递进式问题串在初中生物学探究实验中的运用

罗应逸 范丽仙 刘娴

[摘           要]  以七年级上册生物学探究实验“测定种子发芽率”为例，介绍了如何运用“递进式问题串”来引导初中生物探究实验教学。运用文献分析的方法阐述了递进式问题串的相关理论，展示了如何将递进式问题串与实际情境结合在一起，并把它运用在探究实验的教学之中的具体操作。

[关    键   词]  递进式问题串;初中生物探究实验;情境创设;测定种子发芽率

[中图分类号]  G633.91                 [文献标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603（2022）19-0125-03

探究实驗是初中生物学教学中一个重要的部分，教师如何引导学生在实验中有效地完成对知识的内化同时达到实验要求，这是初中探究实验教学中一个重要问题。运用问题串来引导探究实验教学，以实验目的为主题，以问题解决为形式，结合具体情境，形成递进式问题串，引导整个探究实验的教学。将实验中学生需要做的每一个步骤和可能遇到的问题分解成一个个串联的小问题，从而层层递进地解决本次探究实验的问题。

一、递进式问题串的界定及相关理论

皮亚杰明确提出了建构主义的概念，他认为学生是在与周围环境的相互作用中建构起对外界的认识，从而使自身不断发展[1];可以说知识建构的过程需要学生积极参与、主动探索，这样才算是有意义的学习。与此同时，维果茨基也认为个人的认知是通过社会中的交互作用而把外部的信息内化成自己脑海中的知识体系[2]。他提出的“最近发展区”理论指的是学生有两种水平，一是学生现有的水平，二是学生通过各种教学活动能达到的水平，两者之间的差距就称为“最近发展区”[3]。

所谓问题串指的是教师为了实现一定的教学目标，根据学生已有的知识经验，针对学生接下来可能会遇到的问题或操作困难，将教材内容设计成为一系列层次鲜明、系统性的问题[4]。问题串设计融合了提问法、讨论法等综合性教学策略，通过这样的教学策略，教师将整堂课的内容有机结合起来。

二、初中生物学探究实验课程中存在的问题

（一）直接进入实验，缺乏情境设置

很多教师已经认识到了情境在课堂教学中的重要性，却很少在探究实验中运用情境来引入教学内容，学生面对不熟悉的知识，难以激起对实验探究的兴趣，也不明白做实验的意义何在，更无法运用所学理论知识来指导实验，不能真正参与到实验中来[5]。情境的设置可以顺其自然地引入教学内容，避免了学生生硬地面对知识，导致难以理解教学内容，更难学以致用。

（二）实验步骤不明确

科学探究有六项“一般过程”，但是在初中的探究教学中，很多教师更为在意的是课堂纪律的维持、实验结果的记忆等，有时教师会忽视了对探究每一个步骤的明确。这也是许多学校实验教学中存在的问题：教师忽视对实验步骤的明确，学生知道实验结果是什么，却很难深入体会实验的目的和意义。这样的实验课没有体现出探究的科学性，导致学生对探究实验所要展现的知识停留于表面的认知，缺乏深入的理解，也不利于学生养成良好的实验习惯。

（三）实验的讲解缺乏层次性

实验的讲解缺乏层次性也是初中生物学探究实验教学中一个非常重要的问题。很多教师仅将实验内容“平铺直叙”进行展示，或者直接把实验结果直接讲解给学生，让学生进行记忆，整个实验没有展现明显的层次变化。这样的话，在探究实验的过程中，教师的提问和讲解就会缺乏针对性，学生不知道从哪个方面入手进行探究，很难让学生产生印象深刻的记忆点。

出现这些状况也是因为很多学校对实验教学没有引起足够重视。在高中，实验部分已纳入高考成绩;许多省份，如云南省，也纷纷将实验内容纳入中考考查范围，并计入中考成绩。诸多事实表明，在现阶段教育中，人们越来越重视实验的操作和理解。

三、“递进式问题串”在课堂中的运用案例

初中生物学课程标准中指出，科学探究是学生积极主动获取生物知识的一种重要方式。基于此，教师运用“递进式问题串”的模式设计实验教学，同时创设实际情境，让整个实验生动有趣、层层递进，便于学生操作和理解。接下来就以义务教育阶段人教版生物学七年级上册第二章第一节中的探究“测定种子发芽率”为例来分析“递进式问题串”在初中生物学探究实验中的运用。

问题串的设计从引入课堂开始，教师先预设如下情境：王伯伯分别从两个平台的店铺上订购了一袋10kg的小麦种子，两家店铺都声称95%以上的种子能够发芽，王伯伯把大部分种子混合在一起播种后，发现远远没有95%的种子发芽，王伯伯很苦恼，到底是哪家店铺说谎了呢？结合此情境，进行如下的问题串设计：

①大家想一想，王伯伯的小麦没有达到预期的发芽效果，是王伯伯自己的技术问题，还是店家售卖的种子问题呢？

（学生活动：学生组成小组，就此问题展开讨论，答案或许并不唯一，各个小组可以提出自己的意见，但是教师要引导学生积极说出为什么会认为是这样的答案。）

②如果是王伯伯自己的栽种问题，那么学生告诉王伯伯，他应该为种子发芽提供什么样的环境条件？

（学生活动：学生回忆上节课的内容，思考若正常的种子想要发芽，需要什么样的条件，从而做出回答：种子萌发需要的环境条件是适宜的温度、一定的水分以及充足的空气。）

③王伯伯依照学生的建议改进了自己的不足，但发现种子发芽率依然远不足95%，还有什么原因可能影响了种子的发芽率呢？91CB44FF-A03E-4609-8865-4628737A9695

（学生活动：在这个过程中，学生可能会有不同的想法，比如有可能是种子自身的问题，比如残缺、发霉等。教师要鼓励学生说出不同的想法，并在诸多答案中引导学生进入本次实验的核心问题——种子是有其发芽率的。）

④王伯伯想要知道是哪家店的种子有问题，他要怎么做呢？

（学生活动：小组讨论后得出想法：王伯伯可以利用剩余的种子来测定这两家店铺种子的发芽率。）

⑤王伯伯要测定两家店铺的种子发芽率，他应该选取多少种子来做实验呢？为了节约，只选两三颗可以吗？只挑个头饱满的可以吗？

（学生活动：学生对问题进行分析，依照课本的内容，结合生活经验对问题进行回答：挑选的种子数量

应该相同，且不能太少;挑选的时候要随机，不能特意选择。）

⑥同学们帮助王伯伯来测定小麦的发芽率，测定过程中要如何记录数据，得出实验结论呢？

（学生活动：分小组进行实验，结合已有的知识为种子选择合适的萌发环境，然后根据课本上给出的表格〈表1〉来记录种子每一天的萌发情况。）

⑦同学们已经帮助王伯伯收集到了一次实验的数据，但是王伯伯担心店家不承认，说这次测定只是一个意外。为防止万一，大家应该怎呢做呢？

（学生活动：学生思考实际情境，运用已有知识和生活经验得出：我们可以多做几次实验，收集数据，避免偶然情况出现。）

⑧大家帮助王伯伯收集到了多次实验的数据了，大家如何利用这些数据帮助王伯伯计算种子发芽率？

（学生活动：学生根据课本上给出的公式来进行计算，通过对情境和实验的理解带入相应数据，算出多次实验的平均发芽率。）

⑨大家帮助王伯伯测定和收集到了小麦种子的发芽率，王伯伯能用这个数据去做什么呢？王伯伯学到了测定种子发芽率的技术有什么好处呢？

（学生活动：学生集思广益，积极提出自己的想法：可以去找商品与宣传不符的商家进行赔偿;可以教会其他农户在栽种种子前先进行发芽率测定，避免更多损失等。）

问题①中，教师创设情境，让学生自由思考，为接下来探究的开展提供切入的契机;通过问题②引导学生回忆上一节课的知识，为实验的进行提供知识性的铺垫。问题③是对问题②进行的延伸思考，同时也方便引入接下来测定种子发芽率的探究实验;而问题④则明确了实验目的：测定种子的发芽率，在这个过程中也让学生明白测定种子发芽率在生活中的实际意义，达到了实验目标。通过问题⑤的回答，实际教学已经进入了科学探究的“制定计划”部分，教师引导学生回答这三个问题，在实际情境中潜移默化地培养了学生进行对照实验的思维、随机抽样的思维。问题⑥主要是让学生思考实验步骤，前五个问题是为实验中“实施计划”做下了铺垫，避免实验开始，学生還不知所云的情况。问题⑦的设定与之前的问题环环相扣，体现生活场景中的意外与冲突，让学生明白实验可能具有偶然性，和排除这种偶然性的必要，相较于直接把这个问题抛给学生多了一些趣味，更能激起学生的好奇心和解决问题的欲望。问题⑧已经来到了“得出结论”的部分，学生合作完成探究实验后，各自计算出结果。问题串也达到了设计的重点和难点，通过情境的设置和上面多个问题的解决，学生就能够更好地理解发芽率的测定步骤。最后，用问题⑨引导学生表达和交流自己的想法，在这个过程中达到对情感的升华，使学生明白此次探究的目的与应用价值，树立起学生的社会责任。

在这次探究实验中，九个问题围绕一个情境展开，覆盖了科学探究的五个步骤。学生在教师的引导下，一步步解决挡在眼前的每一个问题，解决完所有问题后，探究实验也完成了，这样的教学策略帮助教师循序渐进地进行实验教学，也在问题解决的过程中促进了学生自主探究和独立思考，让其运用知识去解决实际问题;实验中学生直面问题，积极参与，有效建构知识体系，提高学生的学习能力。

四、结论与展望

（一）“递进式问题串”的设计原则

1.与实际情境相结合

“递进式问题串”的设计应该要与实际情境相结合，才能更好地发挥其作用;对于初中学生来说，逻辑思维能力还处于发展过程之中[6]，因此探究实验的教学要结合实际情境，激起学生探索的愿望，充分调动其主观能动性。情境的创设不需要非常复杂，可以是一个小故事，也可以是生活中的常见场景。这些情景对初中学生来说是有趣的，能更有效地使其理解知识不仅存在于课本上，更存在于生活中，而实验过程则是解决生活中这些潜在问题的一个有效途径。也就是说把问题串与情境联系在一起，使学生了解实验的实际意义，体会其中的深刻含义。

2.符合科学探究的一般过程

科学探究包括“发现问题、提出问题”“作出假设”“制订计划”“实施计划”“得出结论”和“表达与交流”这六个一般过程[7]。要把“递进式问题串”运用到探究实验的教学中，还有非常重要的一点就是要符合科学探究的要求。问题串的设计不能打乱探究一般步骤，否则就不能与课本内容对应起来，违背了教学的科学性。

在此原则下，递进式问题串的设置反而使得科学探究的每一个步骤都更加清晰，每一个探究步骤都设置一个或多个问题，在解决这些问题的过程中，学生能够有条不紊地按照科学探究的要求来完成实验;如果在某一环节中学生比较难以理解，教师也可以根据递进式问题串中涉及的情境来引导学生去理解。

3.体现层次性

递进式问题串是由一系列问题串联而成，这些问题的设计要体现层次性。根据事物间联系的必然性，设计出一串问题，这些问题应该是环环相扣的，难度梯度逐渐递增。这样层次性问题的设计避免了一开始就让提问难度过高而使学生失去学习兴趣的发生[4]。层次性的问题设计有利于学生的自主探究，加强其学习动机，培养其完成探究实验的能力。

解决一个问题就像进入一个故事中一样，面对越来越难的问题，但是学生可以相互合作，可以寻求教师帮助，逐渐攻克一个个难题，最终既完成了实验，也解决了问题。在这个过程中，学生面对的是像阶梯一样逐步上升的问题，多次的训练有助于培养学生的科学思维，使学生能够有层次、有逻辑地去运用知识，解决问题。

（二）递进式问题串的运用展望

把递进式问题串运用在初中生物学的探究实验教学中，既符合学生的学习规律，也使得教师的教学更加逻辑顺畅。实验教学常常是教师忽略的一个部分，根据新课改的要求，许多省市开始将实验纳入初中生物学考核当中，因此，对于实验的教学显得更加重要，在应试教育中，教师往往将实验教学作为理论知识的辅助内容，然而对于理科学科来说，实验是人们了解知识、求证知识的重要手段，因此要让学生真正理解这些理论知识，乃至于对这些学科产生更为浓厚的兴趣，都需要学校及教师在实验教学上不断创新，提升学生的兴趣。利用递进式问题串展开对生物探究实验的教学，尝试创设更多有趣、科学、实用的新情境，甚至结合新技术，使问题串的运用更加广泛和多样化。

参考文献：

[1]黄海霞.建构主义理论下的三种教学方法在高中生物教学中的应用研究[D].兰州：西北师范大学，2012.

[2]李丽丽.初中生物学问题串式教学方法的应用研究[D].呼和浩特：内蒙古师范大学，2021.

[3]梁丹，徐作英，刘菲.“最近发展区”理论在高中生物学实验教学中的应用[J].中学生物教学，2018（20）：16-17.

[4]王后雄.“问题链”的类型及教学功能：以化学教学为例[J].教育科学研究，2010（5）：50-54.

[5]肖小军.简析初中生物教学中存在的问题以及对策[J].试题与研究，2021（16）：7-8.

[6]刘淑宝.初中生物探究性实验教学的优化策略[J].当代家庭教育，2021（19）：109-110.

[7]陈进，夏献平.对义务教育生物学课程标准中“科学探究”的解读[J].中学生物学，2013，29（8）：57-59.

◎编辑 张 慧91CB44FF-A03E-4609-8865-4628737A9695