基于生物学科核心素养的“问题串”构建

    摘 要：通过对高中生物课堂中典型“问题串”设计实例的分析，体现“问题串”设计的生活化、精细化、梯度化和开放化的特点，彰显其在培养生物学科核心素养中的功能。

    关键词：学科核心素养;问题串;设计

    所谓“问题串”，是指在一定的学习范围或主题内，围绕某一中心问题，按照一定逻辑结构精心设计的一组彼此关联的多个问题（一般在3个以上）。好的“问题串”设计，应该能够运用科学的思维方法去解决实际问题;好的“问题串”设计，应该能够诱导学生积极地进行科学探究;好的“问题串”设计，应该能够帮助学生形成生命意识和生命观念;好的“问题串”设计，应该能够让学生做出理性的解释和判断，努力担当社会责任。笔者在调研高中生物课堂的过程中，发现了大量精彩的“问题串”设计，现归纳如下，与同行分享。

    一、顺应科学思维的“问题串”梯度化构建

    科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯能力。“问题串”的设计应该依据学生的思维品质，将问题由浅入深，层层递进，便于学生对其分析与综合、比较与归纳、抽象与概括，进而具体化和系统化。

    【案例1】：在教学《基因的分离定律》（苏教版必修二）这节课时，有的老师设计了以下“问题串”：

    问题1：孟德尔研究的生物是什么？为什么孟德尔利用该实验材料能够获得成功？

    生：实验生物是豌豆，因为豌豆是严格自花授粉植物，自然情况下一般都是纯种;另外，豌豆相对性状有明显差异，容易被观察。

    问题2：既然豌豆是自花授粉植物，孟德尔又是如何做的杂交实验？

    生：孟德尔在豌豆花蕾期的母本去雄蕊，然后套袋，最后在成熟的雌蕊上，撒上父本的花粉，套上纸袋。

    问题3：简要描述孟德尔杂交和自交实验的基本过程和基本结果？

    生：孟德尔让紫花豌豆和白花豌豆杂交，紫花豌豆无论作母本还是作父本，杂交后代均为紫花豌豆;后代的紫花豌豆自花授粉（自交）产生的后代有紫花和白花，紫花和白花的比约为3∶1。

    问题4：请同学们尝试着用遗传学符号解释第一代为什么都是紫花，如果你是孟德尔，如何作出一些假设？

    生：紫花和白花亲本因为它们也有双亲，所以它们的遗传因子是成对存在的，紫花亲本含有显性遗传因子AA，白花亲本含有隐性遗传因子aa。亲本通过减数分裂将含有一半遗传因子A和a，通过精子和卵子传给第一代，第一代遗传因子为Aa，因为它含有显性遗传因子A，所以是紫花。

    问题5：请同学们尝试着用遗传学符号解释第二代为什么有紫花和白花，且紫花和白花比值约为3∶1。如果你是孟德尔，如何作出一些假设？

    生：杂种第一代Aa自花授粉时，减数分裂会产生精子和卵子都为A和a，A∶a=1∶1。在自花授粉时精卵随机受精，所以第二代会有AA∶Aa∶aa=1∶2∶1，所以紫花和白花的数量比约为3∶1。

    基因的分离定律在高中生物中既是重点又是难点，对于此类大问题的梯度化处理，能够让学生由表及里地解决此类问题。这样既活跃了学生的思维广度，又加深了学生思维的深度和灵活度。创设有梯度的“问题串”既是突破“重难点”的有效措施，又是训练学生思维、将学生引向深度学习的有效途径。

    二、易于科学探究的“问题串”生活化构建

    科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流和讨论能力。“问题串”的设计首先能够诱导学生产生对生命现象的好奇心和求知欲，激发学生科学探究的动力。

    【案例2】：在教学《染色体变异在育种上的应用》（苏教版必修二）这节课时，老师引入的“问题串”如下：

    问题1：同学们，在PPT中老师给大家展示了一块地的西瓜，如果老师不告诉大家它们是无籽西瓜，相信没有几个同学能看出来。哪位同学能告诉老师怎么辨别它们？

    生1：老师，我知道，我的办法就是切开吃，观察一下它是否有籽，另外，它吃起来比普通西瓜更甜（其他同学哄堂大笑）。

    問题2：嗯，这位同学是个不错的“吃货”！没错，无籽西瓜比普通西瓜含糖量高，吃起来更甜。哪位同学不吃就能辨别它是不是无籽西瓜呢？

    生2：无籽西瓜比普通西瓜植株茎秆粗壮，叶片、果实和种子较大。（生自发鼓掌）

    问题3：这位同学肯定课前做了预习，但回答中犯了一个严重的错误，有同学听出来了吗？

    生3：无籽西瓜哪来的种子啊！

    问题4：对的，无籽西瓜肯定没有种子的，它没有种子又是通过什么技术手段培育出来的呢？请同学们阅读课本积极思维模块，探究三倍体西瓜为什么没有种子。

    在现实生活中，学生会观察到许多诸如无籽西瓜一样的生命现象。如果教师能基于学生真实的生活情景来设计“问题串”，学生的好奇心和求知欲就会很容易被激发出来，那么对于造成这些生命现象背后的原因，学生必定会积极努力地去探究。

    三、适合生命观念的“问题串”精细化构建

    生命观念是指对观察到的生命现象以及相互关系或特性进行解释后的抽象，是经过实证后的观点，是能够理解和解释生物学相关事件和现象的意识、观点和思想方法。生命观念的形成必须依赖于生物学概念的建立，无论是大概念，还是次位概念，都需要将“问题串”设计精细，以利于这些概念的慢慢生成。

    【案例3】：在学习《光合作用的过程》（苏教版必修一）这节课时，有老师设计了如下的“问题串”：

    问题1：光合作用分为哪两个阶段？你判断的依据是什么？

    生：根据需不需要光分为光反应和暗反应。

    问题2：请以方程式的形式写出光反应和暗反应的物质变化和能量变化。

    生：光反应：物质变化：（1）水的光解2H2O→4[H]+O2

    （2）ATP的形成 ADP+Pi+能量→ATP

    能量变化：光能→活跃的化学能

    暗反应：物质变化：（1）CO2的固定 CO2+C5→2C3

    （2）C3还原 2C3+[H]+ATP→葡萄糖+C5+ADP+Pi+H2O

    能量变化：活跃的化学能→稳定的化学能

    问题3：光反应和暗反应发生的场所分别在哪里？为什么？

    生：叶绿体类囊体薄膜和叶绿体基质。因为在叶绿体类囊体膜上有光合色素能吸收光能，也有一些参与光反应的酶;在叶绿体基质中含有和暗反应相关的酶。

    问题4：比较光反应和暗反应的过程，回答光反应和暗反应之间是什么关系？

    生：光反应为暗反应提供了[H]和ATP。

    生命观念主要包括：系统观、生态观、进化观，覆盖几乎所有的主要概念。光合作用既是生物学科中最为重要的大概念之一，也是最为精巧的代谢活动之一。对于这么精巧的过程，这个问题串设计得比较精细，问题2旨在让学生明白物质和能量观，问题3让学生感悟形成结构与功能观，问题4旨在养成系统观。

    四、指向社会责任的“问题串”开放化构建

    社会责任是指基于生物的认识，参与个人和社会事物的讨论，做出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力。社会责任应该是生物核心素养的最高层次，课堂中的终极目标也在于此。

    【案例4】：在学习《转基因生物安全性问题》（苏教版选修三）时，有老师设计了3个问题：

    问题1：请同学们列举和展示生活中你遇到的转基因的生物、食品。

    问题2：组内根据大家列举的这些转基因相关的生物，讨论转基因生物是否安全？认为安全的同学为正方组，认为不安全的为反方组，各自阐述自己的理由。

    问题3：写一篇能解决转基因生物安全性的科学小论文。

    第一个问题通过学生收集生活中的生物现象，引导学生关注生产生活问题;第二个問题旨在培养学生的口头表达能力，让学生通过辩论来思考问题，对这些问题做出理性的判断和分析;第三个问题让学生通过反思，归纳总结，创新地设计出解决问题的方法。三个开放化问题的设计使学生经历了一个内悟、内省的过程，既加深了学生对知识的理解，又帮助学生逐步养成独立发现问题、解决问题的思维习惯。采用“旧题新问、不拘泥于教材、条件不确定、答案不唯一”等原则设计出开放性的“问题串”，在启迪学生创新思维方面有很大的作用。这不仅可以激发学生的问题意识，拓展学生思维的深度和广度，培养学生的创新能力，而且可以把一节课再次推向高潮，对教学的有效性起到画龙点睛的作用，为学生的可持续发展奠定基础。

    “教育就是唤醒”，让学生形成“保护自己独立思考权利”的意识。如果我们在教学过程中多思考、多发现、多创造，一定会构建出比以上案例更适合的“问题串”来唤醒学生，我们的教学便会朝着夸美纽斯曾经向往的境界更进一步——“使教师因此而少教，但是学生可以多学;学校因此可以少些喧嚣、厌恶和无益的劳苦，而独具闲暇、快乐及坚实的进步”。

    参考文献：

    [1]汪忠.普通高中课程标准实验教科书：生物：必修1分子与细胞[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2016：75-76.

    [2]汪忠.普通高中课程标准实验教科书：生物：必修2分子与细胞[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2016：27-29.

    [3]汪忠.普通高中课程标准实验教科书：生物：选修3现代生物科技专题[M].南京：江苏凤凰教育出版社，2016：28-30.

    作者简介：仇敬运（1973—），男，江苏丰县人，汉族，研究生，中学一级教师，研究方向：生物学教育。