中學生物學教學中劣構問題的價值、提出及解決

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：B

美國建構主義教育心理學家喬納森（D.H.Jonassen）將問題劃分為良構問題和劣構問題兩大類。良構問題旨在直接揭示科學概念，通過設定限制條件并提供解決問題的必要原理和規則，呈現出解決問題的明確方法和步驟。良構問題的解決途徑相對直接，答案比較明確，主要用于知識和技能的鞏固與應用，以及引導學生掌握探究方法和訓練學科思維。2而劣構問題則主要是模擬真實情境，缺乏明確界定，構成中存在不可知的部分，解決途徑和方案可能有多種，且解決問題所必需的概念、規則和原理帶有不明確性。

在解決劣構問題的過程中，學生需要從情境中獲取有效信息并識別待解決的問題，調動所學知識設計解決問題的方案或途徑，實施并評估其有效性。解決問題的過程是曲折的、非線性的，有利于激發學生的探究潛能，進而發展學生的批判性思維、發散性思維、綜合分析與應用思維以及創造性思維等高階思維。3因此，在培養學生能力方面，劣構問題相較于良構問題展現出更高的教學價值，這要求教師在教學實踐中創設劣構問題情境，以期有效培養學生分析問題及解決問題的能力。

1中學生物學教學中劣構問題的教學價值

1.1劣構問題有利于提升問題意識筆者在生物學教學實踐中發現，劣構問題的提出能夠提升學生的問題意識并激發學生的探究欲。例如，學生在預學案及課堂互動中提出的問題，被教師在課堂上進行展示并作為展開教學的依據，學生可由此感受到自己提出的問題得到教師的重視以及能夠拓展知識面的喜悅。此方法提升學生的問題意識，激發其運用所學知識解決問題的積極性，從而有效地促進學生提出問題、分析問題和解決問題能力的提升。

1.2劣構問題有利于發展批判性思維

批判性思維的一般過程為“質疑一求證一判斷”。學生在真實情境中提出劣構問題、查閱相關資料、探討并實施解決方案、分析結果并做出準確判斷的整個過程也是培養批判性思維的過程。例如，在解決“沒有超凈工作臺和恒溫培養箱能否開展實驗”這一劣構問題時，學生需要進行預實驗，尋找在室溫條件下繁殖速度快于空氣中微生物的菌種。這需要學生通過實驗不斷尋找證據，并分析實驗結果做出判斷，最終進行正式實驗，驗證“空氣中微生物的污染是否會影響對抑菌圈的觀測”。在此過程中，學生的批判性思維、創造性思維等高階思維及科學探究能力能夠得到充分發展。

1.3劣構問題有利于發展發散性思維

發散性思維是指能夠在短時間內生成并表達出多種思維觀念，快速適應并內化新概念，且能從多個角度提出解決問題的方案、產生創新性思維成果。[4]學生在解決劣構問題的過程中，能夠充分實現發散性思維的培養。例如，在解決劣構問題“泡菜怎么腌制才能使亞硝酸鹽含量最低\"的過程中，學生需要從多個角度考慮影響亞硝酸鹽含量的因素，并設計多個實驗進行探究，這一過程可以培養學生的發散性思維。

綜上所述，盡管解決劣構問題需要歷經曲折的思維路徑并耗費更多的時間，但對于發展學生的高階思維、學科核心素養及解決問題的能力具有重要的價值。因此，教師應根據實際情況，構建劣構問題來培養學生的高階思維，進而培養學生的生物學學科核心素養。

2中學生物學教學中劣構問題的提出途徑

2.1預習中常產生劣構問題

學生在預習時產生的問題是在新知識與現有知識的沖突中、與生活經歷相聯系的矛盾中真實產生的，具有真實性和開放性，且貼近學生的最近發展區。學生基于這些問題進行解決問題方案的探究，更有利于達成思維上的進階。

教師引導學生預習教材內容后自主提出問題，并從學生提出的問題中篩選出有價值的劣構問題，將其應用到課堂教學中。例如，在“降低化學反應活化能的酶”一節的預習中，學生可能會提出問題“細胞代謝為什么離不開酶”，該問題的起始狀態比較模糊，是典型的劣構問題，教師可以將其結合到教學中，圍繞該問題展開教學并引導學生思考。

2.2課堂中常生成劣構問題

學生在課堂上自發提出的問題是寶貴的動態資源，且更接近學生的現有發展區。然而，這些問題可能會指向不清，導致學生很難找到解決問題的關鍵線索，學生需要通過積極尋找資料、進行討論及實驗探究來尋求答案。因此，發現并解決問題的過程能夠有效培養學生的問題意識并鍛煉學生解決問題的能力。

例如，在“探究抗生素對細菌的選擇作用”實驗過程中，學生提出“該實驗是否必須使用超凈工作臺和恒溫培養箱”這一問題。該問題的目標狀態不明確，未經實驗探究無法確定結果；同時，該問題的解決缺乏固定方法，可以設計不同實驗來驗證空氣中微生物的污染對抑菌圈觀測的影響，因此屬于劣構問題。教師可以引導學生自主設計探究性實驗，以此培養學生的實驗設計、實驗分析等科學探究能力。

2.3根據真實情境創設劣構問題

實際生活和工作情境中發生的大多數問題均屬于劣構問題。教師在教學中應重點創設與生活實踐相似的真實情境，并在情境導入、課堂設問和教學活動等環節中適度引入若干劣構問題。5]

例如，在“人類遺傳病”一節內容的教學中，教師可設置真實問題情境：一對夫妻中有一方患有家族遺傳病，請為這對夫妻提供婚前建議。該問題的起始狀態模糊，涉及遺傳病類型、遺傳方式等不確定因素，學生難以馬上提出建議。解決該問題需要學生經過全面深入的分析，因此屬于劣構問題。其解決過程能夠充分培養學生的科學思維能力。

3中學生物學教學中劣構問題的解決途徑

3.1將劣構問題分解為子問題

部分劣構問題以探究性實驗的形式呈現，教師可以將這類初始的劣構問題細分為若干子問題，以降低理解難度，從而逐步引導學生進行實驗探究。例如，在“探究抗生素對細菌的選擇作用\"實驗過程中，學生可能會提出問題：該實驗是否必須使用超凈工作臺和恒溫培養箱？部分偏遠地區的學校沒有超凈工作臺和恒溫培養箱是否就無法開展該實驗？此問題的解決目標較為具體，但解決問題的信息不完整、不確定，且解決方案多樣，因此屬于劣構問題。由于該問題的解決難度較大，教師可以將其分解為三個遞進的劣構問題，以此更有效地訓練學生的科學思維。初始劣構問題的分解示意圖如圖1所示。

3.2根據劣構問題開展項目式學習

許多劣構問題涉及多學科的知識和內容，教師可以通過開展項目式學習來解決這些問題。例如，劣構問題“泡菜怎么腌制才能使亞硝酸鹽含量降低”的起始狀態和目標狀態都不明確，且涉及生物學、化學等多學科知識，教師可設計項目式學習任務解決此問題，具體包括以下幾個子任務： ① 探究蔬菜種類對亞硝酸鹽含量的影響； ② 探究溫度對亞硝酸鹽含量的影響； ③ 探究鹽濃度對亞硝酸鹽含量的影響； ④ 探究腌制時間對亞硝酸鹽含量的影響； ⑤ 探究調味品在腌制過程中對亞硝酸鹽含量的影響。在教學過程中，教師可引導學生根據以上子任務進行實驗，并對實驗結果進行分析，最終得出結論，以此培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。

3.3設置相應情境逐步解決

面對部分解決難度較大的劣構問題，教師可有針對性地創設相應情境，將復雜問題分解為若干相關的情境問題，逐步解決并最終達成教學目標。例如，教師在“人類的遺傳病”一節內容中，可設置如圖2所示的劣構問題。

4研究結論及啟示

劣構問題的核心優勢在于其具有不確定性，體現在解決過程沒有統一的方法、路徑及標準答案。正是這一特性促使學生在解決問題的過程中鍛煉并提升了分析和解決問題的能力，進而發展了自身的科學探究和科學思維能力。

在教學過程中，教師應更多地將生活、生產實踐及社會熱點問題融入教學情境，并據此設計相關的劣構問題。同時，教師還應積極收集學生提出的問題，并將其應用于教學實踐中，進而培養學生利用所學知識解決實際問題的能力，以此有效發展學生的生物學學科核心素養。

參考文獻

[1]JONASSEND.H.，鐘志賢，謝榕琴.基于良構和劣構問題求解的教學設計模式（上）[J].電化教育研究.2003（10）：33-39.

[2]胡繼飛.中學生物學的劣構問題及其教學建議[J.生物學教學，2021，46（9）：34-36.

[3]焦方超.摩爾根錯了嗎[J].生物學教學.2022，47（11）：86-88.

[4]段繼揚.試論發散思維在創造性思維中的地位和作用[J].心理學探新，1986（3）：31-34.

「5]閆白洋.編制結構不良試題測評學生高階科學思維—以生物學科為例[J.教育測量與評價，2020（7）：52-57.