问题串在培养学生理性思维核心素养中的运用

徐 婷

(江苏省南京外国语学校河西初级中学 210019)

“理性思维”指的是尊重事实、崇尚实事求是的求知态度，是能够运用科学的思维方式认识事物、提出并解决问题的思维习惯和能力。通过生物学课程的学习，学生应逐步发展理性思维素养，学会利用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法，并结合生物学知识对相关生命现象、规律及生物学事件进行探讨、阐释和论证。

正如布鲁纳说过：“教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动，思维永远是从问题开始的。”在课堂教学过程中，教师利用精心设计的问题，活化学生思维、激发理性思维的动力，是促进学生理性思维发展的有效方式。“问题串教学”就是指围绕学习内容及目标，按照逻辑思维结构设计的一系列有序的问题，将其连接成串并在课堂教学中加以利用的教学形式。设计合理的问题串可以引导学生在解决问题过程中培养理性思维的素养。

1 问题串引导归纳，彰显理性思维之缜密

笔者在教学过程中发现一些过程性知识如人体的血液循环、人体内的气体交换、植物光合与呼吸作用等。学生学习起来比较困难，同时为了考试死记硬背的现象很多。为了更好地培养学生归纳总结能力，笔者通过“问题串”将生理过程知识按阶段设计成问题，引导学生思考各阶段的特点及相互关系，在主动思维中进行归纳概括，形成知识网络。

例如，在“人体内的气体交换”一节中，学生常常对气体交换场所以及交换的气体种类等内容难以深刻理解，笔者因此从学生熟知的常见现象入手，设计问题串：①人体通过呼吸运动，吸入气体与呼出气体相比，哪些气体成分发生变化？②氧气去哪儿了？二氧化碳又是从何而来？这一生理过程称为什么？③人体内的气体交换可以分成哪几部分？④肺泡里的气体交换的具体场所？交换的气体种类？两种气体分别向什么地方扩散？⑤经过肺泡里的气体交换，富含氧气的血液通过哪种血液循环路径到达组织细胞？⑥组织里的气体交换的具体场所？交换的气体种类？两种气体如何扩散？⑦你能说一说，通过呼吸运动，氧气含量下降，二氧化碳含量上升的根本原因吗？

其中的问题①⑥引导学生理解人体呼吸过程吸入氧气、呼出二氧化碳的本质是因为进行了人体内的气体交换，问题⑤是将学生原有的血液循环知识与新知识融合，在大脑中形成新的知识体系。通过研学“问题串”，学生自然逐步归纳出人体内的气体交换过程。

2 问题串引导模型建构，彰显理性思维之精彩

模型是一种对所认识事物的概括性描述，生物学研究中常见的模型有物理模型、数学模型和概念模型。在模型构建过程中，学生要经历思考与行动，这实际上是一种思维与行动相协调的过程。在课堂教学中，利用“问题串”将模型构建难点进行分解，形成逐级的台阶模式，可以有效地引导学生进行学习活动。

例如，在学习“生态系统具有一定的调节能力”这一概念时，笔者通过创设问题情境，利用问题串帮助学生逐步构建出概念模型。问题情境：某草原今年的长势很好，请你预测生长在草原上老鼠和老鹰的数量变化趋势。设计问题串：①草原上的草、老鼠、老鹰之前的捕食关系如何？②因为今年草的长势很好，老鼠的数量会如何变化？③老鼠数量的变化又会给草的数量带来什么影响？对老鹰的数量又会产生什么影响？④草与老鹰数量的变化对老鼠的数量有何影响？⑤这个生态系统中各成分数量还会发生怎样变化?⑥你能试着用曲线图的形式表达出各成分之间的数量吗？教师引导学生分析得出：生物之间通过捕食关系相互影响和相互制约，并构建草原上鼠、草、鹰数量关系图(图1)。在此基础上再进一步绘制数量关系曲线图(图2)，通过观察曲线的走向归纳出生态系统具有一定的自我调节能力，也就是其具有稳定性的原因。

相比于直接讲授这种被动的学习方式，在问题串引导下进行模型构建的过程就是学生主动理解生物学概念的过程。通过思考—尝试—错误—再思考—再尝试，形成清晰的理性思维，深刻地认识和理解概念。

3 问题串引导推理，彰显理性思维之严谨

生物学科是一门自然科学，严谨的逻辑性是它的特征。所以，教师在生物教学过程中，应巧妙地设计教学，锻炼学生的逻辑判断与推理能力。推理能力是指学生在学习过程中，通过观察、实验、猜想、证明等活动，发展出的合情推理和演绎推理能力，并能清晰地阐明自己想法的素养。

图1 草原上鼠、草、鹰数量关系图

图2 草原上鼠、草、鹰数量关系曲线图

例如，尿液的形成过程是学习人体泌尿系统的一个重难点。笔者在肾单位结构的图式教学基础上，结合教材中青蛙血液、肾小囊内液以及终尿成分的对比表，通过问题串的形式启发学生探究尿液形成过程。完成该过程共需要5个层层递进的问题：①肾小囊内的液体来自于哪里？②血浆和肾小囊内液成分的变化，说明肾小球和肾小囊壁的作用有什么特点？③原尿和尿液的成分有什么不同？④肾小囊中的原尿会流向哪？⑤在原尿中出现葡萄糖而在尿液中并没有，这说明肾小管有什么作用？被肾小管重新吸收的物质进入了哪里？在此基础上引导学生通过绘制动态过程图(图3)，有效地突破了尿液的形成过程这一重难点内容。

图3 尿液的形成过程

学生在环环相扣的问题引导下，通过解决一个个彼此相关联的问题，推理出尿液形成的原理。前一个问题的解决是后一个问题的基础，每一个问题成为学生推理的依据，一层层搭建出思维的阶梯。

4 问题串引导质疑，彰显理性思维之批判精神

拥有批判性思维的学生，习惯于对自己或是他人的观点进行反思、质疑并进行分析，同时通过思考作出理性的决定。在教学中，要想培养学生的批判性思维素养，教师就要学会引导学生提出质疑。教师在备课时，要留心寻找教材中可以用来设计成问题的素材，引导学生进行判断，从而培养批判性思维能力。

例如，在初中生物学习中，并没有涉及到细胞减数分裂的内容，但是教材部分章节中牵涉了生殖细胞、受精卵及体细胞中染色体数量的相关知识。在进行这部分内容教学时，若直接和学生讲述减数分裂过程，初中学生难以接受，故可以通过问题引导学生质疑：①如果精子和卵子中染色体数目和体细胞一样，请以人类为例，算一算你的子代及其下一代体细胞中的染色体各有多少？(问题提出后，学生通过计算很快就会质疑假设，教师让学生充分讨论后，再提出问题)②精子和卵子中染色体的数目与体细胞有什么关系？③染色体数量的不同对于生物来说有什么意义？通过质疑、大胆猜测和问题的解决，学生会有一种强烈的成就感，进而促进了其大胆质疑的勇气和意识，这也是培养学生批判性思维的有效方法。除此以外，教师也可以通过分析早期经典实验的不严谨之处，引导学生分析和评价实验方案，大胆进行修改和完善，这一过程中也可以充分地锻炼学生的批判性思维。