用问题引领科学思维训练的尝试*

李永加

（吉林省蛟河市第一中学校 吉林蛟河 132500）

科学思维是生物学学科核心素养的要素之一，是形成生命观念的重要途径。生物学中的许多重要概念和规律都是科学思维的产物,而科学思维的形成，需要在问题的不断提出和解决中完成，因此，课堂教学中进行适时、适量、适度的问题串设计，可有效培养和发展学生的科学思维。问题串是呈现教学内容的逻辑顺序和学生认知能力的发展顺序的“问题连续体”［1］，所设计的问题是环环相扣的，前一问题是后一问题的前提和基础，后一问题是前一问题的延续、补充和拓展。教师通过连环式提问,能使学生的科学思维能力和品质不断提升和发展。

1 问题串的呈现方式、方法及案例

1.1 激发兴趣的问题串 利用学生的强烈求知欲，以其熟悉的生物学事实或现象进行连环提问，当兴趣被充分地激发后,学生带着愉悦的情绪进入学习状态，能主动接受和处理有关信息，探求新知。例如，在“免疫学的应用——疫苗”的教学中，为激发兴趣可设计如下问题：①只有被狂犬咬伤，才可能患狂犬病吗？②若预防被狂犬咬伤，应注射什么药物？③若已确定被狂犬咬伤，如何处理？④狂犬疫苗中，发挥免疫学作用的是什么？再如，有关“神经调节——反射”的教学内容中，激发学习兴趣可设计如下问题：①高位截瘫的人是否有膝跳反射、排尿反射等反射活动？②婴幼儿为什么会尿床，为什么长大后知道去厕所排尿？③排尿反射是条件反射还是非条件反射？④吹口哨使婴儿排尿，是条件反射还是非条件反射？④总结：条件反射与非条件反射（在刺激信号的形式上、参与的神经中枢等方面）主要区别有哪些？结合学生熟悉的生物学事实或现象进行连环提问,可充分激发学生的学习兴趣,调动学习、讨论、探索的积极性，提升科学思维。

1.2 引导探究的问题串 教材和教学设计给予探究活动的支撑过多,学生在有限的知识学习基础上，没有更多的机会思考讨论，没有机会亲历实验观察和发现新问题的过程,没有机会探寻真正未知的问题,所以很难达到理性思维和学科方法训练的目的［2］。鉴于此，为确保探究的兴趣和探究内驱力,教师可设计具有一定深度和递进性的问题，由表及里、层层深入地启发学生发现、交流和解决问题,让学生的思维过程在探究活动中得以充分展示，培养学生分析、综合、评价和创新的高阶思维能力。鼓励学生提出与教材不同的新思路、新设计、新方法，引发学生提出新问题，保持学生的创新热情［3］，让学生头脑中的知识脉络在问题解决中逐渐清晰。例如在学习“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验时，可设计一系列引导探究的问题：①本实验的实验目的和实验原理是什么？②选材时应注意什么？③实验的自变量、因变量是什么，主要的无关变量有哪些？④该实验为什么要进行预实验，预实验能减少误差吗？⑤该实验的对照组如何设置,预实验和正式实验都需要设置对照组吗？⑥用生长素类似物处理插条的方法有哪些，有何区别？⑦该实验的结果能否体现生长素类似物的作用特性？⑧所研究的生长素类似物促进植物生根的最适浓度,会因为季节的变化和枝条的老幼而有差异吗？⑨该实验设计的过程中遵循了哪些原则？让学生从科学发现与探索的角度进行研究,能充分调动其参与学习的积极性，使之能触类旁通、举一反三，从而更好地提升问题求解、决策、批判性思维、创造性思维等高阶思维能力。

1.3 突破难点的问题串 问题的设计围绕重难点展开，教师要抓住教学的重难点层层设问，逐层发问，化难为易，使学生理解教材的深层内涵，厘清知识发生的本原，把握教材中最主要、最本质的内容，从而达到激发学生探究热情、提高学生逻辑思维能力的目的。只有这样，才能帮助学生突破难点,直达知识内容的本质。例如，“染色体数目变异”是教学中的难点，其中“三倍体无子西瓜的培育过程”是难中之难，突破该难点可设计如下问题串：①为什么以一定浓度的秋水仙素溶液滴在二倍体西瓜幼苗的芽尖？②秋水仙素的作用是什么？③获得的四倍体西瓜为何要与二倍体杂交？④为什么要用二倍体西瓜的花粉刺激三倍体？⑤三倍体西瓜为什么没有种子？⑥三倍体西瓜是否可能有种子（绘制细胞分裂图像加以说明）？⑦每年制种非常麻烦，是否有别的替代方法？⑧三倍体无子西瓜培育的遗传学原理是什么？⑨培育过程中，最初为什么用四倍体作母本,四倍体作父本能否培育成功（可作为课后作业，查阅相关资料，尝试进行解释）？这样的问题能使学生沿着台阶步步深入，达到对知识深入、深刻的理解。问题设计紧扣教学的重点和难点,重视学生对知识点的理解与运用。当学生思维受阻时，连环提问能给学生思维引导，带来恍然大悟的感觉。如此可有效剖析重点和突破难点。

1.4 巩固复习的问题串 复习教学注重的是综合运用所学知识解决具体问题,并在问题解决过程中提升学生思维能力和理解水平。要使复习课高效且精彩,问题的设置很重要。教师要深入研究，把握教材核心，在复习内容的重点和难点、易错及易混处或延伸处设置连环问题,再现知识的形成过程，引导学生思考、分析与探索。在复习课中要将开发学生的智力、培养学生的思维能力作为主要任务，可适当运用连环式提问。例如，在进行“隔离与物种的形成”的复习教学时，可设计：①什么是物种？②马和驴是否为同一物种？③马和驴交配产生的后代骡子是否为新物种？④一定自然区域的所有骡子是不是种群？⑤物种形成的必要条件是什么？⑥什么是隔离？⑦地理隔离和生殖隔离的区别？⑧新物种形成的标志是什么？通过环环相扣的问题厘清“隔离”“物种”等概念及其联系，建立并强化生命观念，进而提高复习教学的效率。

2 关于“用问题引领科学思维训练”的几点教学建议

2.1 基于学情分析，对问题串的设计须准确定位 学习是学习者积极构建知识和经验的过程，即通过新经验与原有知识和经验的反复双向互动以充实、丰富和转化其知识和经验，从而提高能力。因此,教师设计问题串应在充分分析学情的基础上准确定位,即问题的设计既要保证问题具有思维价值，又要控制好难度。只有在学生现有知识、经验和能力的基础上,贴近学生学习的内容设计问题,才能有效促进新知识的吸收,提高教学效率。太难的问题会让学生感到无助，会失去探索的热情，太容易的问题会让学生感到无聊，会失去探索的兴趣。因此，教师备课时应根据具体的教学内容，并结合实际学情设计问题串，这有利于引导学生的思维，提高学生的思维能力。

2.2 注重逻辑关联，设计的问题要具有层次和梯度 生物学课程中的科学思维，要以生物学事实、概念为基础，生物学概念是思维的细胞。在思维过程中，抽象与概括、归纳与演绎、分析与综合，又彼此关联［4］。因此，学生对问题的理解是基于多种思维方式的渐进过程。教师在了解学生的知识水平和思维能力的前提下而运用问题串进行教学，本质上是引导学生主动带着问题思考,从浅至深构建知识体系的过程。其设计应以教学目标为基础，使每个问题都成为学生思维的阶梯。根据知识之间的内在联系,将一些有一定思维价值的内容设计成一套层次化、分级化的问题，能将学生的思维逐步引向一个新的高度。引导学生多角度发散思考，以严密的思维形成结论，既可培养学生解决问题的能力,又发展学生的科学思维,以科学思维、科学探究的途径树立正确的生命观念。这就要求教师对学生提出的问题应当是循序渐进的、有层次的和逐步深化的。通过这种方式，可促使学生关注某一主题，并逐步开展深入的探究活动。课堂的问题设置应体现教学内容的逻辑顺序和学生认知能力的发展顺序，因此，问题的难度、深度和广度应以适当的速度前进,问题的设置既要关注横向扩展，又要重视深度挖掘，使学生完成由知之甚少到渐多、从知之尚浅到渐深的转变。

2.3 加强任务驱动，提供交流、讨论的时间和空间 著名教育专家朱正威先生在“生物教学论坛”（2007年）在线研讨中曾指出：将要学习的内容组成问题串的形式是任务驱动式的教学，应该提倡。但其也有缺点，特别是问题过细，学生思考的余地不大。有些内容变成若干问题可分组讨论，然后再交流，让学生的自主性更大些。因此，运用问题串应考虑与分组讨论、合作探究、互动交流等方式的结合，以保证学习任务有充足的驱动力，有效、高效地驱动思考。

思考是顿悟的前提,也是学生感受知识形成的思维过程。连环式发问的内容具有丰富的知识信息量，学生自主解决问题需要足够的时间。环环相扣的各个环节既要保证思维价值,也要保证问题的提出要面向全体学生,尊重和兼顾学生的个体差异，让每位学生都有相应的收获。在学生充分思考之后，对于难度较大的问题，教师可进行适当的提示、点拨，启发学生思维。同时，也要尽可能为学生提供表达见解的机会和时间,让学生在思维碰撞的过程中顿悟。此外，运用问题串进行教学不该是“满堂问”，也不该是过于细致地问，而应该是适时、适量、适度地问。

2.4 关注动态生成，有效利用预设之外的教学资源 科学思维强调认知方式,还包含有激发学生“崇尚真知，追求科学知识”的认知动机［5］。学生基于这种认知动机下的积极思考,在连环式问题的提出和解决过程中,必然会出现各种质疑或对同一问题的不同见解。在师生互动交流时，会有超出预设之外的生成性课程资源。例如师生在教学过程中由于自身的理解而产生的新知识，新的体验，情感、态度和价值观的矛盾冲突等都可成为教学素材。生成性资源是课堂教学的宝贵财富，对之加以合理的使用,有利于加深学生对知识的深刻理解和熟练运用,有利于创设学生持续性思考和探索的教学氛围,有利于培养学生的创造性思维和质疑精神。

此外,利用问题串还可增强学生对知识信息的记忆效果。学习的本质是在特定环境下，生活经验带来的神经通路改变。或者说，学习是人脑中命题网络的重构，记忆则是重构的命题网络存储［6］。高中生物学教材中也指出,学习是神经系统不断地接受刺激，获得新的行为、习惯和经验积累的过程。记忆则是将获得的经验进行贮存和再现。学习和记忆相互联系，不可分割。问题串可提高知识信息的刺激强度和刺激频率,进而提升知识信息的学习和记忆效果。在环环相扣的问题连续刺激下，学生形成长期记忆，甚至是永久记忆。

3 结语

课堂教学中适时、适量、适度的连环式提问，可激趣引导、互动深究、比较拓展,在基于层次性、渐进性、启发性、适时性等课堂提问的原则下，会有效推进课堂教学。当然，问题串只是科学思维训练方法中的一种,课堂教学中有效提问的方法繁多，正所谓“教学有法而教无定法”，没有最好的方式,只有更适合的方式。无论是以趣设问，还是以疑设问，或是以需设问，其目的都是增强思维活动的情境化程度,促使学生积极参与教学活动,激发学生的灵感,引导学生进行独立思考，强化学生对知识的领悟和理解，培养和发展学生的科学思维，进而达成预期的教育教学目标。