生物科學史中的問題化學習

金交通

摘 要： 生物科學史教學在目前高中生物課堂中往往是史實介紹有余、思維訓練不足，達不到課程標準對科學史的學習目標要求。問題化學習助于解決這一難題。

關(guān)鍵詞： 生物科學史教學 問題化學習 探究能力

生物科學史在很大程度上就是實驗探究史，其中多數(shù)實驗在高中課堂上是無法體驗和再現(xiàn)的。學生對于平鋪直敘的實驗史實不可能感興趣，也不能拓展學生的思維和提高實驗探究能力。如果將生物科學史的學習問題化，讓科學家的思維滲透在問題中，學生就可以在嘗試解決問題的過程中體驗科學家探究之路，從而提升思維品質(zhì)和探究能力。

1.學習目標問題化

生物科學史教學的目標是讓學生了解知識發(fā)現(xiàn)的過程，體會科學家的思維方式和科學研究方法。如果將這些學習目標以告知的方式簡單地呈現(xiàn)給學生，學生會認為這些東西離自己太遙遠，而且面對已知結(jié)論的科學探究，學生不會激起探究的欲望。如果我們將這些學習目標隱性化、問題化，將其轉(zhuǎn)變成學生身邊的問題，甚至是學生自己發(fā)現(xiàn)、提出的問題，從而激發(fā)學生嘗試解決問題的欲望，變被動接受為主動探索，學習目標便會水到渠成。

課例：植物生長素的發(fā)現(xiàn)

高中生物教材中科學史的學習目標大同小異，主要是讓學生了解科學家的實驗設(shè)計思路，體會實驗設(shè)計的嚴謹性和科學性。將學習目標問題化后，可以將學生學習科學史轉(zhuǎn)變成設(shè)計科學實驗，這樣，學生就由被動的學習者轉(zhuǎn)變成科學發(fā)現(xiàn)的參與者和創(chuàng)造者，學習積極性自然大不相同。同時在參與和設(shè)計實驗的過程中又會發(fā)現(xiàn)新的問題，學生的思維將得到充分發(fā)展和提升，學習目標也將上升到更高的層次。

2.學習過程問題化

生物科學史的學習過程是一種比較特殊的學習體驗，由于條件所限，在課堂上進行完整的全程探究活動較難做到。因此，在生物科學史教學中的探究性學習更多的是思想實驗。在思想探究中簡單的對話式或呈現(xiàn)式教學，對學生缺乏有效的刺激，教學效果不佳。這就要求學生將生物科學史學習過程轉(zhuǎn)化成以一條核心問題為主線，并圍繞核心問題自我構(gòu)建一系列的問題系統(tǒng)，并通過小組合作形式解決這些問題，最終形成完整的科學發(fā)展脈絡(luò)。要讓學生建立起這樣的問題系統(tǒng)，可以從以下幾個方面嘗試。

2.1角色扮演策略

每一個科學知識的發(fā)現(xiàn)，放在其學科歷史脈絡(luò)中都有其特有的時代性，學生只有站在當時科學家的角度才可能發(fā)現(xiàn)有價值的問題，才可能體會當時科學家的思維方式。所以鼓勵學生進行角色扮演，使學生提出有價值探究問題的有效策略。

如遺傳基本規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中，可以進行如下教學片斷設(shè)計。

師：讓我們將目光聚焦到160多年前那個在學術(shù)界雜交試驗盛行的年代里，如果你就是當時年輕的孟德爾，現(xiàn)在有一堆雜交試驗的結(jié)果擺在你的面前，你會有什么樣的苦惱，你又想知道哪些問題？

生：為什么子一代只有一種性狀？為什么子二代又有兩種性狀？為什么子二代的性狀比總是接近3：1……

師：以你現(xiàn)有的知識理論可以解決這些問題嗎？

生：不能。

師：不錯。當年的孟德爾就和你們現(xiàn)在一樣，面對這么多的問題無從下手，因為沒有任何現(xiàn)成的理論可以解決他產(chǎn)生的疑問。那么你現(xiàn)在能提出解決辦法嗎？

（學生隨后討論并嘗試解決問題的辦法。）

通過這一角色扮演后，學生將自己放在研究者的角色上，以研究者的身份思考問題、解決問題，真切體會到科學研究的艱辛與不易，才能真正走進科學家的思維世界，提升自己的思維品質(zhì)。

2.2實驗改進策略

從生物學科的歷史發(fā)展脈絡(luò)看，每一位科學家的實驗設(shè)計都會受到當時科學發(fā)展水平的限制，一些實驗設(shè)計會存在不足和缺陷，而這恰好是激發(fā)學生問題意識、構(gòu)建問題系統(tǒng)的最好資源。

如促胰液素發(fā)現(xiàn)中，沃泰默限于當時權(quán)威主流認知的影響，并沒有對實驗結(jié)果進行大膽分析，也沒有設(shè)計更合理的實驗以進一步研究遇到的問題，而是歸結(jié)為實驗操作中的不可抗拒因素。教師此時可以不展示斯他林和貝利斯的實驗，而是利用這一契機引導學生構(gòu)建新的問題系統(tǒng)：沃泰默實驗的關(guān)鍵問題出在什么地方？如何徹底排除神經(jīng)系統(tǒng)的干擾？如何設(shè)計對照實驗，讓實驗更有說服力？學生將這些實驗思路問題化以后提出自己的改進措施進行新的研究。最后在交流評價的基礎(chǔ)上，教師再展示斯他林和貝利斯的經(jīng)典實驗，與學生的實驗設(shè)計進行對比，提升學生的成就感和探究知識的熱愛。

2.3自我反思追問策略

在生物科學史學習過程中，自我反思追問策略是構(gòu)建問題化學習方式的較高階段。該策略更多的是在解決某一問題以后，引導學生回顧自己的思考歷程，從而獲得這種思考歷程的經(jīng)驗提升。在教學中，教師可以引導學生學會追問自己：就這一內(nèi)容我是如何發(fā)現(xiàn)問題的？我發(fā)現(xiàn)了哪些問題？對于這些問題我是從哪些角度思考的？我又是采用什么方法解決的？我解決問題的方法與其他同學的不同之處在哪？有沒有更好的解決辦法……自我反思和追問不僅僅是一種構(gòu)建問題系統(tǒng)的策略，更是一種良好的學習習慣。在反思與追問中，學生往往能發(fā)現(xiàn)新的、有價值的問題，從而開展新一輪探索。

3.問題化學習的關(guān)鍵與注意事項

基于問題化學習的生物科學史教學關(guān)鍵是師生根據(jù)情境創(chuàng)設(shè)以問題主線為核心的問題系統(tǒng)。教師在實施的過程中應(yīng)注意以下幾點：①教師應(yīng)放下包袱，實現(xiàn)思想和教學方式的雙重轉(zhuǎn)變，要讓學生真正提出自己的問題；②讓學生提出問題不是天馬行空，而是圍繞課題基礎(chǔ)問題展開，同時教師和學生要對學生提出的問題進行一定的篩選，確定問題的主線；③問題化學習的主體是學生，只有真正投入問題的發(fā)現(xiàn)和探究中才能提升學生的實驗探究能力和思維能力，教師在這個過程中應(yīng)是引導者和領(lǐng)航者。

參考文獻：

[1]王天蓉，徐誼，馮吉，唐秋明，張治.問題化學習教師行動手冊（第二版）.上海：華東師范大學出版社，2015.

[2]李能國.課型范式與實施策略中學生物學.南京：江蘇教育出版社，2012：75-79.