依托问题驱动 发展核心素养

2022-11-11 09:02山东省广饶县第一中学257300魏文
中学教学参考 2022年20期
关键词:细胞膜生物学情境

山东省广饶县第一中学(257300)魏文

学习离不开思维,而思维离不开问题的引导。“在问题解决中学习”的想法由来已久,无论是孔子、杜威,抑或是苏格拉底,都对问题教学法展开了深入的研究。孔子的启发式教学和布鲁纳的发现教学法等,都是以问题为中心的教学方法。在高中生物学教学中,教师应精心设计问题,依托问题驱动学生学习、思考并解决问题,从而促进学生思维和生物学学科核心素养的发展。

一、整合信息资源,优化问题设计

课堂教学过程应是一个对新知识进行深入探索的过程,它能让教师和学生有新的收获。教师应精心设计好每一节课,优化问题设计,激发学生的求知欲,并通过师生的共同探索,有效提高课堂教学效率和质量。在高中生物学教学中,教师整合信息资源,优化问题设计,能激发学生的求知欲,有效激活学生的思维,促进学生饶有兴致地去探究知识中深藏的“奥秘”。

对于整合信息资源、优化问题设计、发展学生生物学学科核心素养,有许多课例值得我们研究和学习。例如,在教学“分子与细胞”的知识内容时,教师应从生命活动的基本单位——“细胞”的知识点入手,整合英国科学家罗伯特·胡克发现细胞、荷兰生物学家列文虎克观察活细胞、德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出细胞学说等信息资源,分析与挖掘其中的实验情境,并对问题进行优化设计。如提问:罗伯特·胡克观察到的“小室”是真正的细胞吗?细胞的发现具有什么意义?请学生尝试概括细胞学说的主要内容。学生在分析、思考问题的过程中迁移应用相关知识,构建完整的知识体系,提高了知识迁移能力。

又如,新人教版高中生物学教材必修2 第3 章第3节“DNA 的复制”的教学中,在整合教材资料的基础上,教师引导学生了解DNA 的两种复制方式——半保留复制和全保留复制的提出过程,精心设计以下问题:两种复制方式中得到的子一代DNA最大的不同是什么?怎样区分母链和子链?用何种元素进行标记?假设用N 元素进行标记,如何让细胞中的DNA被标记上?怎样让亲代DNA与子代DNA 做上不同的标记?子代DNA中母链与子链的组合有几种?如何进行观察并区分?通过层层递进的问题,学生经历了DNA 半保留复制的探究过程,真正理解了“半保留复制”这一核心概念,并逐渐形成了“科学探究”核心素养。

上述教学过程通过整合信息资源,采用问题驱动策略,帮助学生有效构建了生物学知识体系,实现了生物学核心概念的系统化,发展了学生的思维。

二、巧设问题链,激发学生自主思维

在课堂教学中,教师可以结合教学目标和学生的认知水平设计一系列问题,问题与问题之间要环环相扣、层层递进,形成既分别独立又相互联系的问题链。

核心素养背景下,以问题链为核心的教学能够有效地激发学生的学习兴趣,突破教学难点,启发学生进行自主思维,提高思维能力。

在高中生物学教学中设计问题链引导学生自主学习,可收到“以疑激思,以思激学”的效果。问题链的设计应遵循真实性、递进性、层次性原则,问题中要融入多元化的学习情境,以使学生可以深刻理解生物学概念、公式、定理,提高学生的生物学习能力和思维能力。

例如,在教学新人教版高中生物学教材必修1第3 章第1 节中的“对细胞膜结构的探索”内容时,教师可以细胞膜结构的探索历程为线索,将科学家做实验时的情境和资料进行整合,设计相关问题链(如表1),引导学生分析及思考实验的原则和方法,并理解细胞膜是如何在细胞中形成的,进而掌握细胞膜的功能与结构,以及细胞膜的结构模型。

表1 “细胞膜的探究历程”教学设计

这样结合科学家的实验资料设计问题链引导学生分析、思考,促使学生在体验知识探究过程的同时掌握知识规律与方法,进而培养学生的科学探究能力和思维能力。

三、创设探究情境,培养学生提问意识

思维源于问题,创新从发现问题开始。课堂教学中,教师要培养学生的自主提问意识必须立足于“真问题”,即学生发自内心深处的实实在在的问题。传统教学中,学生常常迫于教师的要求,提出一些“违心问题”,这不能算作提问,这比没有提出问题更糟,因为它会引导学生将“求伪”误认为是“求真”。

在高中生物学教学中,教师应培养学生自主提问,再针对学生所提出的问题引导学生积极思考,启发学生的思维。

教师可创设实验探究情境,调动学生的学习积极性,激发学生的探究欲望。例如,在青蛙腓肠肌收缩的ATP演示实验中,教师先制作青蛙腓肠肌标本,用微电极不断刺激后耗尽其能量,再分别滴加等量的ATP 和葡萄糖,然后用微电极再次刺激,观察腓肠肌的收缩情况,发现只有滴加ATP的青蛙腓肠肌收缩。这时,教师提出问题:“ATP 和葡萄糖哪个是直接能源物质?”促使学生在强烈的质疑下进行探究学习。

在教学中,教师要学会“留白”,即不要一次性地将所有知识都全部对学生讲解完,要给学生留出一定的思考时间。例如,在新人教版高中生物学教材必修1 第2 章第1 节“细胞膜的结构和功能”的教学中,引导学生探究细胞膜能否控制细胞与外界进行物质交换时,教师给学生提供紫色甘蓝的叶片、盐酸等相关材料和用具,让学生自主设计实验方案,并进行实验探究。虽然通过实验发现细胞膜能够控制细胞与外界进行物质交换,但是有的学生却提出了问题:实验中紫色甘蓝叶片撕开后是否有色素从细胞中溢出?溢出的色素是否会对实验结果造成影响?如何才能消除这种影响?此时,教师应给学生留足思考时间,让学生思考、探究、解决问题,这样学生对相关知识的理解一定会更加深刻。

教师还要为学生创设认知冲突情境,使学生能够通过理解矛盾进而思考和解决问题。例如,在教学新人教版高中生物学教材必修2中“非等位基因”这一概念前,学生已经学习了基因分离定律和自由组合定律,对此教师在呈现纯种的灰身长翅果蝇和黑身残翅果蝇杂交得到F1的基础上,让学生预测F1和双隐性个体测交的结果,学生熟练地说出了测交后代的表现型和比例为灰身长翅∶灰身残翅∶黑身长翅∶黑身残翅=1∶1∶1∶1。而当教师用多媒体演示测交结果为灰身长翅∶黑身残翅=1∶1时,学生产生了强烈的认知冲突,他们迫不及待地想知道原因,于是在教师的引领下进行探索、推理、验证。创设这样的探究情境对发展学生的科学思维具有重要作用。

美国学者布鲁巴克曾说过:“最精湛的教学艺术,遵循的最高准则就让学生能够自己提问题。提出问题是思维的动力、是创造的基石,也是解决问题的重要途径。”在教学中,教师应为学生营造有利于互动的教学氛围,培养学生自主探究、自主提问的意识,进而培养学生自主学习的习惯。

四、关注真实性问题,促进学生认知发展

美国教育家苏娜丹戴克曾说过:“告诉我,我会忘记;做给我看,我会记住;让我参加,我就会完全理解。”教师可结合实际生活对学生进行问题驱动式教学,并确保问题具有互动性、激励性、情境性、真实性的特点,这也是发展学生生物学学科核心素养的根本要素。

例如,在教学新人教版高中生物学教材必修2第2 章第3 节中的“伴性遗传”时,教师为学生讲述了“一双袜子”的故事,通过一双棕灰色的袜子引出“色盲”的定义,以此帮助学生形成生命观念。教师可通过“道尔顿不放过身边的小事”这一事例,来培养学生敢于批判、大胆质疑的科学精神。对于伴性遗传,教师可通过红绿色盲检查图检测,快速吸引学生的注意力,通过生产、生活中的内容引导学生进行思考,培养学生的社会责任意识。对于系谱图分析,在讨论遗传方式时,教师可结合人类红绿色盲症系谱图设置问题链:(1)将资料中的基因型和表现型补充完整;(2)分析系谱图,并试着对红绿色盲的遗传性进行总结与分析;(3)红绿色盲中为何女性患者少而男性患者多?(4)依据红绿色盲的遗传特点,尝试归纳伴性遗传的特点。利用学生身边的事例和接触到的生命规律推动学习进程,提出的问题又使学生感同身受,背景知识的铺陈也降低了学习的难度,帮助学生顺利实现从感性认识到理性认识的升华。

又如,新人教版高中生物学教材选择性必修1“体温的调节”这一内容的教学中,教师结合学生实际创设马拉松运动这一情境,设计如下真实性问题:运动员在剧烈运动的过程中呼吸会发生什么变化?运动员在比赛中呼吸频率加快有什么意义?运动员产热增多,为什么体温不会持续升高?运动结束后马上进入低温的空调房间,运动员及其机体会有什么反应?通过创设与学生现实生活紧密联系的教学情境,并设计问题链,引导学生思考,驱动学生运用所学知识解决问题。通过真实的图片和情境,引导学生总结人体热量的来源和去向,充分体现了生成性教学的理念,有利于发展学生的科学思维,促使学生形成稳态与平衡观。

核心素养背景下,教师在教学时应选择一些体验性较强的素材内容,如实践活动、生物实验、生活常识等,启发学生思考,使学生能够自发自觉地学习,并在熟悉的场景中思考问题。此外,教师还应挖掘教材内容与生活的关联性,引导学生结合生活情境深入理解生物学知识。

总之,为了更好地发展学生的生物学学科核心素养,教师应深入研读新课标,结合新课标的要求和教材内容,设计相应问题,引导学生分析和思考,使学生能更好地理解知识,提高学生的知识综合应用能力,推动生物学课堂教学有效发展。

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