周建武

摘 要：高中生物實(shí)驗(yàn)課程作為學(xué)生了解自然與生命奧秘的重要途徑，必須引入有效的教學(xué)理念與方法，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究實(shí)踐能力。對此，問題式教學(xué)通過一系列啟發(fā)式問題，逐步引導(dǎo)學(xué)生主動參與到實(shí)驗(yàn)探究中，以深入理解生物學(xué)的原理和現(xiàn)象，這種深度學(xué)習(xí)有助于學(xué)生更好地應(yīng)對高中生物課程的挑戰(zhàn)?；诖?，文章對問題式教學(xué)的內(nèi)涵意義和應(yīng)用原則進(jìn)行解讀，重點(diǎn)探究了其在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂上的應(yīng)用策略，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，希望為相關(guān)教育教學(xué)創(chuàng)新提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：問題導(dǎo)向式；高中生物；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；應(yīng)用策略

隨著新課標(biāo)的深入實(shí)施，教育教學(xué)的重心逐漸從傳統(tǒng)的知識傳授向?qū)W生主動參與過程的體驗(yàn)轉(zhuǎn)變。然而，在傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)課堂上，學(xué)生往往是被動跟隨實(shí)驗(yàn)步驟執(zhí)行，而不深入思考背后的科學(xué)原理和目的。同時，課程內(nèi)容也過度強(qiáng)調(diào)知識傳遞，忽視了學(xué)生的批判性思維和問題解決能力的培養(yǎng)。這些問題迫切需要教師尋找新的教學(xué)方法和理念，以提高高中生物實(shí)驗(yàn)課堂的教育質(zhì)量。

一、問題導(dǎo)向式教學(xué)內(nèi)涵與意義

（一）內(nèi)涵

問題導(dǎo)向式教學(xué)是一種教學(xué)策略，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中通過提出問題來引導(dǎo)和推動學(xué)習(xí)。它著重于學(xué)生積極參與知識的構(gòu)建，以問題為中心，驅(qū)動他們主動思考、探索和解決問題。其核心理念是通過積極參與問題的提出、探索和解決，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、批判性思維和科學(xué)方法論。

（二）意義

問題導(dǎo)向式教學(xué)在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中的應(yīng)用具有多重重要意義。第一，它能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，使他們更加積極主動地參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。通過提出問題，學(xué)生更容易看到知識的實(shí)際應(yīng)用和價值，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的動力。第二，問題導(dǎo)向式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究實(shí)踐，培養(yǎng)他們的獨(dú)立思考和解決問題的能力。這有助于學(xué)生在面對新的挑戰(zhàn)和問題時更加自信和有韌性，培養(yǎng)他們的終身學(xué)習(xí)能力[1]。第三，問題導(dǎo)向式教學(xué)能夠更好地將實(shí)驗(yàn)與理論知識相結(jié)合，使學(xué)習(xí)更具實(shí)際性和深度。學(xué)生不僅僅是被動接受知識，還能夠通過實(shí)驗(yàn)親身體驗(yàn)和應(yīng)用所學(xué)概念，更好地理解和記憶。第四，問題導(dǎo)向式教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和科學(xué)方法論。通過提出問題、制訂假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、收集數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，學(xué)生學(xué)會了如何用科學(xué)的方式思考和解決問題，這對他們未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。這一方法對于提高生物實(shí)驗(yàn)課堂的教育質(zhì)量和學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展具有積極意義。

二、問題導(dǎo)向式教學(xué)在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中的應(yīng)用原則

（一）目標(biāo)性原則

目標(biāo)性原則強(qiáng)調(diào)問題導(dǎo)向式教學(xué)在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中的問題提出必須具備明確的目標(biāo)和方向。在實(shí)驗(yàn)課程中，問題應(yīng)當(dāng)與教學(xué)目標(biāo)和學(xué)科要求相一致。這意味著問題應(yīng)該有明確的學(xué)習(xí)和探究方向，有助于學(xué)生深入理解生物學(xué)概念，掌握實(shí)驗(yàn)技能，以及培養(yǎng)科學(xué)思維。學(xué)生在解決明確目標(biāo)的問題時，能夠更集中精力，避免陷入模糊的思維狀態(tài)。問題的明確性使學(xué)生更容易確定實(shí)驗(yàn)的步驟和數(shù)據(jù)收集方式，更加高效地完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

（二）啟發(fā)性原則

在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中，問題具有啟發(fā)性意味著問題應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生思考和探索生物學(xué)概念的本質(zhì)，激發(fā)他們對生命科學(xué)的興趣。這種啟發(fā)性問題可能涉及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不尋常之處、與生物學(xué)領(lǐng)域前沿相關(guān)的問題，或者與學(xué)生個人經(jīng)驗(yàn)和興趣相關(guān)的話題。通過提出這樣的問題，教師可以喚起學(xué)生的好奇心，使他們更加主動地參與到實(shí)驗(yàn)中，追求問題的答案[2]。這種問題常常需要學(xué)生跳出傳統(tǒng)思維模式，尋找創(chuàng)新的方法來解決，促進(jìn)了他們的思維靈活性和創(chuàng)新性思考。這有助于提高生物實(shí)驗(yàn)課堂的教育質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

（三）分層式原則

分層式原則強(qiáng)調(diào)問題應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的知識水平和能力分層設(shè)定，以確保問題既具有挑戰(zhàn)性，又能夠適應(yīng)不同學(xué)生的需求和能力水平。在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中，學(xué)生的知識和技能水平各不相同。有些學(xué)生可能已經(jīng)掌握了一定的生物學(xué)知識，而另一些學(xué)生可能剛剛開始學(xué)習(xí)。因此，問題導(dǎo)向式教學(xué)應(yīng)該為不同層次的學(xué)生提供適當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)。分層設(shè)定問題可以確保每個學(xué)生都有機(jī)會參與到實(shí)驗(yàn)探究中，不論他們的知識水平如何。問題的不同層次可以包括基礎(chǔ)級、中級和高級問題，每個學(xué)生可以根據(jù)自己的水平選擇適當(dāng)?shù)膯栴}來解答。這有助于提高學(xué)生的自信心，使他們能夠逐步建立起對生物學(xué)的深刻理解。在分層問題的設(shè)置上，可以促進(jìn)學(xué)生相互協(xié)助，分享知識和經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)習(xí)思維的全面發(fā)展。

三、問題導(dǎo)向式教學(xué)在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中的應(yīng)用策略

（一）創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣

高中生往往對抽象、復(fù)雜而煩瑣的實(shí)驗(yàn)操作有抵觸情緒，但如果實(shí)驗(yàn)教學(xué)與他們的日常生活或個人興趣相關(guān)，設(shè)置相關(guān)問題情境，就會引發(fā)他們的好奇心。創(chuàng)設(shè)問題情境需要將學(xué)生置于一個具有挑戰(zhàn)性和探究性的學(xué)習(xí)環(huán)境中。它不僅僅是問題的陳述，更是一種能夠激發(fā)學(xué)生思考、探索和實(shí)驗(yàn)的背景故事或情景描述[3]。這些情境可以基于實(shí)際生活或科學(xué)研究中的案例，讓學(xué)生感到問題具有實(shí)用性和重要性，如生態(tài)保護(hù)、食品健康等話題情境。通過情境中的故事情節(jié)、真實(shí)案例或具體的問題背景，學(xué)生能夠更容易地產(chǎn)生情感聯(lián)系，感到問題的重要性。這種情感聯(lián)系可以激發(fā)學(xué)生的興趣，使他們更有動力去解決問題。

以學(xué)習(xí)“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”相關(guān)知識的探究實(shí)驗(yàn)為例，可以創(chuàng)設(shè)一個與食品健康相關(guān)的問題情境，如“假設(shè)有一位學(xué)生，他平常特別喜歡吃花生，但最近他注意到自己體重增加了。他開始懷疑是不是花生引起了體重增加。這位學(xué)生提出了一個問題：是否經(jīng)常吃花生真的容易導(dǎo)致體重增加？”針對這個問題，可以進(jìn)行花生中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的存在及含量檢測，以了解花生對體重的潛在影響。這個情境引入了一個有趣且實(shí)際的問題，涉及日常生活中的飲食習(xí)慣和健康問題，讓學(xué)生感到問題的重要性。學(xué)生可能會產(chǎn)生各種問題和假設(shè)，如花生是否含有大量脂肪？糖類和蛋白質(zhì)在花生中的比例如何？它們是否會導(dǎo)致體重增加？通過這個問題情境，學(xué)生進(jìn)行主動思考，希望通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證或推翻這些假設(shè)。這個問題情境激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，將實(shí)驗(yàn)與生活聯(lián)系起來，使學(xué)習(xí)過程更加有趣和有意義。

（二）設(shè)置表層問題，建立探究信心

實(shí)驗(yàn)通常具有一定的難度和復(fù)雜性，而設(shè)置表層問題旨在幫助學(xué)生在面對這些挑戰(zhàn)時建立信心和穩(wěn)固基礎(chǔ)。通過設(shè)置表層問題，可以降低實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)難度，使學(xué)生更容易投入實(shí)驗(yàn)探究中。這些表層問題通常涉及基本概念或?qū)嶒?yàn)技能，如介紹實(shí)驗(yàn)儀器、如何進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析等。通過解決這些相對簡單的問題，學(xué)生能夠迅速獲得成功體驗(yàn)，建立起對實(shí)驗(yàn)探究的信心。同時，在實(shí)驗(yàn)課堂中，學(xué)生需要掌握一定的實(shí)驗(yàn)技巧和科學(xué)方法，以便進(jìn)行更深入的探究。通過解決表層問題，學(xué)生可以逐步積累這些基礎(chǔ)知識和技能，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

以學(xué)習(xí)“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”相關(guān)知識為例，可以提出問題“如何正確設(shè)置和校準(zhǔn)高倍顯微鏡以觀察微觀結(jié)構(gòu)？”這個問題涉及基本的儀器操作和顯微觀察技能，是學(xué)生掌握的第一步。通過解決這個問題，學(xué)生可以迅速熟悉顯微鏡的使用，確保它們能夠準(zhǔn)確地放大細(xì)胞樣本。接下來，可以再提問“在顯微鏡下觀察細(xì)胞質(zhì)的流動，你認(rèn)為會看到什么現(xiàn)象？為什么？”這個問題要求學(xué)生運(yùn)用他們的科學(xué)思維，提出假設(shè)并解釋觀察結(jié)果。雖然問題相對簡單，但它們鼓勵學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)中，掌握基本的觀察和解釋能力。通過這一系列表層問題，學(xué)生逐漸建立了對高倍顯微鏡操作、觀察技能和實(shí)驗(yàn)設(shè)計的信心和基礎(chǔ)，使他們能夠更好地應(yīng)對后面更為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和問題。

（三）挖掘深層問題，助力深入探究

在學(xué)生掌握了基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)問題知識后，教師需要深入挖掘與核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)相一致的問題，以幫助學(xué)生更深入地理解生物學(xué)概念，滿足他們

的求知欲望，培養(yǎng)他們的批判性思維和獨(dú)立探究能力[4]。這需要教師結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，提出更加復(fù)雜、更具挑戰(zhàn)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生收集和分析相關(guān)的實(shí)驗(yàn)資料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或模擬研究，以回答這些問題。他們需要思考如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè)，并收集、解釋和展示數(shù)據(jù)。這種過程鍛煉了學(xué)生的科學(xué)探究能力，使他們成為更有競爭力的學(xué)習(xí)者。同時，也需要學(xué)生運(yùn)用批判性思維，評估不同觀點(diǎn)和證據(jù)，形成獨(dú)立的見解。這種深入探究的過程培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和解決復(fù)雜問題的能力。這些問題通常沒有明確的答案，需要學(xué)生提出自己的研究方向和方法。這種探索性的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力，使他們具備更強(qiáng)的科學(xué)探究精神。

例如，在“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在學(xué)生學(xué)會用高倍顯微鏡觀察現(xiàn)象的基本操作后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考更深層次的問題，如，“葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動是否受到溫度、光照或細(xì)胞類型的影響？”這個問題需要學(xué)生思考如何設(shè)計實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證不同假設(shè)，以及如何收集、記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后，學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，考慮不同溫度條件下的細(xì)胞觀察，不同類型細(xì)胞的比較，或者不同光照條件下的影響等。學(xué)生需要思考實(shí)驗(yàn)的控制變量、數(shù)據(jù)采集方法和分析技巧。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后，需要收集并分析數(shù)據(jù)，比較不同條件下的觀察結(jié)果，并嘗試解釋差異。最終，他們會得出一些結(jié)論，如“細(xì)胞類型對細(xì)胞質(zhì)流動有顯著影響，而溫度對葉綠體的流動速度產(chǎn)生較大影響”。這一系列深層問題引導(dǎo)過程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力，讓他們能夠獨(dú)立思考和評估實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有效培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。

（四）延伸實(shí)際問題，促進(jìn)生活應(yīng)用

學(xué)習(xí)的根本目的之一是為了將所獲知識和技能應(yīng)用于實(shí)際生活中。因此，問題導(dǎo)向式教學(xué)在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中的應(yīng)用需要特別注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生活上的思考和應(yīng)用。生物學(xué)與其他學(xué)科如化學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)等密切相關(guān)。通過將生物實(shí)驗(yàn)與其他學(xué)科相結(jié)合，如探討生物化學(xué)反應(yīng)、生物物理現(xiàn)象或醫(yī)學(xué)應(yīng)用，學(xué)生能夠培養(yǎng)跨學(xué)科思維，更全面地理解生物學(xué)的復(fù)雜性和多樣性。同時，生活中存在著許多生物學(xué)相關(guān)的挑戰(zhàn)，如健康管理、環(huán)境保護(hù)、食品安全、人類倫理等。通過面對具體的生活問題，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的知識和技能來解決問題。這鍛煉了他們的應(yīng)用思維和解決實(shí)際問題的能力，為將來的職業(yè)和社會參與做好準(zhǔn)備。

以學(xué)習(xí)“證明DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)”相關(guān)知識為例，在實(shí)驗(yàn)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考DNA分子的化學(xué)性質(zhì)和復(fù)制過程中的生化反應(yīng)。他們可以探討DNA的堿基配對、核苷酸結(jié)構(gòu)以及脫氧核苷酸聚合反應(yīng)等生物化學(xué)概念。這有助于學(xué)生理解DNA復(fù)制的分子層面機(jī)制，并將生物學(xué)與化學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起。此外，也可以引導(dǎo)學(xué)生思考DNA復(fù)制研究中的倫理問題，如隱私保護(hù)、基因編輯等。他們可以探討在生物學(xué)研究中涉及的倫理挑戰(zhàn)，以及科學(xué)家和醫(yī)生在處理這些問題時需要考慮的道德原則。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的倫理思考能力，使他們成為有責(zé)任感的社會公民。這種綜合性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)不僅豐富了生物實(shí)驗(yàn)課堂的內(nèi)容，還使學(xué)生更好地準(zhǔn)備了未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)挑戰(zhàn)。

（五）提出反思問題，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果

在問題式教學(xué)模式下，教學(xué)評價可以通過提出反思問題，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中深入思考、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)錯誤，并形成更深刻的理解。它要求學(xué)生回顧和評估自己的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生需要思考他們的學(xué)習(xí)策略、問題解決方法以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計的合理性。這樣的反思有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和元認(rèn)知監(jiān)控能力，使他們成為更加高效和自主的學(xué)習(xí)者[5]。通過反思性問題，學(xué)生可以思考哪些部分取得了成功，哪些部分存在困難或錯誤。這有助于鞏固學(xué)習(xí)效果，使知識和經(jīng)驗(yàn)更牢固地儲存在長期記憶中。通過反思和調(diào)整，學(xué)生可以更具針對性地提高實(shí)驗(yàn)技能和解決問題的能力。

例如，針對實(shí)驗(yàn)設(shè)計和策略，可以要求學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)設(shè)計，思考是否選擇了正確的實(shí)驗(yàn)條件和方法。他們可以自問，是否充分考慮了實(shí)驗(yàn)變量的控制，是否有更好的實(shí)驗(yàn)方案可供選擇。這種反思有助于學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計的重要性，提高實(shí)驗(yàn)策略的合理性。針對數(shù)據(jù)分析和結(jié)果，可以要求學(xué)生檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并思考結(jié)果是否與他們的預(yù)期一致。如果結(jié)果與預(yù)期不符，他們可以探究可能的原因。學(xué)生還可以思考實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)記錄是否準(zhǔn)確，是否遺漏了關(guān)鍵信息。通過這種反思，學(xué)生可以提高數(shù)據(jù)分析技能，更好地理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種反思不僅有助于提高實(shí)驗(yàn)技能和知識水平，還培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和問題解決能力。

結(jié)束語

問題導(dǎo)向式教學(xué)不僅是一種教學(xué)方法，更是一種教育理念，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生的參與和主動性。通過創(chuàng)設(shè)問題情境、設(shè)置表層與深層問題、延伸實(shí)際問題、反思學(xué)習(xí)過程等策略，可以使學(xué)生更積極地參與實(shí)驗(yàn)，更深刻地理解生物學(xué)知識，并培養(yǎng)了他們的科學(xué)素養(yǎng)和解決問題的能力。因此，問題導(dǎo)向式教學(xué)在高中生物實(shí)驗(yàn)課堂中的應(yīng)用，具有重要的教育意義和實(shí)踐價值，將有助于培養(yǎng)更具科學(xué)素養(yǎng)的新一代學(xué)生。

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