陳飛

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，問題是思維的核心。教學(xué)歸根結(jié)底是提出問題和解決問題的過程。陶行知說過：“發(fā)明千千萬，起點是一問。”其實，學(xué)生問題意識的培養(yǎng)一直是課堂教學(xué)的軸心。而問題意識對于高中生物教學(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)生的問題息息相關(guān)，只有以問題為軸心，將生命觀念、理性思維和科學(xué)探究很好地融合起來，有機地串聯(lián)起來，學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)才能逐步形成和培養(yǎng)起來。問題意識既是學(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，就要以問題為牽引，以問題為導(dǎo)向，幫助學(xué)生在問題的提出、分析和求解中深化對學(xué)科問題的認(rèn)識，形成運用學(xué)科知識來解決實際問題的能力，最終發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力和社會責(zé)任感。那么，在高中生物實驗教學(xué)中，教師應(yīng)如何培養(yǎng)學(xué)生的問題意識呢？

一、聚焦實驗導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題

蘇格拉底說：“教育不是灌輸，而是點燃火焰！”對于生物實驗教學(xué)更是如此。從學(xué)科特征來看，生物學(xué)科是建立在實驗基礎(chǔ)上的科學(xué)。筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在做生物實驗前沒有點燃“問題”的火焰，被動看實驗，記實驗過程，背實驗結(jié)論，對于自己心中的問題或困惑也不會問、懶得問。為此，高中生物教師須要結(jié)合實驗特征、實驗?zāi)繕?biāo)、學(xué)生的認(rèn)知和興趣培養(yǎng)等，通過創(chuàng)設(shè)具有引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突的問題情境，讓學(xué)生在做實驗——觀察實驗——再做實驗的過程中形成問題意識，為問題的分析和解決做鋪墊。

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

活動一：溫顧舊知，讓學(xué)生簡要分析胚芽鞘的向光生長特性。

活動二：促進(jìn)遷移，引導(dǎo)學(xué)生分析植物莖的背重力生長特性，從而在潛意識里形成“隨著生長素濃度的升高，植物生長就更快”的心理認(rèn)同。

活動三：引發(fā)認(rèn)知沖突，呈現(xiàn)實驗小組成員的實物圖或圖片，聚焦植物根的向地生長。

在這些活動中，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、新情境無法被舊認(rèn)知同化，學(xué)生問題意識“爆棚”，情不自禁地提出自己的困惑和問題，為接下來的實驗埋下伏筆。

二、優(yōu)化實驗設(shè)計，指導(dǎo)學(xué)生闡釋問題

問題有內(nèi)隱和外顯之分，若僅僅是產(chǎn)生問題而不作深追究，則問題的價值無法顯現(xiàn)。因此，教師在引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生“憤”“悱”之情后，要提供各種機會，讓學(xué)生將實驗前的內(nèi)在困惑轉(zhuǎn)化成需要表達(dá)、闡述和解決的具體問題，從而明晰實驗的價值和意義。愛因斯坦說過：“發(fā)現(xiàn)問題和系統(tǒng)的闡述問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)嶒灱寄軉栴}，而提出新問題，新的可能性，從新的角度去考慮問題，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?！睘榇?，教師要在設(shè)計情境、準(zhǔn)備材料后，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，并充分考慮自變量、因變量和無關(guān)變量間的關(guān)系，依據(jù)實驗的相關(guān)要求，設(shè)計出具體的實驗步驟，為問題的求證設(shè)計實驗程序，從而培養(yǎng)學(xué)生闡述問題、界定問題的能力。

例如，在開展《探究影響酶活性的因素》的實驗活動中，教師可指導(dǎo)學(xué)生按以下步驟生成實驗中的具體問題。

步驟一：列出本實驗中自變量、因變量和無關(guān)變量;

步驟二：啟發(fā)學(xué)生自主探索自變量的方法和因變量的可觀測指標(biāo);

步驟三：指導(dǎo)學(xué)生邊實驗邊體驗無關(guān)變量的界定，并以語言加以陳述。

通過以上實驗步驟，教師指導(dǎo)學(xué)生分析實驗過程，改進(jìn)實驗步驟，并以簡潔明晰的語言加以表述。整個過

程表明，在合理的情境以及教師指導(dǎo)下，學(xué)生完全有能力將問題轉(zhuǎn)化為實驗程序，從而對問題進(jìn)行生動闡釋。

三、依托實驗結(jié)果，幫助學(xué)生分析問題

面對實驗結(jié)果，學(xué)生需運用觀察、歸納、計算和總結(jié)等方法，綜合、全面地對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對實驗過程進(jìn)行全盤復(fù)原，對實驗結(jié)果進(jìn)行精確鑒定。分析問題是學(xué)生由感性認(rèn)識過渡到理性總結(jié)，并對問題進(jìn)行深度追問，得出核心結(jié)論的過程。因此，分析問題是否精準(zhǔn)關(guān)系著問題能否得到有效的解決。對于實驗教學(xué)來說，所有的分析和推理必須基于預(yù)設(shè)，同時也要在實驗過程中反復(fù)驗證。實驗的實踐性特征決定了實驗結(jié)果或多或少要受到其他因素的影響，教師要從實驗結(jié)果、實驗過程和實驗?zāi)繕?biāo)出發(fā)，幫助學(xué)生分析實驗的得和失，從而提升學(xué)生的實驗操作能力和分析能力，幫助學(xué)生基于實驗發(fā)展創(chuàng)新精神和實踐能力。

首先，教師要幫助學(xué)生發(fā)展分析問題的根本方法。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)成這兩個目標(biāo)，就要教會學(xué)生運用自主、合作等方法進(jìn)行分析、質(zhì)疑和思考。俗話說：“授人以魚不如授人以漁。”達(dá)爾文也曾說過：“最有價值的知識是關(guān)于方法的知識。”為此，教師要教會學(xué)生運用適當(dāng)?shù)乃季S方式，秉持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度，采用富有邏輯的實驗方法對待實驗過程中的所有因素，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—因變量分析法和類比思維分析法等進(jìn)行精準(zhǔn)分析，使學(xué)生的分析過程嚴(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。美國當(dāng)代教育家唐納德·舍恩主張以“活動過程的省察”為原理的“反思性實踐”來指導(dǎo)教學(xué)實踐。教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思、總結(jié)和歸納，一方面是對正確的經(jīng)驗、結(jié)論進(jìn)行理論提練;另一方面也要對問題分析過程中的主觀推測或不當(dāng)思維加以調(diào)整;再者，教師要幫助學(xué)生對自己運用的思維方法進(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，對問題進(jìn)行共性和個性的分類。通過這些反思性活動，學(xué)生對實驗的整個過程有了再認(rèn)識，形成了良好的反思習(xí)慣，也提升了實驗?zāi)芰蛯嶒炈仞B(yǎng)。

四、貫穿思維訓(xùn)練，幫助學(xué)生解決問題

1.用發(fā)散思維提升解決問題能力

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)生從問題的不同角度進(jìn)行多元思考，擴大思維的輻射面，幫助學(xué)生以多種途徑探索解決問題的可能性。對于實驗教學(xué)，更是如此，例如，在《基因在染色體上》的教學(xué)過程中，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)實驗中，孟德爾和摩爾根皆選擇了測交實驗來開展驗證，但他們沒有繼續(xù)探究其他方法的可能性。那么，請學(xué)生思考，除測交外，科學(xué)家們還可以用哪些途徑來進(jìn)行驗證呢？經(jīng)過小組深入思考，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)生在實驗中遴選出最佳方法并開展實驗。此實驗過程培養(yǎng)了學(xué)生的發(fā)散思維，對解決其他類似問題具有潛在的啟發(fā)性。

2.用逆向思維發(fā)展解決問題的能力

逆向思維也叫反向思維，它是相對于常規(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，思維沿著問題解決的方向追本溯源，從而找到問題的核心所在。在實驗教學(xué)中，教師可以采用逆向思維，讓學(xué)生以反證法、排除法等推動問題解決。例如，在開展《綠葉中色素的提取和分離》實驗時，教師可設(shè)計如下實驗情境，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，如用水來替代無水乙醇，不加二氧化硅和碳酸鈣，研磨不充分，將濾液細(xì)線浸沒至層析液液面以下等，然后讓學(xué)生在完成實驗步驟后，向班級呈現(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)生問題解決的能力。

3.用批判思維激發(fā)解決問題的能力

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：“質(zhì)疑是真理的種子?！笨梢姡咧猩锝處熞囵B(yǎng)學(xué)生不唯書、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)而積蓄動力。要培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，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，自覺轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，樹立新的學(xué)科觀、實驗觀和教學(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)生在實驗—觀察—探究—再實驗—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，“問題解決”已然成為課堂教學(xué)的關(guān)鍵詞，在高中生物實驗教學(xué)中，教師要聚焦學(xué)生問題意識的培養(yǎng)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、界定問題，并通過精準(zhǔn)的實驗來研究問題，通過多種思維來分析問題，最終提升解決問題的能力。當(dāng)然，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，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)，也是踐行立德樹人，培養(yǎng)全面發(fā)展的人的應(yīng)然訴求。

編輯/李夢迪E-mail：514874815@qq.com