[中学教育]光合作用探究史的提问设计.doc

光合作用探究史的提问设计生物教研组 陈 怡 陈小静一、问题提出的背景二期课改要改变传统教育“满堂灌”的现象，新课程教学目标要求教师不仅要关心知识点的落实，更要关心学生通过什么途径和方法获得知识和获得怎样的知识。以提问的方式组织课堂教学是促进学生学习的最有力的手段之一。美国教学法专家斯特林G卡尔汉曾说过：“提问是教师促进学生思维、 评价教学效果以及推动学生实现预期目标的基本控制手段。”课堂提问的有效设计可直接提高学生的学习兴趣，调动学生的思维积极性，以及检查学生的学习成果。而教师如果对提问的切入点、数量、方式、技能、和理答等方面缺乏良好的设计和把握，则会降低提问的有效性。课堂中有效的提问是实现有效教学的关键。因此，怎样设计问题，提高提问的有效性，成为提高课堂教学质量的一个关键因素，也成为很多教师关注的焦点。本文通过对“光合作用的发现”这一节课的观察研究，探讨课堂提问有效性的问题。二、问题成因分析与问题解决操作假设有让学生做到知其所以然，学生多回答几次便失去了兴趣，对科学方法的应用也是一知半解。有的问题设置过大，例如在最后小结时，问“光合作用有什么意义？”学生不知道回答到什么程度，不知道从哪些方面回答才比较完善准确。以上的这些问题设计没有有效提高学生注意力，激发学习热情，也没有达到启发学生想象和思维的目的，是低效或无效提问。此外，很多教师在这一节课的设计中，没有完全把科学探究史的内涵挖掘得很充分，带给学生的感悟和震撼还不够。1问题分析“光合作用的发现”是生物课堂教学中典型的科学探究史方面的内容之一。光合作用的发现过程是许多科学家设计了一系列非常经典的实验研究结果，但在以往的传统教学中，教师往往直接陈述这些实验及其结论，这样虽然加快了教学进度，但学生根本不能感受各个实验设计的巧妙之处，也谈不上任何科学素养的培养。随着二期课改的开展，教师注重了学生自主学习探究，试图通过设问、学生思考讨论从而得出结论为主的课堂教学方式来激发学生的思维。但是，逐一实验分析容易让学生感到枯燥和疲劳，学生缺乏相关的实验基础知识也为理解实验设计增加了难度。有的教师问题设计突然拔得很高，超出学生认知水平，例如，呈现了恩格尔曼实验教师每次都问“该实验用到什么实验方法？”学生回答后，教师没有进一步分析控制的什么变量、对照是如何设置的。2问题解决操作假设有学者认为：课堂提问应遵循“四度”、“四性”原则。“四度”是信度、坡度、难度、角度；“四性”指实际性、启发性、探究性、趣味性。根据该理论，基于以上的问题分析，我提出以下的解决方案：在呈现了科学家的实验后，通过一组有目的的，递进式的提问引导学生感受实验设计的巧妙，培养学生的科学素养。将大问题分步设置成小问题就能突破难点。挖掘每个实验的独特之处，从不同角度力求新颖，做到每个实验的分析提问都带给学生不同的感悟，以维持其学习热情，避免学习疲劳。对前后实验的相同点，让学生类比归纳、甚至设计实验，充分体验到与科学家相似的成就感。有重点地选取几个实验进行分析，提问有鲜明的科学性，并且要准确。在理答上出了将问题分析补充完整，还应注意对学生的激励。 在总结性提问上，给学生一种反差感，将情感教育目标有效落实。3有效性界定及可观测指标我们发现，有效提问应该符合以下要求：（1）围绕教学目标设计，具有启发性，可促进学生思维发展；（2）有层次性，能够适合不同层次的学生，由浅入深， 由易到难，由近及远，由简到繁；（3）能激发学生的学习兴趣和欲望，诱导学生深入研究和理解知识。观测指标：根据学生的表情以及问题的回答情况。在每一组问题里，难度较低的部分大多数学生能很快集体回答，难度较高部分，经过思考后，部分学生能回答，实验设计部分少数最好的学生基本能回答。整个授课过程学生应处于积极的思维状态，最后能完整写出光合作用的化学方程式。感受到科学实验的巧妙和科学探索过程的艰辛。三研究方案实施过程描述1引入新课师：一粒种子为什么能长成苍天大树？生：能吸收营养（少数）。说明：在第一个班级，我以该问题作为引入，虽然设置的情景学生有一定的生活经验，但是问题还是偏大，不具体，少数学生作出了上述回答。在第二个班级，我做了如下改进：师：一粒种子能长成苍天大树，植物是如何进行物质积累的？生：从环境中吸收营养（大多数）。说明：效果较好，但是我必须进一步追问：从哪里吸收？才能进一步展开教学，所以第三个班级，我进一步修改：师：一粒种子能长成苍天大树，植物从哪里进行物质积累的？生甲：从土壤。生乙：从空气。生丙：不对，植物生长都需要浇水，应该从水中吸收营养物质。说明：这样设问具体到位，学生根据自己的经验作出不同回答，形成认知冲突，急待知道哪一种观点才是正确的，有效调动学生积极性，很快进入到学习状态。投影：亚里士多德观点“植物的物质积累来源于土壤。”亚里士多德是著名学者、科学家，有的学生可能已经偏向这一观点，有的学生在怀疑在思考。2赫尔蒙特实验师：这位权威学者的观点是否正确呢？（这一设问又为学生留下了悬念）投影：赫尔蒙特实验他把十分容易生根成活的一段柳树枝条种植在一个大木桶里。在种植之前，他分别称量了柳树枝条的质量是2.3kg,沙土的质量是90.8kg。此后，只向盆中浇雨水，不再添加其他物质，在此过程中还专门加了一个桶盖。5年以后，柳树逐渐长大了。师：设问一 如果亚里士多德的推断正确，你认为柳树增重的质量与土壤减少的质量有怎样的关系？生：相等（绝大部分学生整齐作出了回答）。投影实验结果：当赫尔蒙特再次进行称量时，惊讶地发现柳树枝条增重74.47kg，而沙土的质量仅仅减少0.06kg。柳树增加的质量远远大于土壤减少的质量。所以，根据这个试验，赫尔蒙特认为，使柳树生长并增加质量的物质，主要来源于雨水，而不是土壤。师：设问二 你认为亚里士多德与赫尔蒙特的观点哪个正确？为什么？生甲：我同意荷尔蒙特的观点，因为他的结论是实验得出的，是真实的。师：其他同学同意这位同学的看法吗？其他学生纷纷点头表示赞同。师：很好，亚里士多德的结论是经验推测，而赫尔蒙特通过实验验证，具有科学依据，是客观可信的。由此可见，科学发现是不迷信权威，敢于质疑的结果。师：设问三 加桶盖的目的是什么？生甲：防止其他物质落入桶中。师：不错，如果有其他物质落入，最后称量的结果也就不准确了。师：设问四 该实验最成功的地方在哪里？生：思考，较难回答（未能达到预期效果）说明：柳树实验呈现后，分层设置了4个问题，第一个问题很简单，大家都能回答，这也是一种预测，紧接着造成预测与实验结果的不一致，形成两位科学家观点的强烈冲突，引发学生思考，让学生当裁判判断谁对谁错，学生根据自己的知识经验作出正确判断，通过理答及时肯定了学生，刚才向亚里士多德观点动摇的学生也意识到不能盲目迷信权威，达成情感教育目标。紧接着进一步分析该实验方法学上的精妙和成功处，4个问题设计一环扣一环，将该实验情感上、方法上的精髓，学生在积极思考中充分体会到了，是有效的提问设计。但最后一个问题学生没能回答出，虽然第3个问题已经为此做了铺垫，但可能定量分析太简单，学生反而想不到。还有一个原因就是学生不知道定量分析也是一种实验方法。由该实验，学生得出结论：植物生长的物质积累主要来自水（印象非常深刻）。师：柳树生长果真只需要水就可以了吗？你认为赫尔蒙特的实验忽略了什么因素对柳树生长的影响？生：思考片刻，有学生开始说：阳光，有学生说：空气。师：同学们的思维比荷尔蒙特严密，桶盖可以挡住灰尘等杂物对土壤的影响，但他忽略了阳光空气对树叶、枝条等的影响。说明：学生对荷尔蒙特的观点已经接受，我的这一设问让学生有点意外，反应快的学生很快想到了空气、阳光等，我及时的肯定增加了他们的成就感，其他学生也逐渐明白结论还需要进一步完善，学生十分期待下面的学习。师：如果让你来设计实验验证植物生长与空气成分（特别是氧气）的关系，你该如何设计？生：考虑中，感觉没有方向。说明：该问题超出学生能力范围，即使最好的学生也很难立刻想到方法。进一步提示：植物生长是吸收氧气呢还是放出氧气？氧气是看不见摸不着的，如何将它的无形通过其他有形事物间接表现出来？生：恍然大悟，氧气支持燃烧，所以可以将蜡烛与植物放在一起，观察蜡烛的燃烧情况。师：很好，其他的一些好氧动物，例如小白鼠也可以起到和蜡烛同样的作用。生：点头表示赞同。3普利斯特里实验问题设计一 钟罩的作用是什么？生：排除其他因素的干扰（由前面的桶盖，学生类比到这里很容易归纳出来）。问题设计二 生：大多数学生还在思考时，少数学生讲出：光照是必要条件（根据已有知识的经验性回答）。说明：这个问题给学生思考的空间太大，应该限定范围，在第二个班级，我改进如下：师：人们重复该实验时有时成功有时失败，为什么?你认为普利斯特里可能忽略了什么因素的影响？生：光照（异口同声）。通过改进，提问的有效性得到提高。重点分析以上典型实验后，学生的科学探究思维积极调动起来，为分析后面的实验奠定了良好基础。在问题设置上我也逐渐加大难度，由教师引导分析过渡到学生自己发现问题。例如，在萨克斯实验中，我没有直接问“暗处理的作用是什么？”而是问“该实验中哪些设计用于排除干扰？”这样的逆向思维既避免了学生学习的枯燥，又对学生的分析能力提出了更高要求。实施过程中，学生在老师的点拨下都能找出答案。此外，不同的实验分析侧重点有所不同。在恩格尔曼实验中，重点让学生感受实验材料的巧妙，在鲁宾卡门实验中，介绍了一种新的实验方法：同位素标记。最后，学生都能归纳出光合作用的反应物、产物、场所、条件。学习知识的同时，感悟科学探究是一代代科学家共同努力的结果，科学的进步离不开科学方法和技术的更新。总结时，我这样提问：同学们，我们能否人工模拟光合作用的场所，并且给与适宜条件，在体外进行光合作用过程呢？生：可以（异口同声）师：理论上是可以，但到目前为止，这项实验并没有成功。（学生感到惊讶，失望）如果在座各位将来能将光合作用过程模拟成功，我敢说，下一个诺贝尔奖就是你了生：（充满希望地笑了）整节课在一个个设问中环环相扣，将几个实验很好地串在一起，学生在较高的求知欲望驱使下始终处于积极思考状态，有效达成了三维目标。四提炼操作点引入：一粒种子能长成苍天大树，植物从哪里进行物质积累的？（学生会从植物生存环境考虑做出回答，引出亚里士多德的