论高中生物“问题提出型”课堂教学的构建
中图分类号 G633.391 文献标志码 B
“问题提出型”课堂教学是以培养学生提出问题为主的，不同于传统的以学生解决问题为主的“问题解决型”课堂教学。《普通高中生物课程标准（实验）》要求培养学生“通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题”的能力。但在目前的生物学课堂教学中，教师比较注重设置高质量的问题或问题串驱动学生开展探究性教学，而忽视如何引导学生提出问题。现在的课堂一般是教师问得精彩，学生讨论得热烈，圆满地解决了教师提出的问题。其实，教师都明白“提出问题”比“解决问题”更重要，问题的提出是科学的起点，是知识的生长点，是学生主动求知的开端。培养学生“提出问题”的能力能促进学生知识的生成与建构，是培养学生核心科学素养重要内容。“问题解决型”课堂教学形成的原因在于教师不了解问题产生的途径，不清楚学生“提出问题”的能力构成要素，从而影响了教师对课堂教学策略的选择，因而难以开展“问题提出型”课堂教学。
1 问题产生的途径
1.1 解释自然现象过程中与已有认知图式的矛盾
用已有的认知图式解释自然现象的过程中产生的矛盾是思维与现实的碰撞，容易产生问题的火花。例如，由于细胞在高渗环境中失水，在低渗环境中吸水，因此，人们一直认为水分子通过细胞膜是自由扩散的。但在后来的研究中发现细胞膜的主要成分是蛋白质和磷脂，磷脂构成了细胞膜的基本支架，而水分子与脂质不溶，理应很难通过脂溶性的磷脂双分子层，这就造成了已有的认知图式（脂双层的细胞膜骨架）难以解释自然现象（水分子易于通过细胞膜）。于是，问题产生了：“水分子究竟是如何通过细胞膜的？”这才有了阿格雷对水通道蛋白的发现。在用已有认知图式解释自然现象的过程中，教师应要求学生有理性分析的思维、实事求是的态度，敢于质疑已有观点，否则问题会被忽视。
1.2 对自然现象与实验实践现象的“寻根问底”
很多科学发现都源于对自然现象的“寻根问底”。科学家对生命现象的探索往往会从三个层面上提出问题：① “是什么”，这是对生物学现象的描述，用来阐明一个生物学事实或描述一个实验结果；② “怎么样”，这是实验操作阶段，通过人为的改变实验条件，预期或证实生物学现象；③ “为什么”，是生物学原理的探索阶段，是对生命本质的思考，科学家通常通过提出假设来解释生物学现象，然后用实验论证解释的正确与否。
例如在“生长素发现”中，科学家通过“什么是向光性”“单侧光怎样引起植物向光弯曲生长”“单侧光为什么会引起植物向光弯曲生长”3个问题阐明了植物的向光性及其原理。然后再进一步通过“生长素是什么”“生长素是怎样促进植物生长的”“为什么生长素能促进植物生长”探索了生长素的作用机理。由此可以看出，“是什么”“怎么样”和“为什么”的3个问题在探索生命现象的过程中可以不断往复循环，推动科学研究不断逼近生命本质。
1.3 从科研文献资料中获取
1.3.1 科研文献资料中陈述的问题
在科研文献资料中遗留着大量未解决的问题。因此，通过阅读前人的研究，可以知道很多未知的东西。例如艾弗里研究了格里菲思的肺炎双球菌活体转化实验，提出了格里菲思未解决的问题――转化因子是什么。生物学文献资料中存在着大量的理论模型与假说，这些往往是问题的来源。
1.3.2 对科研文献资料的归纳和分析
通过对科研文献资料进行列表分析、知识框架图的构建等，可以提出一些有价值的科学问题。如在学习了“自由组合定律”后，分析孟德尔的假设，学生知道，孟德尔阐述的是控制两对相对性状的两对等位基因互不干扰、独立分配时的遗传现象，即意味着这两对等位基因分别位于两对同源染色?w上，且两对等位基因之间不存在相互作用。据此，教师可以引导学生列表分析两对等位基因之间存在各种关系时的遗传情况，从而提出有价值的问题（表1）。
1.3.3 对科研文献资料的质疑
科学问题来自于怀疑精神。对已有的生物学知识和观点的质疑推动着科学不断地在纠错中成长完善。如在对“遗传物质是什么”的探索过程中，在20世纪20年代，基于人们对蛋白质的认识水平，人们认为：蛋白质是遗传物质。到了30年代，开始有少数科学家对此表示怀疑，认为DNA是遗传物质。于是，科学家开始寻找DNA是遗传物质的证据。
1.4 来自于人际间的知识交流
科学问题可以在人际间的知识交流中产生。通过交流，会不断地受到启发，从而提出自己独特的见解。例如科学家在研究了常染色体上的基因的遗传方式后，同样可以受到启发产生问题：“如果这对等位基因在性染色体上，会出现什么样的遗传现象？”
1.5 来自于社会、生活的需求
科学的发现与研究离不开社会的需要，知识是在解决现实生活、生产中的实际问题过程中产生与生长的。例如屠呦呦对疟疾的研究；对酶的研究最初也起源于19世纪50年代法国葡萄酒变酸的问题。
2 影响学生“提出问题”的因素
2.1 学生的动力因素
兴趣和求知欲是学习的心理动机，支配着学生不断提出问题、探索新知、探索真理。高中生对生物学习的兴趣发展大致有四个层面：
① 直觉兴趣，他们对呈现出来的生命现象或生物学实验现象（包括演示实验、模拟实验）充满好奇；
② 操作兴趣，他们会对观察到的生命现象动手操作，用以验证或探究，大部分学生一上实验课就情绪高涨；
③ 因果认识的兴趣，他们不仅仅满足于实验操作，而倾向于对生命现象原因或机理的探索，渴望理解生命本质； ④ 概括认识的兴趣，受个别生命现象的因果联系的启发，去探索其他的生命现象，总结归纳包容性更大的一般性规律。
因此，在生物学教学中，教师要遵循学生兴趣发展的层次来设计教学。首先，教师要从从学生的直接兴趣入手，从认识生命现象本身的兴趣开始，创设真实的生物学情境，激发学生的好奇心；然后，让学生动手操作来体验生物学现象的形成过程，即调动学生的操作兴趣，?T导学生产生探究生命现象形成原因的欲望，也就是因果认识的兴趣；最终，使学生在好奇心和求知欲的驱使下，能够积极主动地提出问题并探求问题的解决。
2.2 学生“提出问题”的能力结构
学生“提出问题”的能力结构主要包括学生的知识结构、认知技能与思维策略三方面。学生的知识结构是“提出问题”的前提。这里的知识结构包括学生已掌握的生物学知识（包括生物学概念、原理、生物学实验知识、生产生活实践知识等）与其他的学科知识。问题来源于学生已有的知识结构与生命现象之间的矛盾，驱动着学生由已知知识向未知知识的探究。丰富的知识能引发学生从不同的角度去分析生命现象，有利于问题的提出。例如“水通道蛋白”的发现中，如果学生利用化学学科相关的知识，分析水分子进出细胞膜的生命现象，就能提出“水分子是如何通过细胞膜”的问题。
认知技能包括观察技能、实验操作技能。生命科学是实验科学，生命本质的探索离不开实验与观察。因此，在生命科学领域中，实验观察是提出问题的最重要、最基本的一种途径。观察和实验技能是最基本的认知技能。
思维策略是对信息进行加工的思维方法，可促使学生通过观察、分析具体的生物学情境，检索并提取已有的知识结构，选择一定的思维方法去思考问题。例如，学生在学完以DNA作为遗传物质的生物体内的遗传信息的传递后，通过列表分析，选择类比的思维，提出“在以RNA作为遗传物质的生物体内遗传信息是如何传递”的问题（表2）。
2.3 学生的情感、态度与价值观
科学源于生产、生活实践，又应用于生产、生活实践。这要求学生关注生活、关注社会、关爱他人。只有这样，学生才具有使命感、社会责任感，才会关注社会生活中的生活学问题。只有具有强烈的使命感和社会责任感，学生才会实事求是，勇于质疑。通过关注困挠人类的疟疾，才有了青蒿素的发现与提取；关注“恶苗病”，才有了赤霉素的发现。
学生“提出问题”的能力是能通过学习活动中培养起来的。因此，教师的课堂组织策略、教学设计、教学策略的选择，及对学生所提问题的评价等都会影响学生“提出问题”的能力的发展。具体关系总结如图1所示。
3 构建“问题提出型”课堂教学的策略
3.1 创设和谐教学氛围，精心保护学生的好奇心
美国心理学家罗克斯认为：“成功的教学依赖于一种真诚的尊重和信任的师生关系，依赖于一种和谐安全的课堂气氛。”因此，在课堂教学的组织策略上，教师必须要创设和谐民主的教学氛围，使学生敢于展现自我。在这种氛围下，学生的好奇心才会被点燃。例如将双缩脲试剂放入蛋白质溶液中呈现紫色，学生会好奇：为什么会呈现紫色？
3.2 强调问题意识，激发学生的提问动机
通过对科学家“提出问题”的历史事件进行教学编辑，让学生了解科学发现始于问题，问题的提出促成了知识的生成与建构，从而使学生树立问题意识，明确提出问题的重要性。例如，科学家在利用噬菌体作为实验材料证明了DNA是遗传物质后，美国学者库兰特对RNA病毒的遗传物质产生了疑问，最终利用烟草花叶病毒的重建实验证明了在RNA病毒中，RNA是遗传物质的论点。又如科学家在揭示酶的化学本质是蛋白质后，切赫和奥特曼产生了疑问：“是不是所有的酶都是蛋白质？”最终通过实验完善了对酶的化学本质的定义。
3.3 关注知识结构的开放性，促使学生问题的生成
“提出问题”的能力与知识结构的合理建构有关。教师习惯于向学生展示封闭式的知识结构体系，这不利于学生问题的生成。在生物学教学中，教师应指导学生将知识系统化和概括化，特别应指导学生建构起有序而开放的知识结构，促使学生提出问题。例如在学习了“生物体中的遗传信息流，克里克归纳出了中心法则，并对其进行了补充”这些内容后，教师可以让学生进一步完善知识结构，如在中心法则的基础上，补充DNA、RNA、蛋白质等的功能，并借鉴克里克对中心法则的补充引导学生提出下列问题：① DNA和RNA均能复制，蛋白质在某些情况下能不能复制？② 蛋白质能调控DNA的复制、RNA的转录和翻译，那么RNA能否调控DNA的复制、RNA的转录与翻译？③ 有些蛋白质和RNA能作为催化剂，有些DNA是否也能起催化作用？这样从而建立起开放型的中心法则的知识结构（图2）。
3.4 注重思维方法的教学，使学生善于“提出问题”
有了良好的学习氛围、强烈的提问动机与有序开放的知识结构后，学生可能仍然提不出问题，仍然无法从已知走向未知，究其原因是没有掌握“提出问题”的思维方法。因此，在生物学教学中渗透“提出问题”的思维方法是极其重要的。“提出问题”的思维方法有很多：逆向思维法、类比联想法、追因索果法、条件改变法、比较归纳法等等。下面就在“提出问题”过程中最普遍的重要思维方法作简单介绍。
3.4.1 逆向思维法
从生物学问题的相反方面进行思考与探索，从而提出问题的一种质疑方法。例如孟德尔研究“分离定律”，研究的是“颗粒遗传”，提出了体细胞中存在的两个等位基因是各自独立、互不混杂的。学完“分离定律”后，教师可以让学生解释自然界中的生命现象：红花与白花杂交，其后代开出粉红色的花。从而诱导学生从分离定律的对立面思考，进而提出问题：如果这对等位基因是相互作用的，可不可以解释这种遗传现象？
3.4.2 类比联想法
通过类比联想也是生物科学研究中常用的“提出问题”的思维方法。它是根据两种事物在某些特征上的相似性，作出相似的假设。例如受“植物是由细胞构成”的启发提出“动物是不是也由细胞构成”的问题；根据噬菌体（DNA病毒）的遗传物质是DNA，提出“烟草花叶病毒（RNA病毒）的遗传物质是不是RNA”的问题。
3.4.3 追因索果法
教师利用学生的好奇心与求知欲，引导学生对生命现象进行“是什么”“怎么样”和“为什么”的提问，从而不断促进学生对生命本质的思考，使学生不断生成和建构认知结构。例如光合作用的发现过程中，科学家是紧紧围绕着以下问题展开研究的：植物生长发育所需要的物质是什么，从哪里来？如果没有光，植物的生长将会怎么样？为什么植物的生长需要光照？……
3.5 合理评价，激励学生提出可以探究的科学问题
教师需要“善待”学生提出的问题，应该对学生敢于提出问题及时给以肯定，强化他们的提问动机。评价问题的三个标准：① 问题提出的知识结构的综合性（单一知识、单一学科知识？多学科知识？）；② 问题的深刻性（属于感知水平？操作水平？指向生命机理？知识或技能应用水平？）；③ 问题表述的明确性与具体性。当然，学生提出问题时采用的思维方法也可以用于评价问题的价值。再让学生对照评价标准进行自评、他评等，使学生学会提出“可以探究的科学问题”！
4 总结
由于教育的综合性，教师在选择某一材料展开教学时，可以从不同的侧面来培养学生“提出问题”的能力。例如教师在利用科学发现史进行教学时，既可以激发学生的学习动机，又可以进行知识结构、认知技能、思维方法等“提出问题”的能力结构的培养，还能对学生进行情感、态度与价值观的养成教育。
培养学生“提出问题”的能力，提升学生的学科核心素养，使生物学教学由“问题解决型”走向“问题提出型”是当今教育的需求！
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