（课程与教学论专业论文）问题解决教学法在高中生物教学中应用研究.pdf

塑墼塑盗塑兰鲨奎壹生塑塑兰! 窒旦堕墨一一 a b s t r a c t ma o c o r d a n c ew i t ht h cp r c s e n ts j t u a t i o n o fb i o l o g y t e a c h i n g i nb i o l 酒c a l t c a c h i i i g 。b a s c d 彻t h ef o 珊c ra c h j e v 锄衄t s 锄dc o m b i n e dw 油t h ca u t h o r f so 帅 t h o u g h ta n dt e a c h i n ge x p c r i e n c c ，t h i sa n i d ei si n 咖d e d t 0p f o b cat e a c h i n ga p p m a c h w h i c hm e c tt h en e e d si nt h en 鲫s i t i l a t i o n 一一p t 0 b l e m - s o l v i n gm 础i n g a p p f o a c h f i 斌m a k e 柚i 枷c i i 蛐o ft h e l a t e dq u 硎衄t h e “畔b l e ms o l v i 昭t e ；l c 岫呜m e m o d a n dm e d 叫f o 嗍砌岫t e a c h i n g 砸n c i p | eo f i t 枷g t om e 晔湖t s i 岫d o f t h cb i o j o g y 妇c h i n g 1 1 l a t i s ，船p f i 呻l co fo b v i 咖p u r p 噼k tm c 咖d e n t s h 啷恤把a 洲岵p i i l p o 辩 a h e a do f 血吐；t h c 咖p l eo f 啪c 托把州e c i 1 k t c a c h 盯3 h o u m m k c 撒i y b a s c d 蛆m e 啪c i e t cp f o b l e 椰；n 蟛p f i n c i p j eo ft 胁l g h ti n s p i r a t i o m1 n b cl e a c h e rs h 砌d 仃yh i sb e 甜t om a k c 山c 咖d “b f o 哪t h ch a m to f t h i n l 【i n ge s p e c i a l l ym ea b i l i t ) ro fa c 柏i l y ；t h cp i i n d p l co f p f 懈鹞 如 l o p 岵1 h et e 皇蛐卵) c e 龉s h o u l db e 彻t e d 罄am o v i n g 姐dd e i o p i n gp f o 蟠；也c p r i n d p ko f 唧k t c 啪札n e 畔o f t e a c h i n g s h o u l db e 咖p j c 钯 s e n d b 鹤e d 傩l h et e a c h i n g 呻【地i p l e ，d e s i 驴t kc k 瞵r m 缸棚咖p a t i c mo f “p f o b l e m 蚓1 嵋口矿：五i 髓o fa l l ，t h e s e tu p 蛳q u e s 曲勰o f 岫b i o l o 班b 鲫i c d g c ，姐d i v e t h e 脚k t h e 蜘t a k cp a f t 证t b e 硎v 姆虹a g e t h 锄幻p p o s c t h cs u p p o s i 蛐 b a s e d l h e i r 删n 旺p e 妇蛐d h 明姆啊s l a 主e 也出p l 姐t os o l v e t h e p b l 翱毽b yu s i n g 恤腓m o d0 f l o g i c 砖啪n 岵n 吼a s k 也e 咖籼t s t o 鲫血n 础雠飘l p p o s i ：i i o n j s f i 啦倪 n o t 嘞f d i 呜t on 把h 喇r l e d g cm a ln 唧h 州em a g 删，t h e nw o 盘a mt h e i ra w n 丘吼c n t f i n a l l y ，m a l 【cl h cs m d e b 鲫嘶d 盯n 艟把s i d t 衄dm cp f 嘴0 羞严曲l 岫s l v i n 昏b y f e 咖s i d c 血哆n l m b a c k l o d l e b i o i o g i c 姗i e d 鲈q u 髓哟弧a t l a s b y 辩t i i a g u p t h e 辩p l o s s 陆 p m m o 忙t h cs t i l d e n 留珊蛆p l et h i 蜘a b i l i 哆 确1 a l l y ，i tc o n 触st h r o u 曲t e a c h j l l gp r a d i c et h a tt h ca p p 帕a c hi s m o r ea d v 卸c c d t h a nt h et r a d i t i o n a lm e t h o d s i tc 柚c n c o u 豫g et h ca c t i v “y a n di n i t i a t i v e so ft h e s t l i d e n t st os t u d vc i l l t i v a t ct h ea w a r c n e s so ft h es t u d e n t st oa p p l y 柚dc 托a t ei ns t l l d y 加dd c v e l 叩t h ea b i l i t yo ft h es t i i d 锄t s 幻粕a l y 锄ds o l v ct h cp r o ；b k m & k e yw b r d ：b i o l o 舀c a lp f o b l 锄；p r o b l e ms o l v i n 瞽t c a c h i n gm o d e l 问题解决教学法在高中生物教学中应用研究 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生学院有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文 被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生学院可以将学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 签字日期：年月日跏期嚣蕊萤 签字日期：d = 诈上月力由 问题解决教学法在高圣生物教学中应用研究 1 概述 1 1 问题解决教学的概念 “问题解决”教学的定义是什么呢? 它是心理学研究领域的一个老课题，心 理学家对河题解决学习的研究至少己有1 0 0 年的历史。其第一个定义是“给定信 息和目标之间有某些障碍，需要被克服的刺激情景”1 1 1 。最早由美国实用主义 教育家杜威在其1 9 1 0 年出版的我们怎样思维一书中提出。其对问题解决的 心理过程进行了探讨，提出了解决问题的五个步骤，并且在此基础上创立了五步 “问题学习法”。现在许多认知心理学家以信息加工理论为基础，他们把问题分 成三种状态：初始状态、中间状态、目标状态，从而认为“问题解决”就是“个 体从初始状态到目标状态之间所采取的一系列行动的过程。”如果我们把一节 课的教学看作教师的一次“问题解决”的话，那么问题的起始状态就是教师对教 学任务的分析，学生已有的知识、经验，开始学习时的情绪、情感；问题的目标 状态就是通过教学使学生学会了什么。问题的“中问状态”就是教师解决这一问 题由起始状态达到目标状态要经过一些步骤，一以逐步逼近目标状态。 第二个定义那就是“在教学过程中，教师通过有目的地提出系列类型的问题 或任务，引导学生主动发现、积极探索、实践体验、解决问题，以便深层理解并 掌握和运用基本知识，实现从能力到人格整体发展，成为有效的问题解决者的一 种教学策略。”从该定义来看，它既保留了我国教学的优良传统一对于基本知 识掌握的关注，又紧扣当前课程改革的总体目标一学生能力、情感、价值观等的 整体发展目标。它既不同于纯粹的教学理论，也不同于具体的教学方法，它是实 施教学的一种方法论体系。问题解决”教学模式是以多元智能理论为框架。以 建构主义理论为依托，采用“问题”本位或“问题解决”导向来组织教学的，“闯 题”的提出不是任意的，而是有“目的”的，还要有恰当的学习目标，所提出的 问题要能把问题解决的活动与其隐含的基本概念、法则、原理联系起来，要让学 习者进行聚焦性、反省性探究，把学生引导到对其中的基本知识、基本结构、基 本规律的理解上，以及对人、对自然、对社会的态度上。问题的表现形式可以是 一个“疑问句”，可以是一项任务或目标的陈述，矛盾的呈现，也可以是一种情 境的刨设，但不应是单一的问题，丽应是系列的问题。 与其他国家相比如美国，我国的高中生物教学以高考的考试大纲为指导思 问题解决教学法在高圣生物教学中应用研究 想，考试考什么，老师就教什么，学生就学什么。并且在教学过程当中，我们强 调考试是以课本为主体，以现有的知识进行教学，所以学生的整体应试水平较高。 然而，随着时代的发展，我国高中生物教育的不足日益显露出来。其中比较突出 的两个问题是，学生应用能力的意识不强，创造能力较弱。学生往往不能把所学 的生物知识应用到实际问题中去，对所学的生物知识的背景了解不多；学生机械 的模仿能力较强，而当面临一种新的问题时解决办法却不多，对于诸如观察、分 析、归纳、类比、抽象、概括、猜想等发现问题、解决问题的科学思维方式了解 不够。 1 2 问题解决教学的国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 在1 9 世纪末，2 0 世纪初，一些心理学家首先对“问题解决”的心理过程进行 研究，美国实用主义教育家杜威在其1 9 1 0 年出版的我们怎样思维一书中，首 次对问题解决的心理过程进行了探讨，提出了解决问题的五个步骤，即：在情 景中感到要解决某种问题：明确要解决的疑难是什么：提出解决问题的假设； 推断所定假设的内在涵义；在行动中检验假设，从而解决问题。并且在此基 础上创立了五步。问题学习法”。随后“问题解决”的研究被延伸到教育界，国 外有关“问题解决”教学的研究有许多理论与专著，特别是2 0 世纪中期以来，如 美国教育心理学家布鲁纳的“发现学习”、前苏联教育家马赫穆托夫的“问题解 决”教学法、以及基于建构主义理论的“抛锚式”教学法，这些都深化、扩展了 “问题解决”式教学模式的理论研究。其中最有影响的是问题教学创始人之一的 马赫穆托夫的问题教学一书，他的关于创建问题情境、对话设计、问题教学 等思想给我们实施“问题解决”式的教学提供了思路。现在许多认知心理学家以 信息加工理论为基础，他们把问题分成三种状态：初始状态、中间状态、目标状 态，从而认为“问题解决”就是“个体从初始状态到目标状态之间所采取的一系 列行动的过程。”如果我们把一节课的教学看作教师的一次“问题解决”的话， 那么问题的起始状态就是教师对教学任务的分析，学生已有的知识、经验，开始 学习时的情绪、情感；问题的目标状态就是通过教学使学生学会了什么。问题的 “中间状态”就是教师解决这一问题由起始状态达到目标状态要经过一些步骤， 以逐步逼近目标状态。在加涅和奥苏伯尔的学习分类中指学习的最高形式即学生 4 问题解决教学法在高圣生物教学中应用研究 改组已有的知识，概念和规则，获得新规则或新的思维产品的思维过程。解决问 题的策略在其中起重要作用。问题解决概念涉及问题解决的结果、过程和有效解 决问题的原则。” “问题解决”在教学中的进一步运用与建构主义学习理论热潮兴起密不可 分，2 0 世纪以来对建构主义思想的发展做出重要贡献并将其应用于课堂学习发 展的是杜威、皮亚杰和维果茨基。维果茨基所开创的“心理发展的文化历史学说”， 将“活动”作为理论的中心概念之一，从活动与心理、活动与意识统一的原则解 释活动与发展的关系。维果茨基提出，“作为教育过程基础的应该是学生的个人 活动，而一切教育的艺术则应该归结为引导和调节这一活动”。从某种意义 来说，这种活动是蕴涵着问题与目标的活动。活动与心理、活动与意识间具有辨 证统一的关系，其实质则强调了蕴涵于活动中以目标和问题定向的行为对学生发 展的重要性。问题解决的学习模式的另一个重要理论依据是建构主义学习理论。 在建构主义学习原理中，建构主义则把问题解决视作经验的重新建构过程”。取 得了许多有价值的研究成果，对我们认识f 司题解决提供了许多有益启示。这一层 面的研究当然是重要的、必要的，但我们同时也要看到，不少问题解决的教学习 惯以一种信息传输的模式在进行，教师被看作掌握了问题解决技能、策略的知识 源泉，学生是需要接受这些问题解决策略的容器，教学目标就是怎样教学生掌握 这种策略、方法、步骤。 进入2 1 世纪以来，国际教育领域出现了一些令人瞩目的现象，以开发智能 为目标的教学改革方兴未艾，2 0 世纪8 0 年代兴起的新智力理论把创造性问题解 决能力或解决实际问题的能力作为智能评价的主要指标，这对于丰富和深化“问 题解决”教学起了重要的作用，“2 0 世纪8 0 年代以后，各国的生物教育改革中 开始将“问题解决”教学和培养学生的学习能力放在教学的重要位置，并不断实 践和研究，我国生物教育界也几乎在同时也开始了“问题解决”教学的研究和运 用。不过。我们所熟悉的问题解决旨在使得学生更为牢固地掌握基本生物知识和 基本技能。 1 2 2 国内研究现状 “问题解决”式教学的应用研究虽起步较晚，但也取得了一定的成效。其中 研究工作较深入的有：皮连生、刘杰主编的现教学设计中指出问题是人没有 5 问题解决教学法在高中生物教学中应用研究 现存手段可以达到既定目的的刺激情境。这里的现存手段包括已有的知识、技能 和方法。张大钧主编教育心理学中指出“问题是指在目标确定的倩况下却不 明确达到目标的途径或手段。运用自己的己有知识去成功地寻找达到目标的手段 或途径的过程，就是问题解决”。上述对问题解决意义的阐述中，我们可以看到 一些共性和相通之处。从生物教育的角度来看，问题解决中所指的问题来自两个 方面：现实社会生活和生产实际，生物学科本身。问题的一个重要特征是其对于 解决问题者的新颖性，使得问题解决者没有现成的对策，因而需要进行创造性的 工作。要顺利地进行问题解决，其前提是已经了解、掌握所需要的基础知识、基 本技能和能力，在问题解决中要综合地运用这些基础知识、基本技能和能力。在 问题解决中，问题解决者的态度是积极的i 切。清华大学的张建伟，他的系列文 章有基于问题解井的知识建构，基于问题式学习( 上) 、基于问题式学习 ( 下) 、通过问题解决来建构知识一内在条件分析等，他对“问题解决”教学 导致的知识建构机制、知识建构的伞种实现途径f 巩固熟练、深化，整合、建构新 知识) 做了较深入的研究，并较详细的介绍了p b u 问题式学习) 的过程、制约条件 及教学效果评价分析。但由于其理论体系偏重于心理学，且理论性太强，对中学 r 教学的实践指导性不强。山东省临沂师范学院李红婷发表在中学数学教学参考 的文章r 问题解决教学”的理论与教学结构代表了当前的中学数学中对该领 域研究的较高水平，具有较高的应用性与可操作性，对生物学科在这方面的研究 具有很大的参考价值。在生物方面就非常少，淮阴师范学院袁维新在中学理 科教学上发表的“问题解决与生物问题解决教学”，从培养学生生物解决问题 的能力来发展学生的创造能力：刘满恩发表在教学研究上的“高中生物问 题解决型活动教学模式初探”则主张通过活动教学以活动为中心【1 4 1 。总体来 讲，“问题解决”教学模式在生物学科中研究的不足。首先，缺少实证研究。要 提倡“问题解决”教学，必须有学生学习效果的反馈和与传统教学的对比实验， 而国内在这方面实证研究做得不够，尤其是生物学科在这方面很薄弱。其次，研 究不系统。相关文章很多，但不系统，往往只就某一方面或具体操作的探讨，如 怎样引导提问、如何实旌、注意事项。没有从多角度进行系统研究，如“问题解 决”式教学的机制、原则、策略、实施条件、评价体系，也缺少从“问题解决” 的教育理念教学模式一教学方法多层面的系统论述。最后，生物性缺乏。相关的 6 问题解决教学法在高中生物教学中应用研究 文章多借用“中性”或“普遍性”的“问题解决”教学理论、教学方法进行套用， 而特色不明显，缺乏对实际生物课堂教学的操作指导，近来人们对“问题解决” 教学研究注重传统“双基”的倾向，克服“问题解决”教学完全脱离基础知识的 学习，导致学生基础知识薄弱，失去我国在基础知识教学方面的优势和传统的倾 向。在问题解决过程完全依赖于传统的单一“传递一接受”式教学，要求学生去 理解由其他人( 教师、教材编写者、考试命题者等) 所提出的封闭性问题，作为练 习题或考试去重复地解决。老问题”，在解决问题过程中没有突出学生主动构建 学习的活动，而不可避免地使学生长期处于一种被动地位。我国的教学实践忽略 “问题解决”中的半开放或全开放性“问题解决”教学的倾向。 1 2 3 问题解决研究的必要性 首先是知识经济时代的要求，2 1 世纪人类社会已步入知识经济时代科学技 术迅猛发展，国际竞争日趋激烈，国力的强弱越来越取决于劳动者的素质。人类 毒 的知识信息呈几何倍数增长，且知识更新速度越来越快，知识经济时代的一个重 要的特征就是知识的创新和应用，但创造能力并非与生俱有。必须通过有意识的 学习和训练才能形成。学校教育必须重视培养学生应用所学知识进行创造性工作 的能力【2 】。在这种社会背景下，教育与学习对社会的发展起着核心作用，这使学 校教育面临着严峻挑战。传统的学校教育注重将科学的知识体系系统地输到学生 的头脑中，学生大多数时间都用来记忆这些事实，当面临一个新的问题情境时， 却往往束手无策，不知如何解决。当今的时代提倡人文的精神，呼唤人性的回归， 要求摆脱单纯的科技理性对人性和自然的控制与奴役。反映在教育领域中，强调 发挥学生的主体性、发展学生的个性、培养学生的合作性。而“问题解决”教学 模式重视学生在生物问题解决过程中的体会，关注他们在学习活动过程中所表现 出来的态度和情绪等情感因素，尊重学生的个性，这些教育理念与时代要求不谋 而合。 其次是基础教育课程改革的要求，教育远远落后于时代的要求，不能满足社 会对人才的要求。正是在这样的背景下，我国进行了新一轮的基础教育课程改革。 本次基础教育课程改革的一个显著特征是心得课程在内容和结构上与传统的课 程迥然不同。新课程要求学生尽可能地感到像一名科学家那样，不仅使用他的工 具，还要以他的眼光看问题；不仅仅只体验他的劳动成果，还要体验从事智力活 7 问题解决教学法在高中生物教学中应用研究 动的欢乐【3 1 0 因此要把科学方法，即“探究”、“问题解决”、“发现教学”和 “科学方法”作为教学的主要目标。在新课程中，教师不再是所有知识的源泉， 而是教师用探究的方式教会学生学习。在教学过程中，学生是积极主动的，是通 过发现过程建构；是强调学习方式的转变“改变课程实施过于强调接受学习、死 记硬背、机械训练的现象1 4 l ，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学 生搜集资料和处理信息的能力获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交 流与合作的能力”嘲。目的是使学生“获得基础知识与基本技能的过程同时成为 学会学习和形成正确价值观的过程。”建立和形成旨在调动并发挥学生主体性的 多样化的学习方式，促进学生在教师的指导下主动地富有个性地学习，已成为本 次教育改革的核心。而以“问题”为中心的教学，可使学生在问题解决的学习过 程中形成终生学习、独立工作的能力，尤其有利于发展学生的创造性思维与意识 的能力。基础教育的改革呼唤当今中国的基础教育倡导素质教育，在以课程改革 为核心的我国新一轮的教育改革浪潮中，教师的教学观念确实发生了不小的变 化。如在教学目标观“在生物学教学中能力和态度价值观的培养与知识的学习同 样重要”、知识观“知识不是静态的结果，而是一种主动建构的过程”、学生观“学 生是自主的学习者，他们不应被动地接受知识，而应主动地进行知识的建构”、 教学观“教学是对话与知识的建构过程，没有与学生沟通的教学是不可想象的”。 在1 9 9 7 年的第三次全国教育会议上曾明确提出“以提高民族素质和创新能力 为重点，深化教育体制的结构改革，全面推进素质教育”，而具有问题解决能力 是人的素质的核心和关键，人的各方面素质都必然跟问题解决相联系，一个人某 方面的素质高，应该表现在其解决这方面问题的能力强，离开了问题解决，素质 教育就只是一句空话。也就是说，“问题提出”在课程与教学上的最大作用是 它能够促使学生成为更好的问题解决者【q 。“问题提出”在课程与教学上的最 的作用是它能够促使学生成为更好的问题解决者川( s i l v e f l 9 9 4 ) 。“问题提出” 和“问题解决”相互促进，“问题提出”丰富和发展学生对“问题解决”的 理解与技能，同时，“问题解决”能力的高低也影响“问题提出”的水平1 8 j ( e n 西i s h ，1 9 9 8 ) 从这个意义上说，“问题解决”与“素质教育”在方向上是一 致的。 为此，人们提出了许多教育改革设想，在这些教育改革设想中，有一条核心 8 问题解决教学法在高譬生物教学中应用研究 思路，那就是通过高水平的思维进行学习，特别是通过问题解决获得相应的知识 与技能。因此，在问题解决活动中，薪旧经验间的相互作用得以更充分、更有序 地进行，这使得学习活动真正切入到学习者的经验世界中，而不只是按照教学设 计者预先确定的框架和线路生成联系，所以通过问题解决进行学习。 再次是生物学科教育的发展趋势，由于生物学科中许多有趣、神奇的生命现 象，我们要揭示和探讨各种生命现象，可以通过问题的提出来吸引学生进行思考、 探索，寻求问题或疑惑的根源，生物作为自然科学是一门实践性学科，经常需要 经常开展校内外生物活动，如经济植物实习；考察校园内外的各种经济作物和本 地种植的主要农作物，分析其生长环境，考察是否适宜移植、杂交或嫁接；经济 动物实习：运用本地特色的资源来进行动物的人工的圈养或利用本地的天然条件 进行露天放养；环境生物实习：了解生物与环境以及人之问所存在的息息相关的 关系。让学生运用生物知识解决实际问题，培养学生的独立研究能力和探究精神。 于是2 0 世纪9 0 年代国际生物教学改革的是以提倡“问题解决”为中心的教学方 法为突破点，鼓励学生采用质疑或探究的方式进行学习，强调不论选择区域学习 方向还是专题方向，都应该采取以“问题解决”为中心的探究式生物教学方式。 2 1 世纪是充满问题的世纪，目前人类正面l f 函着诸多的全球性问题，如人口 问题、环境问题、资源问题，而这些问题正好是生物学科涉及的综合性知识，并 且解决这些问题的方法也不是唯一的，通过“问题解决”教学，不但使学生掌握 了现有的知识，还培养了学生的问题意识与解决问题的能力。因此在国际上出现 了 ；王现实社会问题为主线，以解决问题为核心的生物“问题课程”，这反映了社 会发展对生物学科的要求。如人教版的高中二年级的下册就是有关于人与自然环 境的共处。如何更好解决的也是世界各国的共同话题。 最后是生物教育深入研究的要求，主要是指对于生物学习过程的深入研究， 特别是关于生物教育的认知科学研究。一般地说，认知心理学研究的基本立场即 是认为心理学的研究不应局限于可见行为，而应深入到认识主体内在的思维活动 之中，特别应深入研究知识的贮存、提取、表达、发展等问题。另外，就学习心 理学的现代研究而言，学习并非是一个被动的吸收过程，而是一个以己有的知识 和经验为基础的主动的建构过程。也即我们应当让学生通过问题解决来学习生 物。 9 问题解决教学法在高堂生物教学中应用研究 从我国高中生物教育的现状来看：我国的高中生物教育的情况比较特殊，自 高考恢复以来，经历了要高考到不要高考再在2 0 0 2 又恢复了考试，在全国卷中 被划分到了理科综合中，在海南省的现在是单科考试，而在广东省是其中的一个 选择的科类，大综合也有少量分值。而作为有中国特色的学科建设，在不高考之 时，其学科教育的无论是课程研究还是课程的改革以及教学方法都止步不前。而 在恢复之后也是依葫芦画瓢以其他科目的教学方法为模式，这在一定程度上制约 了本学科的教学工作。如，以数学物理化学等理科的教学模式进行展开教学，目 前我国中学仍主要采用前苏联凯洛夫的。组织教学、复习旧课、讲授新课、巩固 练习，布置作业”教学五环节进行课堂教学，教学过程是学生被动地而不是主动 接受知识的过程。因而倾向于把生物知识看成一种可以由教师传递给学生的客观 的东西。并形成了稳固的教学模式且课程体系单一。教师把知识的传授作为主要 教学目标，习惯于“填鸭式”认为填得越满越好，虽然偶尔也有一些课堂上的师 生互动，如讨论、回答等，但是由于课程资源比较单一，教师只讲教科书上的现 成结论，或指导学生在书中画上答案等。把学生视为知识的“接受器”；课堂教 学是“重结果轻过程”、“重形式轻实质”、“重知识传授轻能力发展”、“重逻辑轻 应用”；学生主动参与不够，学校片面追求升学率，通过学生完成大量的模仿练 习，学生的学习多集中在模仿和记忆常规应试问题的解法，忽视了创思维能力的 培养。思维能力是人的各种能力的核心，而创造性思维又是思维的最高形式【9 1 。 此举增强了学生的应试能力，但无疑加重了学生的负担，学生参与教学活动的空 间是非常有限的，学生的思维活动也被书本知识束缚着。学生体会不到学习的乐 趣，甚至对学习产生厌倦和恐惧，以至学生在课程学完后大都远离课本。一些学 者、专家也指出只要求学生对知识的接受不重解决问题的能力，则有可能导致学 生思维发展的停滞，聪明才智被扼杀，不适应2 1 世纪对开拓型、创新型人才的 需求。这就需要我们由知识教学向思维教学转变，改变记忆负担重，思维负担轻 的现状，而解决问题的能力是思维能力的核心【1 0 】。为了更好的学习新课标的有 关内容，进一步提高理论水平；克服只凭借过去的经验和直觉认识现代教学，生 物问题解决学习教学模式应运而生了u ”。 总之，当前的中学生物教学现状是不能适应学生个体与社会发展需要的。学 生在当前生物的教学中，过于追求答案的唯一性，而没有更好培养学生学习的主 问题解决教学法在高坚生物教学中应用研究 动性，充分挖掘学生的潜能以及发挥学生的主观能动性，使学生获得解决问题的 能力，即综合地、创造性地运用已有的生物知识去解决新的、不熟悉的问题的能 力就是一个重要内容。培养学生生物问题解决能力，是生物教学中实施科学素质 教育、发展学生创造能力的重要途径【1 2 1 。因为只有这样，人们才能较好地适应 多变的工作和生活。而“问题解决”的生物教学模式正是为了顺应人们的这种需 求而提出来的。 1 3 本文的研究的目的及意义 ( 1 ) 通过不同类型的问题系列的分析与运用，使学生掌握传统的“双基”r 传授 知识、培养能力) 以及掌握解决问题的方法；解决过程完全依赖于传统的单一“传 递一接受”式教学；具体地说是“培养有创造性的实际问题解决者”。明确教师 与学生在。问题解决”教学中的双为。主”，且呈动态的特点。 ( 2 ) 通过“问题解决”教学，学生不仅是获得知识，同时具有在解决问题方面 的专业能力，这样因传统教学所重视的“双基”优势，使学生即使在传统的全国 统考中，也能与传统教学教出的学生做得一样好，而且在该专业领域中他们将是 更好的实践者或更具有创造性。 ” ( 3 ) 通过论述“问题解决”教学模式的建构( 特征，步骤、评价) 、应用和教学 实证，初步建构了具有生物特色的“问题解决”教学模式框架，为进一步研究“问 题解决”教学模式在生物教学中的应用提供了启示，并丰富了生物教学理论，完 善了生物学习理论，对提高生物教育、教学质量，培养学生提出问题、分析问题、 解决问题能力具有一定的参考价值。 文章的创新点在于建构了有生物特色的操作步骤、评价体系，并针对性的提 出了“问题解决”教学模式在区域生物、系统生物应用的指导原则，使“问题解 决”教学模式具有一定的操作性。 本文以系统论、教育心理学、生物教学论、生物课程论为理论依据，采用 比较法、综合分析法、归纳法、演绎法、实证法、文献法、调查法等主要研究 方法对有生物特色的“问题解决”教学模式进行系统的探讨。 至于我们对问题解决，进一步说对教学的理解是否全面呢? 教学实践中这些 现象的出现反映了怎样的问题? 依据的又是怎样的假设? 我们是坚持原来的认识 还是应该从新的角度来审视这些问题。但问题解决“问题解决”一般都是从“疑”、 问题解决教学法在高空生物教学中应用研究 “议”、“馈”、“评”四个方面来探讨构建探究式的教学模式。问题解决能力是学 生生物学科能力的重要构成之一，培养学生生物问题解决能力，是生物教学中 实施科学素质教育、发展学生创造能力的重要途径。探寻来自生物教育之外( 从 对人的学习与教学的本质特点的认识的研究成果对问题解决与生物教学的启示， 从而可丰富生物教育研究的理论，并有助于推动生物教学1 实践层面的改革，进 而为我国生物课程与教学的改革，提供一定的理论参考与实践参考。从某种意义 上说，“问题提出”在课程与教学上的最大的作用是它能够促使学生成为更好的 问题解决者【1 5 l ( s i i v 盯，1 9 9 4 ) “问题提出”和。问题解决”相互促进，“问 题提出”丰富和发展学生对“问题解决”的理解与技能，同时，“问题解决” 的能力的高低也影响从这种角度而言，本论文的研究具有一定的理论价值与实际 意义。 2 问题解决研究的理论基础 2 1 问题解决理论 作为一种学习理论，基于问题解决的学习模式的一个重要的理论基础就是问 题解决理论。根据问题解决理论的历史发展脉络，木文主要介绍几种有影啊的理 论。 2 1 1 桑代克的试误说 最早利用动物研究问题解决行为的是美国心理学家桑代克。他通过猫走迷宫 的实验提出了试误说f 珂a la n dc 咖rm e o 功。这一学说认为，问题解决是由刺激 情景与适当反应之间形成的联结构成的；这种联结是通过尝试错误逐渐形成的。 问题解决过程通过一系列的盲目的操作，不断地尝试错误，最终发现一种问题解 决的方法，即形成刺激情景与反应的联结，然后再不断重复巩固这种联结，直到 能立即解决问题。 这一模式重视问题解决的过程和系列操作，但是它认为问题解决的试误过程 是盲目的，忽视了认知因素在问题解决中的重要作用。 2 1 2 格式塔的顿悟说 格式塔派心理学家科勒以黑猩猩摘取香蕉的经典实验为基础，提出了问题解 决的顿悟说( i n s i g h tt h 忉，顿悟说认为人遇到问题时，会重组问题情境的当前 问题解决教学法在高望生物教学中应用研究 结构，以弥补问题的缺口，达到新的完形，从而联想起一种可行的解决方案。这 一过程的突出特点是顿悟，即对问题情境的突然顿悟。在顿悟说看来，桑代克的 猫由于在迷宫中看不到开关的结构，因此只能通过一部分、一部分的经验，逐渐 了解整个情境。 顿悟说注意到了重组情境的认知成分，这实际上就是人们后来强调的对问题 的理解和表征。但是这种认知成分被看成是先验的，而且还片面强调顿悟，忽视 了对问题解决过程的研究。如果剔除试误说的盲目性和顿悟说中的先验性，根据 对立统一的辨证观，试误说和顿悟说是问题解决的两个既相互对立又相互联系的 方面。人面对一个新问题时，总是要用己有的经验( 非先验性的) 转换问题，重组 问题的当前结构，以期联想起一种可行的解决方案，如果不成功，就会有计划、 有目的地( 非盲目地) 尝试一种又一种解决方案。有时，表面上的一个顿悟，实际 上是经过了好多次的错误之后才出现的。试误说和顿悟说的这种对立统一在后来 的一些模式中有所反映。 桑代克的试误说、科勒的顿悟说是建立在动物实验的基础上的，由动物来推 测人的问题解决的心理过程是不恰当的，这将复杂的问题简单化了。由于历史条 ： 件的限制，这些研究只能停留在经验性的描述上。 2 1 3 心理学家的信息加工论 信息加工论者把问题解决看作是信启、加工系统( 即大脑或计算机) 对信息的 加工，把最初的信息转换成最终状态的信息。随着计算机技术的迅速发展，许多 心理学工作者企图用计算机模拟人的问题解决过程，以此推测人类问题解决过程 的某些机制。现在，计算机通过编好的程序可以下棋，诊断病情，证明复杂的数 学和逻辑问题等等。在这些计算机模拟程序中，最有名的当属纽厄尔和西蒙等人 1 9 8 5 年设计的“通用问题解决程序”( g e n e r a lp r o b l 锄h ，c r ) 。这一程序揭示出 问题解决的过程就是通过一系列的操作达到目标的过程，在这个过程中问题解决 者遇到各种问题情境，这些问题情境的总和就构成了问题状态。问题状态分初始 状态和目标状态以及从初始状态到目标状态转变的一系列中间状态。问题解决者 的目的就是想办法从问题的初始状态逐步转变为目标状态。问题解决者把一种问 题状态改变成另一种问题状态的操作称为算子( o p 盯a t o r ) 。因此，问题解决的过程 就是利用算子从初始状态转变为目标状态的过程。由一系列问题状态和转变问题 问题解决教学法在高生生物教学中应用研究 状态的算子就组成了“问题空间”( p r o b l e ms p a c c ) ，根据纽厄尔和西蒙的观点， 这就是对问题构成的一个表征。 要达到问题的目标状态，就要在问题空间中搜索一系列算子。搜索算子的途 径有两种，一种是算法式，它指将达到目标的各种可能的方法都算出来，它保证 成功但费时又费力，有时在实际中甚至不可能实现。另一种是启发式，是指根据 目标的指引，试图不断地将问题状态转换成与目标状态相近的状态。从而只试探 那些对成功趋向目标状态有价值的算予，它单省时，但往往不能保证成功，计算 机常使用算法式来搜索问题空间，人则一般使用启发式来解决实际问题。“通用 问题解决程序”被认为是一种人和计算机通用的问题解决的启发式策略。即“手 段一目的”分析法“手段一目的”分析就是把大的目标状态分成一个个的小目标， 然后巡行算子( 手段1 搜索，逐渐减少当前问题状态与目标状态之间的差异。 信息加工论者从信息、办旺转换的角度看待问题解决过程，使人们又对问题 解决的认识增添了新的视角，对某一类问题的解决和教学具有定的指导意义。但 是人毕竟不是计算机，计算机加工信息的力式与人类加工信息的方式大有不同， 在某些万面甚至有本质的区别。如计算机缺乏对全新情境的应变能力等。因此， 用计算机模拟人类问题解决的过程来探讨人类解决实际问题的过程，在逻辑上是 站不住脚的。 2 1 4 现代认知派的问题解决理论 自从皮亚杰的认知理论面世和现代认知心理学产生以后，人们热衷于从认知 的角度来解释人类问题解决的过程。他们既不利用动物也不借助于计算机，而是 研究人类解决某类问题的实际过程。他们虽然也和杜威等阶段论者那样，将人类 问题解决的过程分成一个一个的阶段，但是，他们的描述并非仅仅停留在对表面 现象的描述上，而是在认知的层次上，在对试误说、顿悟说和信启、加工理论综 合的基础上，使用诸如“认知结构”、“图式激活”、“问题表征”等术语对问题解 决的各阶段迸行更深入的描述。现代认知理论是传统阶段论的一个螺旋上升，并 且更注重各阶段之间的动态联系，更真实地描述了人类问题解决的动态过程，对 问题解决技能的培养和教学具有更好的指导意义。 现代认知派对问题解决提出了自己的见解，主要的代表有奥苏伯尔和鲁宾逊 的问题解决模式、格拉茨的问题解决模式、基克的问题解决模式。这里我们着重 1 4 问题解决教学法在高空生物教学中应用研究 介绍奥苏伯尔和鲁宾逊的问题解决模式。奥苏伯尔和鲁宾逊以几何问题的解决 为原型，于1 9 6 9 年提出了一个问题解决的模式这个模式表明，问题解决一般要 经过下述的四个阶段。 第一，呈现问题情境命题。 第二，明确问题的目标和已知条件。学生利用有关的知识背景使问题情境命 题与他的认知结构联系起来，从而理解所面临问题的性质与条件。这样一方面规 定了解题过程的目标或终点，另一方面明确了问题的最初状态，提供进行推理的 基础。 第三，填补空隙，这是问题解决的核心。学生看清了“已知条件”f 他当时 的状况) 和目标( 他必须达到的状态) 之间的空隙和差距之后，便利用有关的背景命 题，根据一定的推理规则和解题策略来填补问题的固有空隙。 第四，解答之后的检验。问题一日解决，通常便会出现一定形式的检验，查 明推理时有无错误，空隙填补的途径是否筋捷，以及可否写出来以供交流等舔 这个模式不仅描述了问题解决的一般阶段，而且指出了原有认知成分在问题 解决中的不同作用。为培养问题解决能力指明了方向。但是，这模式是以数学问 题的解决为模型的，不一定适合其他学科的问题解决，缺乏一般性。 综上所述，人们对问题解决的研究经历了这样一种趋势：在研究途经和内容 上，经历了研究动物、研究人、研究计一算机到研究人类教学实际问题的过程： 在研究万法上，从实验研究、描述现象、理论思辨、计算机模拟、一直到理论思 辨加实验研究；在研究的角度方面，从一般的外部现象描述与解释，到内部认知 过程，如问题表征、图式激活，直到更微观的信启、接受、转换、加工、储存、 提取的层次上。研究开始是为了增长人类的知识，揭示一般的问题解决的规律， 现在人们越来越强调为实际教学服务。总的来说，人们对问题解决过程的研究经 历了一个螺旋式的上升和循环，并且每一种模式强调的侧面和角度又有所不同。 实际教学中的问题解决是综合复杂的，了解这些问题解决的模式，将有助于我们 从不同角度、不同侧面来分析问题，从而确定相应的教学方法，更好地培养学生 问题解决的技能，以达到教学的最终目标。 2 2 建构主义学习理论 问题解决的学习模式的另一个重要理论依据是建构主义学习理论。建构主义 问题解决教学法在高堂生物教学中应用研究 学习理论是行为主义发展到认知主义以后的进一步发展，针对学习与教学提出了 许多不同于以往的见解。在建构主义学习原理中，建构主义则把问题解决视作经 验的重新建构过程”。问题”成为构建学习的载体，“建构主义认为知识是个 人构建的，而不是客观的存在于人脑之外的，它是个人经验的主观反映，是主体 对自身经验的理解及意义化。学习是靠认知主体( 人) 凭借自己的经验主动构建知 识的过程，而不是等待知识的传递。学生对知识的接受只能靠自己的构建来 完成，学生不是被动的知识吸收者，而是知识意义的主动构建者。”建构主义1 1 q 1 1 7 】 在知识观上强调知识的动态性，在学生观上强调学习者的学习潜能及在学习观上 强调学习的主动建构性。使学生的主体作用( 包括在学习过程中的主动参与，积极 思维，培养创造性等) 和教师的主导作用( 包括引导，帮助，促进等) 得以充分体 现1 1 8 l 。 由于个人的经验以及对经验的信念不同，因此对外部世界的理解也不同，既 以他们更关注如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识。建构主义 认为知识的获得是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人( 包括教 师和学习伙伴) 的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。因 此建构主义学习理论认为，情境、协作、会话、意义建构是学习环境中的四大要 素或四大属性。学习的质量是学习者建构意义的能力的函数，而不是学习者重现 教师思维过程的能力的函数。换句话说，获得知识的多少取决于学习者根据自身 经验去建构有关知识的意义。的能力，而不取决于学习者记忆和背诵教师教授内 容的能力。 建构主义的这种知识观和学习观在具体的学习中，表现为强调意义建构与内 部体验，强调合作学习与协商交流，强调情景学习与学习情景。 2 2 1 建构主义的意义建构及内部体验 建构主义认为，学习不是知识由外到内的简单转移和传递，而是学习者主动 地建构自己的知识经验的过程、即通过新经验与原有知识经验之间反复的、双向 的相互作用，来充实、丰富和改造自己的知识经验。学习者不是被动的信启、吸 收者，建构主义的学习论强调认知个体在认识过程中的主体性与构建性一一即人 是学习的主体，学生不是“一张白纸”，他们有着丰富的和互相异的经验世界， 因此教师应根据学生的己有经验进行教学，鼓励学生建立新的理解，并调整教学 1 6 问题解决教学法在高空生物教学中应用研究 策略来促使学生进行信息、分析、概括、预测、评估等一系列问题解决过程。相 反，他要主动地建构信息的意义，这种建构不可能由其他人代替。教学就是要为 学生主体提供一个适合的情境，搭建一个思考的平台。这个情境就是问题情境， 这个平台就是“问题解决”的平台。让学生在解决问题中构建知识，建构主义教 学改革的基本思路就是：基于问题解决来构建知识，通过闯题解决来学习。闯题 解决过程与问题解决能力的分析，诸如解题策略、技能、方法等等，这意味着学 习是主动的，学习者不是被动的刺激接受者，他要对外部信息、做主动的选择和 加工【1 9 1 。而且，知识或意义也不是筒单地由外部信息、决定的，意义是学习者 通过新旧知识经验间反复的、双向的相互作用过程而建构成的。其中，每个学习 者都在以自己原有的经验系统为基础对新的信息进行编码，建构自己的理解，而 且，原有知识又因为新经验的进入而发生调整和改变，所以学习不仅仅是信息量 的积累。它同时包含由于新、旧经验的冲突而引发的观念转变和结构重组，学习 过程不仅仅是信息的输入、存储和提取，而是新旧经验之间双向的相互作用过程。 因此说，建构主义更强调意义的生成，强调学习者通过与外部信息、的相互 作用而生成理解、发展智能，建构内部的“经验现实”。与这一倾向相适应。在 教学中出现了一系列具体变化：从“教师中心”到。学生中心”，关注学习结果 到同时关注学习过程，从关注外部信息序列( 教材内容) 的组织设计到关注学习过 程中的交互活动设计，从关注初级的知识获得( 表层性的知识理解和记忆、简单 化的问题解决) 到关注高级的知识获得。( 深层理解、高级思维、实际问题解决) ， 从关注知识技能的记亿保持到