陳飛

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，問(wèn)題是思維的核心。教學(xué)歸根結(jié)底是提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。陶行知說(shuō)過(guò)：“發(fā)明千千萬(wàn)，起點(diǎn)是一問(wèn)?！逼鋵?shí)，學(xué)生問(wèn)題意識(shí)的培養(yǎng)一直是課堂教學(xué)的軸心。而問(wèn)題意識(shí)對(duì)于高中生物教學(xué)的重義更為特殊，《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》提出的生物學(xué)科四大核心素養(yǎng)中，生命觀念、理性思維和科學(xué)探究都直接和學(xué)生的問(wèn)題息息相關(guān)，只有以問(wèn)題為軸心，將生命觀念、理性思維和科學(xué)探究很好地融合起來(lái)，有機(jī)地串聯(lián)起來(lái)，學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)才能逐步形成和培養(yǎng)起來(lái)。問(wèn)題意識(shí)既是學(xué)生的一種心理狀態(tài)，也是學(xué)生智力發(fā)展的過(guò)程，高中生物教師要貫徹以人為本、以學(xué)為本的理念，就要以問(wèn)題為牽引，以問(wèn)題為導(dǎo)向，幫助學(xué)生在問(wèn)題的提出、分析和求解中深化對(duì)學(xué)科問(wèn)題的認(rèn)識(shí)，形成運(yùn)用學(xué)科知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，最終發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和社會(huì)責(zé)任感。那么，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)如何培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)呢？

一、聚焦實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

蘇格拉底說(shuō)：“教育不是灌輸，而是點(diǎn)燃火焰！”對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是如此。從學(xué)科特征來(lái)看，生物學(xué)科是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的科學(xué)。筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在做生物實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有點(diǎn)燃“問(wèn)題”的火焰，被動(dòng)看實(shí)驗(yàn)，記實(shí)驗(yàn)過(guò)程，背實(shí)驗(yàn)結(jié)論，對(duì)于自己心中的問(wèn)題或困惑也不會(huì)問(wèn)、懶得問(wèn)。為此，高中生物教師須要結(jié)合實(shí)驗(yàn)特征、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、學(xué)生的認(rèn)知和興趣培養(yǎng)等，通過(guò)創(chuàng)設(shè)具有引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的問(wèn)題情境，讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)——觀察實(shí)驗(yàn)——再做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中形成問(wèn)題意識(shí)，為問(wèn)題的分析和解決做鋪墊。

例如，在教學(xué)《生長(zhǎng)素的生理作用》這一章節(jié)時(shí)，筆者先激活學(xué)生的前認(rèn)知——上一節(jié)已學(xué)《植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)》的相關(guān)內(nèi)容，繼而溫習(xí)植物根的向重力性實(shí)驗(yàn)，然后創(chuàng)設(shè)內(nèi)含三個(gè)環(huán)節(jié)的活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前產(chǎn)生認(rèn)知沖突，引發(fā)認(rèn)知失衡。

活動(dòng)一：溫顧舊知，讓學(xué)生簡(jiǎn)要分析胚芽鞘的向光生長(zhǎng)特性。

活動(dòng)二：促進(jìn)遷移，引導(dǎo)學(xué)生分析植物莖的背重力生長(zhǎng)特性，從而在潛意識(shí)里形成“隨著生長(zhǎng)素濃度的升高，植物生長(zhǎng)就更快”的心理認(rèn)同。

活動(dòng)三：引發(fā)認(rèn)知沖突，呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)小組成員的實(shí)物圖或圖片，聚焦植物根的向地生長(zhǎng)。

在這些活動(dòng)中，學(xué)生在新舊情境中產(chǎn)生了激烈的認(rèn)知沖突，新現(xiàn)象、新情境無(wú)法被舊認(rèn)知同化，學(xué)生問(wèn)題意識(shí)“爆棚”，情不自禁地提出自己的困惑和問(wèn)題，為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)埋下伏筆。

二、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)學(xué)生闡釋問(wèn)題

問(wèn)題有內(nèi)隱和外顯之分，若僅僅是產(chǎn)生問(wèn)題而不作深追究，則問(wèn)題的價(jià)值無(wú)法顯現(xiàn)。因此，教師在引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生“憤”“悱”之情后，要提供各種機(jī)會(huì)，讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)前的內(nèi)在困惑轉(zhuǎn)化成需要表達(dá)、闡述和解決的具體問(wèn)題，從而明晰實(shí)驗(yàn)的價(jià)值和意義。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和系統(tǒng)的闡述問(wèn)題可能比得到解答更為重要，解答可能僅僅是數(shù)學(xué)或?qū)嶒?yàn)技能問(wèn)題，而提出新問(wèn)題，新的可能性，從新的角度去考慮問(wèn)題，則要求創(chuàng)造性的想象，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步。”為此，教師要在設(shè)計(jì)情境、準(zhǔn)備材料后，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，并充分考慮自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量間的關(guān)系，依據(jù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)要求，設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)步驟，為問(wèn)題的求證設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序，從而培養(yǎng)學(xué)生闡述問(wèn)題、界定問(wèn)題的能力。

例如，在開(kāi)展《探究影響酶活性的因素》的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，教師可指導(dǎo)學(xué)生按以下步驟生成實(shí)驗(yàn)中的具體問(wèn)題。

步驟一：列出本實(shí)驗(yàn)中自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量;

步驟二：?jiǎn)l(fā)學(xué)生自主探索自變量的方法和因變量的可觀測(cè)指標(biāo);

步驟三：指導(dǎo)學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊體驗(yàn)無(wú)關(guān)變量的界定，并以語(yǔ)言加以陳述。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)步驟，教師指導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)步驟，并以簡(jiǎn)潔明晰的語(yǔ)言加以表述。整個(gè)過(guò)

程表明，在合理的情境以及教師指導(dǎo)下，學(xué)生完全有能力將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)程序，從而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行生動(dòng)闡釋。

三、依托實(shí)驗(yàn)結(jié)果，幫助學(xué)生分析問(wèn)題

面對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生需運(yùn)用觀察、歸納、計(jì)算和總結(jié)等方法，綜合、全面地對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行全盤(pán)復(fù)原，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行精確鑒定。分析問(wèn)題是學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)過(guò)渡到理性總結(jié)，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深度追問(wèn)，得出核心結(jié)論的過(guò)程。因此，分析問(wèn)題是否精準(zhǔn)關(guān)系著問(wèn)題能否得到有效的解決。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)來(lái)說(shuō)，所有的分析和推理必須基于預(yù)設(shè)，同時(shí)也要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中反復(fù)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐性特征決定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果或多或少要受到其他因素的影響，教師要從實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)出發(fā)，幫助學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)的得和失，從而提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和分析能力，幫助學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)發(fā)展創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

首先，教師要幫助學(xué)生發(fā)展分析問(wèn)題的根本方法。生物學(xué)科核心素養(yǎng)中提出了培養(yǎng)學(xué)生理性思維和科學(xué)探究能力的宏偉目標(biāo)，要達(dá)成這兩個(gè)目標(biāo)，就要教會(huì)學(xué)生運(yùn)用自主、合作等方法進(jìn)行分析、質(zhì)疑和思考。俗話(huà)說(shuō)：“授人以魚(yú)不如授人以漁?！边_(dá)爾文也曾說(shuō)過(guò)：“最有價(jià)值的知識(shí)是關(guān)于方法的知識(shí)?！睘榇?，教師要教會(huì)學(xué)生運(yùn)用適當(dāng)?shù)乃季S方式，秉持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，采用富有邏輯的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)待實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的所有因素，幫助學(xué)生掌握啟發(fā)式分析法、手段—目的分析法、原因—結(jié)果分析法、自變量—因變量分析法和類(lèi)比思維分析法等進(jìn)行精準(zhǔn)分析，使學(xué)生的分析過(guò)程嚴(yán)密、嚴(yán)格且有序。

其次，教師要使學(xué)生養(yǎng)成解題后反思的習(xí)慣。美國(guó)當(dāng)代教育家唐納德·舍恩主張以“活動(dòng)過(guò)程的省察”為原理的“反思性實(shí)踐”來(lái)指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思、總結(jié)和歸納，一方面是對(duì)正確的經(jīng)驗(yàn)、結(jié)論進(jìn)行理論提練;另一方面也要對(duì)問(wèn)題分析過(guò)程中的主觀推測(cè)或不當(dāng)思維加以調(diào)整;再者，教師要幫助學(xué)生對(duì)自己運(yùn)用的思維方法進(jìn)行內(nèi)省式反思;最后，教師還要和學(xué)生結(jié)成學(xué)習(xí)共同體，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行共性和個(gè)性的分類(lèi)。通過(guò)這些反思性活動(dòng)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程有了再認(rèn)識(shí)，形成了良好的反思習(xí)慣，也提升了實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)素養(yǎng)。

四、貫穿思維訓(xùn)練，幫助學(xué)生解決問(wèn)題

1.用發(fā)散思維提升解決問(wèn)題能力

發(fā)散性思維是創(chuàng)造思維的發(fā)源地，當(dāng)下，新課程改革已步入深水區(qū)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力已成為高中生物學(xué)科教學(xué)的主要目標(biāo)之一。為此，教師要讓學(xué)生從問(wèn)題的不同角度進(jìn)行多元思考，擴(kuò)大思維的輻射面，幫助學(xué)生以多種途徑探索解決問(wèn)題的可能性。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更是如此，例如，在《基因在染色體上》的教學(xué)過(guò)程中，為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，教師創(chuàng)設(shè)如下教學(xué)情境：在遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中，孟德?tīng)柡湍柛赃x擇了測(cè)交實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)展驗(yàn)證，但他們沒(méi)有繼續(xù)探究其他方法的可能性。那么，請(qǐng)學(xué)生思考，除測(cè)交外，科學(xué)家們還可以用哪些途徑來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證呢？經(jīng)過(guò)小組深入思考，總結(jié)如下可能方法：用子一代紅眼雌蠅和白眼雄蠅交配，用白眼雌蠅和紅眼雄蠅交配，再用白眼雌蠅和白眼雄蠅交配，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遴選出最佳方法并開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。此實(shí)驗(yàn)過(guò)程培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維，對(duì)解決其他類(lèi)似問(wèn)題具有潛在的啟發(fā)性。

2.用逆向思維發(fā)展解決問(wèn)題的能力

逆向思維也叫反向思維，它是相對(duì)于常規(guī)思維的一種特殊存在，往往從事理發(fā)生的結(jié)果或結(jié)論出發(fā)，逆水行舟，思維沿著問(wèn)題解決的方向追本溯源，從而找到問(wèn)題的核心所在。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以采用逆向思維，讓學(xué)生以反證法、排除法等推動(dòng)問(wèn)題解決。例如，在開(kāi)展《綠葉中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)情境，培養(yǎng)學(xué)生逆向思維能力：先讓學(xué)生有意出現(xiàn)以下非正確操作方式，如用水來(lái)替代無(wú)水乙醇，不加二氧化硅和碳酸鈣，研磨不充分，將濾液細(xì)線浸沒(méi)至層析液液面以下等，然后讓學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)步驟后，向班級(jí)呈現(xiàn)層析結(jié)果，學(xué)生集體討論各種異常結(jié)果分別是哪些人為因素導(dǎo)致的。學(xué)生在反向思維中通過(guò)歸因、排除等方式，層層逼近正確答案，有力地培養(yǎng)了學(xué)生問(wèn)題解決的能力。

3.用批判思維激發(fā)解決問(wèn)題的能力

批判思維的核心是質(zhì)疑，科學(xué)是在質(zhì)疑中向前發(fā)展和推進(jìn)的。人們常說(shuō)：“質(zhì)疑是真理的種子?！笨梢?jiàn)，高中生物教師要培養(yǎng)學(xué)生不唯書(shū)、不唯權(quán)威的信念，讓學(xué)生多觀察、勤思考、善反思、勇質(zhì)疑，從而培養(yǎng)學(xué)生自主解決問(wèn)題的途徑、方法和策略，并在質(zhì)疑中形成一種理性思維和探究精神，為踐行高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)而積蓄動(dòng)力。要培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力，行為主體是學(xué)生，但主體責(zé)任在教師。教師首先要先行一步，自覺(jué)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，樹(shù)立新的學(xué)科觀、實(shí)驗(yàn)觀和教學(xué)觀，并和學(xué)生一道，結(jié)合探究共同體和學(xué)習(xí)共同體，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)—觀察—探究—再實(shí)驗(yàn)—再觀察—再探究的循環(huán)研究中得出真知，走向真理的彼岸。

核心素養(yǎng)視野下，“問(wèn)題解決”已然成為課堂教學(xué)的關(guān)鍵詞，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要聚焦學(xué)生問(wèn)題意識(shí)的培養(yǎng)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、界定問(wèn)題，并通過(guò)精準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)來(lái)研究問(wèn)題，通過(guò)多種思維來(lái)分析問(wèn)題，最終提升解決問(wèn)題的能力。當(dāng)然，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的理性思維和探究精神，這既是高中生物課堂改革的主要目標(biāo)，也是踐行立德樹(shù)人，培養(yǎng)全面發(fā)展的人的應(yīng)然訴求。

編輯/李夢(mèng)迪E-mail：514874815@qq.com