光合作用的原理与应用问题串教学设计分析

赖燕华

摘  要 问题串教学契合生物学核心素养的要求，注重学生科学思维能力的培养，并使得问题解决的过程更具逻辑性、层次性、整体性。以“光合作用的原理与应用”为例，设计问题串，帮助学生建构光合作用知识体系，引导学生运用分析与综合、归纳与概括、模型与建模等科学思维方法分析和解决问题，提高学生的科学探究能力，逐步形成并深刻理解以生命的新陈代谢为主线的物质与能量观，以及在进化过程中形成的结构和功能观。

關键词 问题串;光合作用;高中生物;核心素养;科学史;教学设计

中图分类号：G652    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）01-0058-02

1 前言

问题串是指教师在教学过程中围绕学习目标，基于学生已有的知识水平、心理特征和认知发展规律，通过一系列并列、对比、递进、发散或因果等问题形式[1]将专业知识点及其内在关系串联起来而形成的。学起于思，思源于疑[2]，问题串教学能够启迪学生思维，引导学生通过探究解决问题，是提高学生核心素养的重要教学方法。本文拟通过教学案例“光合作用的原理与运用（第一课时）”，探讨教学中问题串的设计思路、呈现方式及教学实施。

2 问题串设计思路

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》建议在教学中注重学生对科学史和科学本质的学习，建议组织以探究为特点的主动学习。因此，本着针对性、逻辑性、启发性、科学性原则，本文拟通过问题串引导学生从探讨树苗生长发育入手，将树苗长成大树的发育过程转化成光合作用的发现历程并探讨物质和能量的转化过程。

首先将本节教学内容分为光合作用的发现历程、光合作用、化能合成作用三个教学环节：

第一环节包括五个教学因子，分别为反应物水、气体反应物的发现以及物质能量的探究、反应产物氧气来源和反应产物碳的转化过程;

第二环节涉及光合作用的概念、过程及图式模型构建等两个教学因子;

第三环节为围绕教学因子设计系列问题，构成问题串，用于课堂导入，旨在引导学生提出核心问题、分析问题、解决问题、归纳概括等，完成每个教学环节的目标。

3 问题串设计案例

如表1所示，以“光合作用的原理与应用”为例，进行问题串教学设计。

4 问题串教学的实施

本节课的核心在于介绍光合作用的科学史、光合作用的概念及过程。在教学过程中，首先通过回忆型的问题回顾初中“光合作用”的相关内容，导入新课，假设时光穿梭至光合作用发现之前，鼓励学生根据自己对“幼苗成长”的生活经验，提出其“物质来源”的假设，据此设计探究活动方案，并与科学家的设想以及探究方案进行比较分析;然后通过一系列或并列或递进的思维型问题串，重现并引导学生分析亚里士多德土壤汁推论、海尔蒙特柳苗栽培实验;结合初中知识再次分析普利斯特利实验以及英格豪斯的实验，归纳出参与光合作用的反应物二氧化碳和水以及产物之一氧气;接着进入光合作用的深入研究，从GPS定位原理中寻找思路设计实验，探究光合产物氧气中氧元素的来源以及有机物的合成，再现鲁宾和卡门的实验以及卡尔文循环，引导学生将自己对于“光能去路”的假设和为探究“光能去路、氧气的来源、有机物合成”等而设计的实验方案与科学家的进行类比，并归纳概括出光合作用的产物及其合成途径，据此形成光合作用的概念，尝试建立光合作用的反应模型;接着通过理解型问题串引导学生详细分析光合作用的具体过程，尝试建立光合作用的过程图解模型;最后以发散式的思维型问题结尾。

5 问题串教学反思

通过问题串教学的实施，引导学生沿着科学家的研究思路自主建构“光合作用的过程”，促进学生科学探究能力的发展以及提高学生运用分析与综合、比较与分类、归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等思维方法解决问题的能力，在帮助学生建构系统的“光合作用的原理”知识体系的基础上，引导学生深刻理解光合作用中物质转换和能量转化（物质与能量观）及两个转化之间的联系以及结构、功能和环境之间的相互适应与统一（结构与功能观）;紧密联系生活实际，旨在学以致用。但在实际教学中发现，本节的科学史探究对学生的逻辑推理能力要求较高，问题串设计中课堂预设问题较多，需要学生有很强的参与意识;若在教学过程中有些问题是在教师的引导下由学生发现并提出，则教学效果可能会更好。

参考文献

[1]陈卫东.例谈“DNA结构与复制”教学中问题链的设计[J].生物学教学，2018（8）：30-31.

[2]王建强.课堂问题链的设计、实践与思考[J].上海教育科研，2015（4）：71-73.

[3]刘玲，秦玉双.“光合作用的原理和应用”一节复习课的任务驱动教学设计[J].生物学教学，2017，42（3）：38-39.