人教版高中生物学教材中的问题设计及问题解决

卢 媛

（人民教育出版社课程教材研究所 北京 100081）

问题是思维的起点，思维起始于问题。问题能启发和激活学生的思维，成为学生思维的动力。不论是直接的发现学习，还是间接的接受学习，几乎所有的学习活动都与各种形式的问题有关。学习过程本身就是发现问题、分析问题、解决问题的过程。问题贯穿学习过程的始终，是进行教学的主线和载体，也是推动和促进学生学习的动力，使学生更积极地参与学习过程。

问题解决既是一个思维的过程，又是一种高级形式的学习活动，是指综合运用不同类型知识寻找问题的答案，以及寻找解决问题的方法的过程。广义的问题解决既包括对具体问题的解答，也指向加涅学习分类中最高层次的智慧技能——高级规则。问题解决是达成教学目标的有效途径，教学的根本目的是培养学生的问题解决能力。

人教版高中生物学教材根据学生的知识基础和思维水平，结合学生认知规律、学科知识结构、教材内容特点，精心设计了一系列丰富有效的问题贯穿教学过程，将教学目标转化为问题，以问题的形式呈现教学内容，以推动有效教学。教材中的问题普遍存在，分布广泛，以必修教材为例，主要包括以下内容或栏目。

1 引言

引言包括章引言、节引言或一段开始时提出的问题。课程标准是确定教学目标的主要依据，教学目标要反映课程标准的要求和指向。问题必须以课程标准为依据，根据教学目标而设计。在设计问题时，教材首先准确把握课程标准的内容要求，把课程标准分解、转化为具体的、可操作的教学目标。再根据课程标准中对教学内容的目标层次要求，精心设计问题，设计的问题必须围绕课程标准规定的大概念、重要概念和次位概念，与课程标准的各条内容要求相对应，使学生通过思考问题、解决问题、回答问题来达成教学目标。

在设计章引言的问题时，教材首先创设来源于自然、社会和现实生活的问题情境，通过情境导入学习内容，提出本章的中心问题。这些问题聚焦学生的思维，引导学生思维的方向，引发学生的认知冲突，激发学生的学习兴趣和学习动机，调动学生的内驱力和积极性。中心问题通常指向本章的教学目标，对应课程标准的大概念（表1）。

表1 教材某些章的中心问题与课程标准大概念的对应关系

中心问题可以是首问，也可以不是。中心问题之后可以有后续问题，即形成追问。大概念与中心问题之间并不是一一对应的关系。同一个大概念，可以通过几个中心问题的推进循序渐进得以实现。不同章的中心问题之间具有内在的逻辑联系。

同样，在设计节引言、一段开始时提出的问题时，教材根据本节教学目标，对应课程标准的重要概念或次位概念来确定（表2）。

表2 教材某些节的问题与课程标准重要概念或次位概念的对应关系

这些问题有驱动问题，指在课堂导入或某一个教学环节开始时启动思考的问题，也有推进问题，包括分解的问题、扩展的问题、聚焦的问题、深化的问题、归纳的问题、引申的问题、促进反思的问题等。问题之间可以有不同的逻辑关系，如包含关系、并列关系、递进关系、因果关系等。

2 问题探讨

教材中的问题探讨结合生产和生活实际、科学史、科学研究及科技发展等创设问题情境，围绕自然现象、社会现象、生活现象、实验现象，提出与学生已有的知识经验相联系的问题。导入的问题与本节内容密切联系，对学生的学习起着定向作用，具有启发性、新颖性和思维挑战性。问题能吸引学生的注意力，将学生的注意力集中到特定的事物、现象、原理或专题上。问题能引起学生的认知冲突，激发学生的好奇心、求知欲和学习兴趣，引发学生积极思维。例如，以下为典型的引发认知冲突的问题：克隆牛与母牛乙的性状一样，培养酵母菌通气和密封的条件，象与鼠相应器官或组织的细胞大小，红花豌豆与白花豌豆杂交后代颜色，利用已灭绝生物的DNA复活它们的幻想，水毛茛两种叶形的差异，先有鸡还是先有蛋。

3 问题串

某些教学内容有一定的难度，学生难以理解和领悟，教材将这些复杂抽象的内容转化成问题串，设计出一组有层次、有梯度的引导性问题。问题之间具有层次性、连贯性和较强的逻辑关系，由浅入深、由易到难、层层递进、环环相扣，前一个问题的结论能够引发对后一个问题的探究，将学生的思维逐步引向深入，促进学生深入思考和探究，逐层深入地分析问题、解决问题。例如，水分进出细胞的原理、酶的特性、捕获光能的色素和结构、孟德尔的豌豆杂交实验、DNA是主要的遗传物质、遗传信息的转录和翻译。

4 探究活动

问题是探究的开端，探究的本质是问题解决。科学探究是以问题为中心，学生通过主动探究来解决问题的过程。问题应根据教学目标而设计，具有真实性、启发性和开放性。教材从问题出发，围绕有探究价值的问题开展探究活动，使学生形成强烈的问题意识和探究欲望，体验知识的形成过程，获取解决问题所需要的知识和技能，掌握科学方法，促进学生的思维发展和能力提升。

4.1 探究·实践

探究·实践包括探究、观察、实验、检测、调查、模型建构等活动，属于实证探究型。其中，探究植物细胞的吸水和失水、影响酶活性的条件、探究酵母菌细胞呼吸的方式、探究自然选择对种群基因频率变化的影响等，属于完整的探究。该栏目以问题为中心，围绕问题来展开，即从提出问题开始，之后作出假设、设计实验、进行实验、分析结果、得出结论、表达和交流、进一步探究等。在探究的过程中，学生要能够自己发现、提出问题、解决问题。例如，探究环境因素对光合作用强度的影响是一个开放性探究，由学生自己提出问题、作出假设、设计实验、检验假设并得出结论。在观察、实验、检测、调查、模型建构、模拟实验的讨论部分，都设置了与教学内容紧密联系的问题，而模型建构要求设计和制作某种产品，是一种创造性的问题解决活动。

4.2 思考·讨论和思维训练

思考·讨论和思维训练包括资料分析、思考、讨论、方案设计等活动，属于逻辑推理型，主要是间接地使用科学家的研究结果以及相关资料，借助逻辑思维对问题进行理论分析。学生依据教材提供的资料，通过阅读、观察、思考、讨论、分析、计算、设计实验等多种途径，进行逻辑推理，得出结论，促进学生积极思考，训练思维品质和能力。其中，融合科学史的有：对细胞膜成分的探索、关于酶本质的探索、叶绿体的功能、探索光合作用原理的部分实验、细胞的全能性、DNA结构模型的构建、证明DNA半保留复制的实验等。

5 习题

习题包括节尾的练习与应用及章末的复习与提高，适当提供了解决各种不同类型问题的练习，促进学生对知识的巩固、理解和运用。有些习题是开放性问题，没有唯一正确的答案，可以有多种解释和回答，以培养学生的发散性思维和创造性思维；有些习题创设了多种来自学生真实生活经验的情境，引导学生在情境中运用知识解决问题，检测知识的迁移应用；有些习题要求写一篇短文或设计实验方案，即引导学生综合运用知识、技能创造新的思维产品。此外，教材每节的本节聚焦中的问题，明确指向本节最主要的教学目标。

问题是“有效教学的核心”，教师理顺教材中问题设计的思路，厘清问题之间的逻辑联系，提炼问题解决的方式，可促进对于教材内容的准确理解、把握和挖掘，有助于问题化教学的有效实施。