初探初中生物探究活动教学中的问题设计

西安行知中学   赵国秀

现行义务教育生物学课程标准倡导探究性学习，并且将探究活动设定为生物新课程标准十大主题之一，新教材通过编入大量的各种形式的探究活动来促进发展探究性学习，进而提高学生的生物科学素养，推动开展探究性学习成为新一轮课程改革的主旋律。因此探究活动教学也就成为了中学生物教学中的一个研究重点。本论文侧重于对探究活动教学中的问题设计研究。

一、探究活动教学中问题设计研究的意义

1）问题设计是探究活动教学成败的关键：

     探究活动教学的结构是：发现提出问题——收集资料——处理与解释资料——问题解决。发现提出问题是探究活动教学的开始，俗话说“万事开头难”，只要“问题”这头开好了，探究活动教学也就成功了一半。而且整个教学活动都是围绕着解决这一问题而进行的，因此可以说探究活动教学中的问题是探究活动的灯塔，它引领着探究活动教学向正确的方向进行，是决定探究活动教学能否成功的关键。

2）好的问题是激发学生求知欲、实现高效课堂的有效方式：

     人的思维活动是与一定的问题、任务相联系的，思维从问题开始，用深入到问题中，没有问题，没有任务，就不会产生积极地思维活动。通过问题，可以把学生带入一种“问题情境”，极大地激发学生的求知欲，从而激发学生积极主动地去探索知识，提高教学效果，真正实现“知识的超市、生命的狂欢”。

二、探究活动教学中问题设计的原则、策略、应注意的问题

1、原则：

     探究活动教学中问题设计的原则是：①新课标中的三维目标：新课程标准对每次探究活动教学都从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观、重点、难点等方面提出了详细的要求，因此探究活动教学中的问题应该围绕着这些要求进行设计，这是探究活动教学中问题设计的总原则。②学生的主体性和适应性相结合的原则：探究活动教学中的问题设计应该充分考虑到学生在学习中的主体地位，问题的发现提出尽量让学生去完成，但同时又要考虑到学生的心理发展水平和现有的知识经验技能，学生不能完成的可由教师提出。

2、策略：

     根据以上原则，探究活动教学中的问题设计不能拘泥于一种形式，而得根据探究活动教学的内容采用不同的形式。总体来讲，我认为探究活动教学中的问题设计主要有以下几种策略：

1）设置情境，学生提问式：

     根据学生的心理发展水平和现有的知识经验技能来看，若本次探究的内容学生能根据教师创设的情境自己提出问题时，我在教学时便会采用此种问题设计的方式。这种问题设计方式充分地践行了新课标提出的“学生为主体”的理念，最符合新课标倡导的培养学生综合生物素养的精神，因为它通过情景的引导，让学生在已有知识经验技能的基础上自己去发现问题，培养了学生分析资料、提出问题的能力，同时还促使学生对已掌握的知识进行搜素并提炼出对本次探究活动有益的信息。

例如，在进行七年级上第一章第一节《生物的特征》中“观察与思考”探究活动教学时，考虑到初一整体学生对生石花和钟乳石了解不多的现状，我在上课时又补充了如下资料：生石花：又名石头玉、石头花、曲玉、象蹄、元宝等，原产于非洲南部干旱地区的岩床裂隙或砾石沙土中，是一种多年生小型多肉植物，茎短，叶肉质肥厚，对生常联结在一起形成倒圆锥体，圆锥体的顶面色彩和花纹各不相同，有淡灰棕、蓝灰、灰绿、灰褐等颜色，外形很像卵石，被人们称为“有生命的石头”。钟乳石：又称石钟乳，是碳酸盐岩地区洞穴内在漫长地质历史中和特定地质条件下形成的石钟乳、石笋、石柱等不同形态碳酸钙沉淀物的总称。随着碳酸钙沉淀物的堆积，钟乳石的体积也在慢慢长大。对于问题的提出方式我在学生水平相当的两个班级中做过对比，A班是采用教师提问式，B班是采用学生提问式，对比后发现学生提问式对于激发学生学习的主动性、培养学生分析资料、发现提出问题的能力有很大的益处。评议：虽然生石花和钟乳石对于大多数初一学生来讲非常陌生，但是由于我给出的文字资料很详细，在学生已有的知识储备基础之上他们能够发现这二者的区别并准确地提出问题。因此在后来大多数班级的教学中，我基本都采用了学生提出问题的方式，这一方式培养了学生分析资料发现问题的能力。

又如，在进行七年级下第二章第二节《消化和吸收》中“探究  馒头在口腔中的变化”时，因为教材中对本次探究安排得非常详细，不仅完整地呈现了探究的所有步骤，而且还有详细地探究计划，再则在七年级上的教学过程中我特别注重对学生有关科学探究步骤中如何提出问题、如何作出假设、制定计划时如何确定变量如何设置对照组应重复多次实验等内容的训练，抓住一切机会培养发展学生科学探究的能力，因此本次探究活动对于学生来讲是很轻松的，所以在问题设计时，我也是采用了教师创设情境学生提出问题的方式。不过在创设情境时我不仅考虑到情境的创设是为了帮助学生准确地提出问题，同时还应该有激发学生探究欲望的作用，所以本次探究教学时我创设了一个与让学生亲自参与和学生亲身经历过的情境：情境一：将学生分为A、B两组，A组每位学生将馒头块放到嘴里不咀嚼，B组每位学生将同样大小的馒头块放到嘴里细细咀嚼。1分钟后，请说出你的感觉。A组：有一丝淡淡的甜味；B组：有较浓的甜味。请A组同学将嘴里的馒头块继续含在嘴里，你嘴里的甜度也会越来越浓啦。情境二：消化酶对食物消化作用的强度与温度有很大的关系，人在身体健康的情况下，胃口很好，而在高烧时胃口却很差，其中的原因就是高烧时体温升高导致消化酶的活性降低，从而减弱了对食物的消化作用。评议：本探究活动是在学生具备一定生活经验的基础上进行的，而且在实际教学时又让学生亲身体验了这一现象，所以学生有能力自己从现象中去发现问题，这样也培养了学生发现问题的能力；从实际的课堂教学来看，学生对这样的问题设计方式参与的积极性高，提出问题的准确率也高。

2）教师直接提问式：

当探究的内容综合性很强，远高于学生的现有知识经验技能时，便会采用教师直接提出问题的方式。这种提问方式的好处是给学生的探究指明了方向，避免学生在探究时出现狗咬乌龟——无从下手的现象，从而节省了探究时间，让探究活动可以在计划的时间内有效地完成。

例如，七年级上册第三单元第五章第一节光合作用吸收二氧化碳释放氧气一节中安排了一探究“二氧化碳是光合作用必需的原材料吗”，这是本册教材的最后一个探究，它是在学生接受了一系列科学方法训练和探究技能训练之后，综合考查学生探究能力的活动。本探究教材中写法很简单，只是简单地给出了要探究的问题、必要的背景资料（氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳）和设计思路的提示，这样虽然增大了学生设计实验的难度，但同时也给教师引导学生设计实验方案提供了很大的操作空间。为了提示学生在设计该实验方案时应该考虑的内容和注意的事项，我设计了如下问题串：光合作用的必需条件是什么？光合作用的场所是什么？你可以采用哪些方法来证明绿色植物进行了光合作用？此实验的变量是什么？你设计的一组对照实验条件分别是怎样的？评议：学生分析这些问题后发现，这些问题实际上是在向学生表明我们应该如何去设计实验方案以及在设计实验方案时应该注意的问题，设计实验方案时应该抓住本实验的主题，即有关光合作用的必要条件、场所及如何证明发生了光合作用等，同时也提醒学生注意为了增强实验结论的科学性还应该设置对照实验，帮助学生解决了对照实验如何设置等实验方案设计中的难点问题。

又如，七年级上册第三单元第五章第二节绿色植物的呼吸作用一节课后的技能训练“推理”：根据所给资料分析环境温度对呼吸作用的强弱有什么影响，并要求学生将推理过程有顺序地写出来，其目的是要培养学生推理能力。这则推理仅通过一段文字和表格简单地给出了甲乙两地甜瓜含糖量的差别、两地白天晚上的平均温度，但这则推理其实综合了植物的光合作用和呼吸作用的实质、影响因素等知识，学生刚刚学了光合作用和呼吸作用，还不能对其相关知识进行灵活运用，学生是不容易完美地写出推理过程的。因此在实际教学过程中我通过如下问题串来引导学生：甜瓜中的糖来自于甜瓜的哪一种生理活动？这种生理活动的强弱都与哪些因素有关？这些因素是如何影响这种生理活动的？这种生理活动产生的糖全部都储存在甜瓜中了吗？若没有，通过甜瓜的哪种生理活动将其消耗掉了？甜瓜中储存的糖都与甜瓜的哪些生理活动有关？甲、乙两地甜瓜，何处甜瓜中含糖量高？环境温度对呼吸作用的强弱有什么影响？评议：学生经过对这些问题的分析解答，最后基本都可以准确地写出推理过程，因为这些问题本身就是是层层递进的，解答这些问题的过程实际就是在完成题目中要求的推理过程，因此可以说这些问题实际上是有效实现本技能训练教学目的的一个最好的方式。

3）实验引出问题式：

当探究的内容实践性很强时，便会引导学生先进行相应的实验，由实验引出问题，最后学生总结出结论。这种提问方式的好处是帮助学生直观明了地获取知识，而且还能帮助学生掌握相关的实验技能、了解实验设计、实验观察等方法，形成一丝不苟、实事求是的科学态度和精神。

例如，七年级上册第二单元第一章第一节练习使用显微镜一节中教材安排了一探究活动“实验  练习使用显微镜”。对于此探究活动教学中的问题设计我采用的就是实验引出问题的方式。具体如下：请将“e”字玻片正向放置在载物台上，你从显微镜中观察到的物像是怎样的？你发现物体与像有什么不同？由此你可得出：显微镜成像特点是上下左右        ，即成     像。将玻片向右移2mm，再次观察，你发现视野中物像向哪边移动了？若将玻片向上移动2mm呢？现在物像位于视野何处？如果要想将物像移到视野正中央，应将标本向何处移动？由此你能得出：若物像在视野中偏a方，应将标本向       移动（显微镜成倒像的应用）。若将物镜由4×换成10×，你发现视野中亮度变     （选填“亮”或“暗”），视野中的物像变     （选填“大”或“小”），视野范围变       （选填“大”或“小”）。由此可得出：显微镜放大倍数越大，视野中亮度越       ，视野范围越     ，物像越     ，视野中的细胞数目越      。评议：这一探究活动是初一学生接触到的第一个技能性的操作实验，本节内容融理论和实践为一体，很基础，但对学生的要求也很高。而且初一学生好奇心强，一定说要学习显微镜都很兴奋，再加上他们对显微镜结构功能、使用方法、成像特点等的了解几乎为零，因此本探究活动教学中的问题设计我便采用了由实验引出问题的方式，这样在教学时就让学生在整个实验过程中都在教师的掌控之中，高效地实现了本节的三维目标。

又如，在对七年级下册第四单元第三章第二节发生在肺内的气体交换中的演示实验“模拟膈肌的运动”的探究活动教学时，我也是从实验的结果引出了问题。具体如下：首先在课堂上请本班生物兴趣小组的代表将小组同学制作的模拟膈肌的模型在全班进行了汇报展示，并给全班同学讲解了他们制作所需原材料、过程、及各结构模拟的是人体中的那部分结构，最后给全班同学展示了模拟膈肌运动的结果。当代表展示完后，我即问学生：你们观察到的实验现象是什么？你认为引起这种变化的原因是什么？由此实验现象你能得出什么结论。反思：此探究活动教学时前半段是学生代表自己亲手操作制作的有关模型，对于学生来讲一下子就拉近了与此知识点的距离，激发了学生探究的欲望，后半段利用学生看到的实验现象引出问题，通过问题引发学生的思考，此时学生对弄清膈肌运动会带来什么结果的欲望已达到了极致，因此很快就获得了：膈肌舒张→膈顶部回升→胸腔容积减小→肺回缩→呼气完成、膈肌收缩→膈顶部下降→胸腔容积增大→肺扩张→吸气完成这一知识点。但在此教学过程中，教师一定要提前给学生说明膈肌舒张时，膈顶部位置较高，而当膈肌收缩时，膈顶部位置较低。

3、探究活动教学中问题设计应注意的问题

探究活动教学中的问题设计采用的方式一定要从新课标提出的三维目标、探究活动教学内容、学生现状以及学校资源等方面综合去考虑。不同的问题设计方式应该注意的问题不同，具体如下：

1）创设情境，学生提问式应注意以下问题：

首先，在创设情境方面，虽然情境的方式有文字、图片、甚至视频等形式，但都应该以实现新课标提出的三维目标为前提，以帮助学生准确提出问题为目的，站在学生已有思维水平的高度，同时还应注意情境应该有新颖性，以激发学生思疑、质疑，进而提出问题。长此以往，可以帮助学生形成强烈的问题意识，打开学生创新思维意识的阀门，不断激发学生探究学习的兴趣，逐步养成自主质疑的思维品质，达到新课标要求的学生学习方式的转变。其次，在实际教学时，应该注意课堂氛围既要是活跃和谐自由，让学生能轻松地打开自己的思维，积极地去质疑；但同时还应注意课堂氛围还得是有序地、严肃地，不能完全地让学生处于一种无组织无纪律的混乱状态。最后，在实际教学时教师还应该明白，由于不同学生已形成的知识体系程度有高有低、思考的角度侧重点不同，肯定会有提出的问题与本次探究活动教学目标不相符或问题虽表达方式不同但意思重复等现象，教师一定要允许这些现象的存在，因为这些都是正常现象，此时教师应该在肯定学生能积极思考的前提下，语气温柔地指出学生提出的问题不好在什么地方，能让学生感受到教师的鼓励，不能因为学生提出的问题没有质量或与本次探究教学联系不紧密或无关变加以斥责，应该鼓励学生大胆思考质疑，因为这些往往是学生智慧的火花，切不可随意将其扑灭，这样也有利于学生创新意识的发展。

2）教师直接提问式应注意以下问题：

首先，教师设计问题时应该注意让问题具有有针对性和指导性：教师应该针对大多数学生在探究活动中可能会遇到的难点，或是大多数学生容易忽视的地方去设计问题，要让这些问题在学生的探究过程中起到指导作用。其次，教师提出问题时还应考虑问题的梯度和难度：教师设计问题时应该让问题具有一定的梯度，由易到难，这样可以让不同层次的学生都有饭吃，学生解决后对其有很好的激励作用，同时还能逐步培养学生建立相关的思维模型。

3）实验引出问题式应注意以下问题：

    首先，教师在引导学生进行相应的实验操作时应该关注全体学生是否都进行了正确的实验操作，因为学生的实验操作正确与否直接关系到学生能否得出正确的结论。其次，问题一定是依据实验提出来的，以实验现象引出问题，再由这些问题诱导学生思考，进而得出正确的结论。