基于“问题解决”模式的高中生物学说题教学尝试.doc

基于“问题解决”模式的高中生物学说题教学尝试李相国 （温州市龙湾中学 325024 ）摘要：分析高中生物学习题教学存在的僵化低效的问题及原因，提出利用“问题解决”模式指导说题教学，外化学生在问题解决中思维过程，进行诊断、修正，提高学生元认知监控水平和问题解决能力。关键词：高中生物 问题解决 说题教学 元认知监控 高中生物习题教学往往固定在“学生做题教师讲题”的僵化的程式上中，造成知觉定势、思维定势，不利于学生问题解决能力的培养。学生在遇到类似问题时有“似曾相识”之感，却往往“懂而不会”，不能独立解决。针对这种情况，笔者在教学中以问题解决教学为基本模式，在教学实践中引入“说题”教学，取得了较好的教学效果。1“问题解决”问题解决是指由一定情境引起，按照一定目标，应用一定认知操作或技能活动，使得问题得以解决的过程，是一个人有目的的、主动的认知活动过程。一般说来，问题解决的周期包含问题识别、问题定义、策略构思、信息组织、资源分配和监控、评价几个步骤。如下图：可以大致归纳为问题表征、策略构思、执行策略及监控评价四个主要阶段。在问题解决的实践中，可以灵活的根据问题解决过程的情况改变其顺序，甚至可以跳过或重复某些步骤。2 “说题”教学“学生做题教师讲题”的习题教学模式中，教师面对的是学生静态、最终的问题解决方案，无法获知学生的内在、隐性的思维过程，及思维错误点、遗漏点、薄弱环节等，无法洞悉学生有无形成有效认知策略。基于“问题解决”模式的说题教学，让学生按照问题解决的基本阶段步骤叙述其解题过程，外化其思维，利于教师加以诊断、评价和监控，修正、完善认知结构。在说题教学中，主要有两种教学形式：课堂说题和课后说题。课堂说题，主要对学生的知识、技能及思维、策略等有普遍意义的问题，让学生在课堂上进行说题，利于大多数学生共同形成良好的问题解决方法。课后说题，包括课后学生和教师一对一的说题及学生和学生之间的说题，让学生之间相互进行思维碰撞，达到合作学习，共同提高的效果。3 说题教学的一般程序及教学实例 3.1根据问题解决的基本程序，设定说题的其主要程序为说问题表征、说策略构思、说解题过程、说监控评价等。3.2 教学实例问题：玉米的体细胞含有20条染色体，用一定方法将体细胞20条染色体都用32P标记，然后放在不含32P的培养液中培养，让其进行有丝分裂，在第二次分裂的中期和后期一个细胞中，含有32P标记的染色体各有几条？3.2.1说问题表征针对问题情境，说问题的目标状态和起始状态，即说出要解决的问题和已知条件、问题所涉及的知识点。用放射性同位素标记玉米体细胞的全部染色体的DNA，包括DNA两条脱氧核苷酸链，为问题起始状态。问题的目标状态是两次有丝分裂的中期、后期的染色体中放射性物质的分布情况。假定的已知条件是DNA分子的复制的半保留复制特征、细胞分裂过程中染色体数目的变化规律及染色体与DNA之间的关系。3.2.2说策略构思说出解决问题的策略。通过问题的分析，了解已知的条件，到问题目标状态的距离，决定运用何种策略解决问题。需要发散性思维和聚合性思维，思考各种各样不同的可能解决问题的方法，进行归纳，找出最佳方案。已知一个细胞的20条染色体有32P标记，可以通过作图法，以细胞中含有一条染色体为例，画出两次有丝分裂过程，及第二次分裂中期、后期染色体的同位素标记情况。3.2.3 说解题过程即让学生说出从问题的起始状态到目标状态的程序和路径。教师可以了解学生在问题解决过程中的信息组织和资源分配的情况，并进行诊断。第一次分裂完成时，所有细胞中的DNA分子都是含有32P标记的，只是每个DNA分子的双链中，只有一条链含有32P。第二次分裂，根据半保留复制特征，分裂中期，着丝点未分开，所有20条染色体都含有32P标记。分裂的后期，着丝点分开，一个细胞中，染色体的数目加倍为40条，其中有一半的染色体含有32P，即有20条染色体含32P标记。如图。此过程要给学生足够时间分析过程，进行板演，并进行适当点评。3.2.4说监控及评价问题解决过程需不断的进行自我检查，对解决效果进行评估，并总结方法和规律，为问题解决的监控评价阶段。学生“说”监控评价有助于了解学生的元认知调控水平，反映学生对自身的认知活动进行积极的、自觉的监视、调节和控制情况。良好的元认知调控能让良好策略构思内化为可靠的程序性知识，被问题解决者掌握，以便下次遇到类似问题时进行迁移应用。如对本题进行总结：考察的知识是细胞增殖过程中染色体的行为及DNA复制的特点，并加入了同位素标记这种科学研究方法。解题过程中一般可用图示法。3.3 学生的问题解决过程中典型错误及分析：3.3.1一个细胞20条染色体都用32P标记，学生误认为每条染色体上DNA的一条链被32P标记；第一次和第二次的染色体行为相同，学生把第一次分裂的结果当成第二次分裂的结果；分析：典型的问题定义或表征错误，需要教师加强染色体、DNA、染色单体、脱氧核苷酸链之间关系的教学3.3.2较多学生没有进行作图，而是凭借抽象思维进行思考，导致思维混乱。还有学生试图以一个细胞中2条甚至4条染色体为例进行作图。分析：策略构思不当。需要教师加强问题解决策略的指导。在有丝分裂中没有同源染色体分离现象，以一条染色体作图即可替代20条染色体的情况。3.3.3在作图分析姐妹染色单体分离的情况时，发生分析错误，如下图： 图一：正确分离 图二：错误分离分析：在解题过程的信息组织和利用中，学生的原有知识错误。需要教师加强细胞分裂基本知识如染色体结构等的教学。3.3.4学生不能意识到自己在问题解决中的错误，或意识到错误却不能分析错误出现的环节，对问题给出错误的解答。分析：认知监控及认知评价能力较薄弱，需要平时教学中加强元认知监控能力的培养。3.4变式训练变式练习通过不断变换问题的非本质特征的呈现形式，让学生逐渐认识到问题的本质，及解决问题的方法和规律，利于培养学生举一反三、触类旁通的能力。本例可以设置如下变式练习：假设某细胞有一对染色体,每条染色体的双链DNA被15N标记,在不含15N的培养基上培养,该细胞连续2次有丝分裂后,含有15N细胞有几个?4 说题教学应该遵守的原则4.1适切性原则不是所有的内容都有说题的必要。根据现代认知理论对知识的分类，说题教学的内容主要是能体现学生的思维能力和思维品质的程序性的知识问题，如DNA分子复制过程的相关计算、有丝分裂及减数分裂过程染色体、染色单体、DNA分子的变化情况，遗传推理和概率计算等4.2全面性原则课堂教学时间有限，教师要选取对学生的知识积累、策略运用、元认知水平的提高有普遍意义的问题，让个别学生进行说题活动，引起多数学生兴趣，提高学生的认知能力。学生之间的认知水平、思维品质存在个体性差异，可以组织学生课后个别说题，了解部分学生的思维独创性，或组织学生与学生间说题，提高合作学习能力。4.3 主体性原则说题将学生内在的思维外化成语言而表达出来，主体是学生。“说”的过程遇到困难时，教师若置学生的心理、思维状态于不顾，超前指路，将自己“理想的”解题方法呈现，则会泯灭学生的思维之花，阻碍学生创造性思维发展，违背课堂教学的主体性原则。5反思 教学实践中可以看到，说题教学是体现教学中教师主导和学生主体的理想教学模式。学生在精心做题的基础上，阐述采用的思维方式、解题策略、依据及解题后的感想，发生了“被动听”到“主动说”角色转变，化隐性的思维为有声思维，体现了学生的主体性。学生的问题解决思维外显化，教师可以从中了解，诊断学生的陈述性知识、程序性知识及策略性知识在综合运用于问题解决实践中的薄弱环节，从而有的放矢的进行教学活动。另外，元认知监控能力直接影响学生问题解决过程和成果，制约学生的智力水平、思维品质的发展，教师在说题教学中应加以重视。参考文献1 梁宁建，当代认知心理学M，上海教育出版社2003，2782792 杨洪妹，朱菊红，化学“说题”教学策略的初探J，化学教学 2000（4），32343 李桂芬贝建宁陆东芳等，生物教学的多元化评价对学生元认知能力的培养J，玉林师范学院学报（自然科学），2010：31（2），8184“说题”在高中生物学复习教学中的应用李相国 （温州市龙湾中学 325024 ）摘要：针对教师在高中生物复习教学中以“下载试题分发试题报答案”为范式存在的弊端，提出“说题教学”，在分析说题教学教育心理学基础上，举例说明说题教学的一般程序，并提出在教学过程中应该注意的问题。关键词：说题教学 教育心理学基础 在高三生物复习教学中，特别在复习的第二阶段，教学往往被固定在这样一种过程或范式中：教师以“下载试题分发试题报答案”为主要工作，学生以“做题对答案修正错误”为中心任务。经过较长时间简单、机械的训练后，老师常会发现这样的现象：明明某些题目已经反复又仔细讲解，可是学生在碰到类似问题甚至完全相同的问题时，还是不能独立的解决问题，表现为不明白、且不知所措。从学生方面来看，虽然在做题时也进行审题等一定的思维过程，但是学生的思维过程是内在的，且体现出很强的功利性，即只注重得出正确答案这个结果，而忽视题目本身所赋予的锻炼学生思维、拓展学生视野、提供学生解决问题能力、完善知识网络体系等过程性功能。从教师角度看，在长期的“下载试题分发试题报答案”过程中只看到学生答案的对错成绩、分数，看不到学生思维过程，不能了解学生思维过程中遇到的障碍点，更谈不上对学生进行针对性的指导。这样的课堂教学没有了师生思维的激烈碰撞，不能体现学生为主体的教学理念，使题目的本身价值没有最大化的发挥，导致课堂教学的僵化，降低了课堂教学的有效性。针对此情况，笔者在平时教研组活动中开展教师说题活动，提高教师的试题研究能力，加深对教材、教法等的理解。同时，在平时的习题教学中采用了说题教学的方法，取得了一定的效果。对习题教学而言，说题”是体现教学中教师主导和学生主体的理想教学模式。它是在教师和学生双方在精心做题的基础上, 阐述对某道（或一批）习题解答时所采用的思维方式、解题策略、依据及解题后的感想，把学生从“被动听”推到主动说的位置。对教师而言，可以通过“说题”这种教研活动，不断深入研究试题，掌握试题的本质内涵和价值，体会课程的理念。下面主要探讨课堂教学中进行说题教学的理论基础、操作过程及注意事项。一、说题教学的教育心理学基础首先，根据建构论，学生的学习是一个主动获取知识，构建自己的知识网络、经过思维加工转化为能力和方法的过程。说题教学改变学生在课堂上处于被动、被迫、强记、机械模仿的操作过程，从而形成一种课堂上以学生为中心，让学生积极思维，主动参与的课堂氛围中，形成师生交流合作中共同学习的具有“双向”特征的新型课堂教学的师生关系，充分体现了学生学习的主体性，符合学习的过程本质，同样符合课程改革的潮流。其次，心理学家研究结果表明：提高学习效率的方法之一就是尽可能地同时利用更多的感官来投入学习。多个感官通道的协同合作，使大脑整体功能大于单个通道功能之和，可以取得最优的学习效果。“说题教学”过程中注重学生的“说”，使学生在认真听讲、积极思维之外，“说”出自己的思维过程，让学生在教师的引导和同学的关注下分析习题的特征、解法，有助于开动眼、耳、嘴等多个感官通道，有助于学习效率的提高。另外，教师在课堂教学过程中，通过倾听学生对习题的分析过程及其他同学对分析的评价，可以更加全面的了解学生的学习状况和学生内在的思维过程，掌握学生思维在何处发生了偏离或者障碍，随时加以分析和解决，也即说题教学更加利用关注课堂教学过程中的动态生生成和思维内在，提高学生的分析问题能力和思维品质。二、说题教学的一般程序说题教学的一般程序是：准备和展示题目、题目溯源、学生独立思考和交流、解题分析、归纳总结规律、变式训练等。下面举例加以说明。1、教师展示题目不是所有的题目都有进行说题的必要，如生物学中一些陈述性的、需要学生纯记忆的知识，解决的是“什么是什么？”一类的问题，是不符合说题教学选题要求的。概括的讲，说题题目应该具有代表性和典型性和针对性，要能针对学生的学习中的普遍问题设置问题，能让学生通过对这些问题的解决而触类旁通，以点带面，从而解决一系列相关问题，并总结出解决问题的方法和得出一定的规律。如以下内容可以编制题目进行说题活动：蛋白质、核酸中有关氨基数、羧基数、肽键数、核苷酸数及多肽的种类数及相应分子量；细胞分裂过程中进行同位素标记进行含同位素标记的染色体数计算（联系DNA的半保留复制）；DNA分子中各种碱基比例（根据碱基互补配对原则）；光合作用和呼吸作用量；关于两对及两对以上基因遗传后代的概率计算（包含独立事件概率的计算）；遗传学实验及推理判断等。如：玉米的体细胞含有20条染色体，用一定方法将体细胞20条染色体都用32P标记，然后放在不含32P的培养液中培养，让其进行有丝分裂，在第二次分裂的中期和后期一个细胞中，含有32P标记的染色体各有几条？2、题目溯源教师对题目进行外围简单分析。从本质上看，一道题目包含知识落点、能力要求及题目情景三个维度。三个维度分别要求学生掌握生物学的核心主干知识、具备理解能力、实验探究能力、获取信息能力及综合运用等能力，还要求学生能够关注社会、科技、生活。上述例题情景用放射性同位素标记玉米的DNA，需要学生关注和了解放射性同位素标记示踪技术。考查的核心知识是将DNA分子的复制、细胞分裂过程中染色体数目的变化。题目让学生通过已经学过的知识进行分析、推理和判断，运用细胞有丝分裂过程中DNA的复制和染色体数目变化的关系解决问题。 3、学生思考和讨论此环节教师可以对学生进行适当的分组，让学生在独立思考的基础上与小组成员进行讨论，让学生形成勤于思考、乐于交流合作的习惯。教师还可以在适当的时候加以引导，或参与讨论交流，拉近与学生的距离，形成民主和谐的师生关系。4、学生叙述解法此过程中教师要给学生足够时间讲解，充分暴露其思维过程，对其思维偏差要适时加以纠正。还允许学生对题目的分析过程进行板演，并进行适当点评，但是不能代学生讲解。如学生对上述例题的解法叙述：用32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，这些DNA都是含有32P的；然后将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，第一次分裂时，DNA分子复制所用的原料是不含32P的；由于DNA分子的复制是半保留复制，且在细胞分裂的间期进行，所以第一次分裂完成时，所有细胞中的DNA分子都是含有32P标记的，只是每个DNA分子的双链中，只有一条链含有32P。由于染色体是由DNA和蛋白质组成的，即第一次分裂完成时，所有细胞中的染色体也都含有32P。这些细胞进行第二次分裂，DNA分子复制所用的原料仍然是不含32P的，此时复制出来的新DNA分子，有一半含有32P，一半不含有32P。在细胞分裂中期，复制出来的新DNA分子在两条姐妹染色单体上，由于染色体的着丝点未分开，所以细胞中所有的染色体仍然是都含有32P，即细胞中的20条染色体都是被标记的。在第二次分裂的后期，染色体的着丝点分开，姐妹染色单体形成染色体。所以一个细胞中，染色体的数目加倍， 变成40条，其中有一半的染色体含有32P，即有20条染色体是被32P标记的。5、归纳总结规律在学生完成解法叙述后，教师要进行适当的评价。在评价的过程中，引导学生进行适当的深化和拓展，归纳总结出题目所隐含的内在本质及解决类似问题的方法、规律，完成对题目内在价值的提升。如对本题进行总结：考察的知识是细胞增殖过程中染色体的行为即DNA复制的特点，并加入了同位素标记这种科学研究方法。本题的题眼是DNA复制的半保留复制的特点。解题过程中一般可以用图示法。6、变式训练变式练习可以通过不断变换问题的非本质特征的呈现形式，让学生在不断变换中逐渐认识到问题的本质，及解决问题的方法和规律，利于激发学生的思维积极性，培养学生举一反三、触类旁通的能力。针对上述例题，可以设置如下变式练习：假设某细胞有一对染色体,每条染色体的双链DNA被15N标记,在不含15N的培养基上培养,该细胞连续2次有丝分裂后,含有15N细胞有几个?（让学生根据半保留复制的特点及有