。^［2］情境引入環(huán)節(jié)的問(wèn)題比較簡(jiǎn)單，學(xué)生通過(guò)比較，結(jié)合生物學(xué)事實(shí)即可判定甲、乙為糖尿病患者。“血糖的來(lái)源和去路”環(huán)節(jié)的問(wèn)題要求學(xué)生進(jìn)一步結(jié)合曲線(xiàn)進(jìn)行比較分析，學(xué)生基于已有的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)知識(shí)可判斷丙的血糖不會(huì)持續(xù)下降，同時(shí)結(jié)合教材知識(shí)演繹推理出人體血糖的來(lái)源和去向。而“血糖平衡的調(diào)節(jié)過(guò)程”環(huán)節(jié)的問(wèn)題清單注重層次性和連貫性。第一個(gè)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生歸納出血糖平衡的調(diào)節(jié)依賴(lài)于胰島素和胰高血糖素的具體作用；第二個(gè)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生深入了解血糖的調(diào)節(jié)是多種激素共同參與的結(jié)果；第三個(gè)問(wèn)題要求學(xué)生運(yùn)用反饋調(diào)節(jié)機(jī)制分析血糖平衡的調(diào)節(jié)過(guò)程；第四個(gè)問(wèn)題從分子水平啟發(fā)學(xué)生思考血糖平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制。

這些問(wèn)題層層遞進(jìn)，回答過(guò)程中學(xué)生的整體觀(guān)、系統(tǒng)觀(guān)、信息觀(guān)等生命觀(guān)念也均得到培育。“糖尿病的病因”環(huán)節(jié)的問(wèn)題清單，注重實(shí)踐性，問(wèn)題內(nèi)容不斷豐富，具有一定的社會(huì)意義。通過(guò)第一個(gè)問(wèn)題發(fā)展學(xué)生的批判性思維，從而學(xué)會(huì)用生物學(xué)知識(shí)闡明立場(chǎng)：血糖高不一定是糖尿病。后面三個(gè)問(wèn)題要求學(xué)生遷移運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生在新情境中的創(chuàng)造性思維，形成關(guān)注健康認(rèn)識(shí)和社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

教師通過(guò)設(shè)置問(wèn)題清單，逐步引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)進(jìn)行思考，并將所學(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用于真實(shí)情境解決實(shí)際問(wèn)題。學(xué)生在探索問(wèn)題的過(guò)程中，不僅掌握了重要的核心知識(shí)，還掌握了將知識(shí)應(yīng)用于新情境的能力，成為了具有開(kāi)放性視野和創(chuàng)新能力的自主學(xué)習(xí)者，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)展思維深度、培養(yǎng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.3 明確問(wèn)題任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生的思維外顯

基于科學(xué)思維培養(yǎng)的問(wèn)題式教學(xué)需要將情境內(nèi)容和問(wèn)題任務(wù)關(guān)聯(lián)，采取合理且豐富的教學(xué)活動(dòng)，明確好問(wèn)題任務(wù)，使學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題情境的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維能力的外顯。

3.3.1 合作探究清晰“說(shuō)”

學(xué)生是課堂的主體，教師在關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，也要重視學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中的表現(xiàn)。語(yǔ)言是思維的工具，學(xué)生對(duì)生物現(xiàn)象的解釋、對(duì)生命本質(zhì)的探索、對(duì)情境問(wèn)題的思考，都可以通過(guò)語(yǔ)言的交流表現(xiàn)出來(lái)，使科學(xué)思維得以“轉(zhuǎn)錄和翻譯”。在本節(jié)內(nèi)容中，教師依靠各環(huán)節(jié)的問(wèn)題清單，指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材、合作探究，鼓勵(lì)學(xué)生解釋原因、闡明立場(chǎng)、提出方案。學(xué)生在討論交流后清晰“說(shuō)”出血糖的來(lái)源及去路、厘清血糖平衡的調(diào)節(jié)等內(nèi)容，內(nèi)隱的思維過(guò)程逐漸清晰化，從而實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的外顯。

3.3.2 模型建構(gòu)展示“想”

《課程標(biāo)準(zhǔn)》明確要求教師強(qiáng)化模型教學(xué)，全面發(fā)展學(xué)生的建模能力以提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。概念模型是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的重要手段之一，它是學(xué)生思維培養(yǎng)、素養(yǎng)提升的“催化劑”。概念模型的構(gòu)建要尊重學(xué)生在課堂中的主體性，教師可利用問(wèn)題“丙進(jìn)食后血糖先上升、后下降的原因”指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建血糖的來(lái)源和去路模型，分析飯后和饑餓狀態(tài)下的相關(guān)生理調(diào)節(jié)結(jié)果、激素產(chǎn)生部位、作用形式等，構(gòu)建血糖平衡調(diào)節(jié)模型。在初建模型、修正模型、應(yīng)用模型的過(guò)程中，使學(xué)生的思維過(guò)程具體地、階段化地展示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的外顯。

3.3.3 遷移應(yīng)用大膽“創(chuàng)”

遷移與應(yīng)用是促進(jìn)學(xué)生的思維外顯的重要途徑，能將所學(xué)知識(shí)遷移到具體的實(shí)踐中去解決問(wèn)題，才能最終形成科學(xué)思維。教師利用問(wèn)題“血糖高是否一定是糖尿病？”引導(dǎo)學(xué)生辯證地思考問(wèn)題，從而分析歸納糖尿病的病因及治療手段。教師通過(guò)問(wèn)題“糖尿病的控制和治療還有哪些可行途徑？”以及活動(dòng)任務(wù)“設(shè)計(jì)人工胰島素泵”來(lái)發(fā)展學(xué)生的高階思維。教師引導(dǎo)學(xué)生在全新的情境中，大膽、靈活、創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，讓科學(xué)思維可視化，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的外顯。

4 教學(xué)反思

科學(xué)思維的培養(yǎng)需要循序漸進(jìn)。本教學(xué)實(shí)踐以“血糖平衡的調(diào)節(jié)”一節(jié)內(nèi)容為例，探討指向科學(xué)思維培養(yǎng)的問(wèn)題鏈教學(xué)策略，以期為踐行《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求提供參考。以核心素養(yǎng)培育為宗旨的生物學(xué)課堂離不開(kāi)對(duì)問(wèn)題的探究，不斷提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程就是學(xué)生學(xué)習(xí)成長(zhǎng)的過(guò)程。由情境設(shè)計(jì)問(wèn)題啟發(fā)學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生深度思考，幫助學(xué)生形成會(huì)思考、善分析的科學(xué)思維品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

［1］教育部考試中心.中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系說(shuō)明［M］.北京：人民教育出版社，2019：25．

［2］吳成軍.生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)與評(píng)價(jià)［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，2020：35-41．