生物科学史中的问题化学习

摘 要： 生物科学史教学在目前高中生物课堂中往往是史实介绍有余、思维训练不足，达不到课程标准对科学史的学习目标要求。问题化学习助于解决这一难题。

关键词： 生物科学史教学 问题化学习 探究能力

生物科学史在很大程度上就是实验探究史，其中多数实验在高中课堂上是无法体验和再现的。学生对于平铺直叙的实验史实不可能感兴趣，也不能拓展学生的思维和提高实验探究能力。如果将生物科学史的学习问题化，让科学家的思维渗透在问题中，学生就可以在尝试解决问题的过程中体验科学家探究之路，从而提升思维品质和探究能力。

1.学习目标问题化

生物科学史教学的目标是让学生了解知识发现的过程，体会科学家的思维方式和科学研究方法。如果将这些学习目标以告知的方式简单地呈现给学生，学生会认为这些东西离自己太遥远，而且面对已知结论的科学探究，学生不会激起探究的欲望。如果我们将这些学习目标隐性化、问题化，将其转变成学生身边的问题，甚至是学生自己发现、提出的问题，从而激发学生尝试解决问题的欲望，变被动接受为主动探索，学习目标便会水到渠成。

课例：植物生长素的发现

高中生物教材中科学史的学习目标大同小异，主要是让学生了解科学家的实验设计思路，体会实验设计的严谨性和科学性。将学习目标问题化后，可以将学生学习科学史转变成设计科学实验，这样，学生就由被动的学习者转变成科学发现的参与者和创造者，学习积极性自然大不相同。同时在参与和设计实验的过程中又会发现新的问题，学生的思维将得到充分发展和提升，学习目标也将上升到更高的层次。

2.学习过程问题化

生物科学史的学习过程是一种比较特殊的学习体验，由于条件所限，在课堂上进行完整的全程探究活动较难做到。因此，在生物科学史教学中的探究性学习更多的是思想实验。在思想探究中简单的对话式或呈现式教学，对学生缺乏有效的刺激，教学效果不佳。这就要求学生将生物科学史学习过程转化成以一条核心问题为主线，并围绕核心问题自我构建一系列的问题系统，并通过小组合作形式解决这些问题，最终形成完整的科学发展脉络。要让学生建立起这样的问题系统，可以从以下几个方面尝试。

2.1角色扮演策略

每一个科学知识的发现，放在其学科历史脉络中都有其特有的时代性，学生只有站在当时科学家的角度才可能发现有价值的问题，才可能体会当时科学家的思维方式。所以鼓励学生进行角色扮演，使学生提出有价值探究问题的有效策略。

如遗传基本规律发现过程中，可以进行如下教学片断设计。

师：让我们将目光聚焦到160多年前那个在学术界杂交试验盛行的年代里，如果你就是当时年轻的孟德尔，现在有一堆杂交试验的结果摆在你的面前，你会有什么样的苦恼，你又想知道哪些问题？

生：为什么子一代只有一种性状？为什么子二代又有两种性状？为什么子二代的性状比总是接近3：1……

师：以你现有的知识理论可以解决这些问题吗？

生：不能。

师：不错。当年的孟德尔就和你们现在一样，面对这么多的问题无从下手，因为没有任何现成的理论可以解决他产生的疑问。那么你现在能提出解决办法吗？

（学生随后讨论并尝试解决问题的办法。）

通过这一角色扮演后，学生将自己放在研究者的角色上，以研究者的身份思考问题、解决问题，真切体会到科学研究的艰辛与不易，才能真正走进科学家的思维世界，提升自己的思维品质。

2.2实验改进策略

从生物学科的历史发展脉络看，每一位科学家的实验设计都会受到当时科学发展水平的限制，一些实验设计会存在不足和缺陷，而这恰好是激发学生问题意识、构建问题系统的最好资源。

如促胰液素发现中，沃泰默限于当时权威主流认知的影响，并没有对实验结果进行大胆分析，也没有设计更合理的实验以进一步研究遇到的问题，而是归结为实验操作中的不可抗拒因素。教师此时可以不展示斯他林和贝利斯的实验，而是利用这一契机引导学生构建新的问题系统：沃泰默实验的关键问题出在什么地方？如何彻底排除神经系统的干扰？如何设计对照实验，让实验更有说服力？学生将这些实验思路问题化以后提出自己的改进措施进行新的研究。最后在交流评价的基础上，教师再展示斯他林和贝利斯的经典实验，与学生的实验设计进行对比，提升学生的成就感和探究知识的热爱。

2.3自我反思追问策略

在生物科学史学习过程中，自我反思追问策略是构建问题化学习方式的较高阶段。该策略更多的是在解决某一问题以后，引导学生回顾自己的思考历程，从而获得这种思考历程的经验提升。在教学中，教师可以引导学生学会追问自己：就这一内容我是如何发现问题的？我发现了哪些问题？对于这些问题我是从哪些角度思考的？我又是采用什么方法解决的？我解决问题的方法与其他同学的不同之处在哪？有没有更好的解决办法……自我反思和追问不仅仅是一种构建问题系统的策略，更是一种良好的学习习惯。在反思与追问中，学生往往能发现新的、有价值的问题，从而开展新一轮探索。

3.问题化学习的关键与注意事项

基于问题化学习的生物科学史教学关键是师生根据情境创设以问题主线为核心的问题系统。教师在实施的过程中应注意以下几点：①教师应放下包袱，实现思想和教学方式的双重转变，要让学生真正提出自己的问题；②让学生提出问题不是天马行空，而是围绕课题基础问题展开，同时教师和学生要对学生提出的问题进行一定的筛选，确定问题的主线；③问题化学习的主体是学生，只有真正投入问题的发现和探究中才能提升学生的实验探究能力和思维能力，教师在这个过程中应是引导者和领航者。

参考文献：

[1]王天蓉，徐谊，冯吉，唐秋明，张治.问题化学习教师行动手册（第二版）.上海：华东师范大学出版社，2015.

[2]李能国.课型范式与实施策略中学生物学.南京：江苏教育出版社，2012：75-79.