教學(xué)論文：問題解決教學(xué)策略在生物學(xué)教學(xué)過程中的運(yùn)用

1、問題解決教學(xué)策略在生物學(xué)教學(xué)過程中的運(yùn)用摘要: 現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于問題解決的研究已經(jīng)取得了重大成果，運(yùn)用這些研究成果指導(dǎo)生物問題解決教學(xué),必須增加生物開放型習(xí)題的數(shù)量；加強(qiáng)解題策略訓(xùn)練；采用問題解決模式學(xué)習(xí)生物新知識(shí),從而提高學(xué)生的創(chuàng)造性問題解決能力關(guān)鍵詞:問題解決教學(xué)策略生物學(xué)教學(xué)實(shí)踐運(yùn)用效果顯著問題解決能力是學(xué)生生物學(xué)科能力的重要構(gòu)成之一,培養(yǎng)學(xué)生生物問題解決能力,是生物教學(xué)中實(shí)施科學(xué)素質(zhì)教育、發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造能力的重要途徑然而,在我國目前的中學(xué)生物教學(xué)中,由于缺乏有關(guān)生物問題解決的研究,學(xué)生的問題解決過程往往變成了簡單的解題操作,并沒有真正形成學(xué)生的問題解決能力為此,我們必須借鑒現(xiàn)代心理學(xué)關(guān)

2、于問題解決的研究成果,開展關(guān)于生物問題解決教學(xué)的實(shí)踐與研究1 問題及問題解決什么是問題?一般來說,問題是指需要解決的某種疑難具體地說,就是當(dāng)一個(gè)人希望達(dá)到某一個(gè)目標(biāo),但又沒有可供使用的現(xiàn)成方法時(shí),這個(gè)人就面臨一個(gè)問題換句話說,問題就是認(rèn)識(shí)主體在認(rèn)識(shí)過程中的目標(biāo)狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)的差距,這是客觀存在的事物與人的主觀意識(shí)之間的矛盾在思維過程中的反映根據(jù)解決問題的認(rèn)識(shí)方式不同,可以將問題劃分為兩類,即常規(guī)性問題和非常規(guī)性問題常規(guī)性問題一般是封閉型的,也就是說,都有一個(gè)確定的已知答案,而且給出了所有必要的已知信息學(xué)生解題方式主要從已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中提取,體現(xiàn)為常規(guī)性、復(fù)現(xiàn)性而不是探索性在加涅和奧蘇泊爾看來,這

3、類問題并不是真正的問題非常規(guī)性問題的特點(diǎn)是,它們通常是開放型的,沒有確定的答案,還缺乏很多有關(guān)信息在這種情況下,學(xué)生解決問題不能直接用已知經(jīng)驗(yàn)來處理當(dāng)前的情景,而是需要以原來的認(rèn)知結(jié)構(gòu)作為思維素材,通過獨(dú)立思考形成新的高級(jí)的認(rèn)知結(jié)構(gòu),以用于解決問題由此可見,解決非常規(guī)性問題的方式更多地體現(xiàn)為創(chuàng)造性和探索性在生物教學(xué)中,從掌握書本知識(shí)角度看,學(xué)生需要通過一定數(shù)量的常規(guī)性問題的訓(xùn)練, 以鞏固所學(xué)知識(shí)從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的角度看,則更需要一定數(shù)量的非常規(guī)性問題,以培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)生物知識(shí)解決問題的能力總之,生物教學(xué)中的問題要滿足探索性、鞏固性的要求,兩類問題必須兼而有之所謂問題解決,是指從問題的起始

4、狀態(tài)出發(fā),經(jīng)過一系列有目的、有指向的認(rèn)知操作,達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)的過程問題解決是一種高級(jí)學(xué)習(xí)活動(dòng)(加涅),現(xiàn)代認(rèn)知建構(gòu)主義也主張“通過問題解決來學(xué)習(xí)”建構(gòu)主義認(rèn)為,人的認(rèn)知本質(zhì)是主體的“建構(gòu)”過程,即通過新、舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的相互作用而完成的在問題解決這種高水平的思維活動(dòng)中,學(xué)習(xí)者要不斷地圍繞當(dāng)前的問題解決活動(dòng)獲取有關(guān)的信息,同時(shí)又要不斷激活原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),來對(duì)當(dāng)前的問題作出分析和推論、綜合和概括,進(jìn)而形成自己的假說和解決方案在此過程中,新、舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的合理性又在問題解決中得到檢驗(yàn)所以,問題解決的結(jié)果往往導(dǎo)致新、舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的整合,就主體而言,通過問題解決這一有目的、有指向的認(rèn)知活動(dòng)過程, 從而促使主體作出

5、有意義的發(fā)現(xiàn)和新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)根據(jù)現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的研究,問題解決過程一般包括以下4個(gè)環(huán)節(jié):(1)問題表征就是將問題轉(zhuǎn)化為內(nèi)部的心理表征,其實(shí)質(zhì)就是對(duì)問題的主動(dòng)的建構(gòu)與理解；(2)策略選擇就是選擇特定的問題解決的方法或程序；(3)策略運(yùn)用就是執(zhí)行一個(gè)解題方案,包括在策略選擇中所決定的各種操作和策略；(4)結(jié)果評(píng)價(jià)就是運(yùn)用元認(rèn)知對(duì)解題過程、結(jié)果是否得當(dāng)作出評(píng)估研究表明,影響學(xué)生問題解決的主要因素有解題技能、學(xué)科知識(shí)、解題策略等,其中關(guān)鍵因素是學(xué)生是否具有解題策略,所以,生物教學(xué)中必須加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的解題策略的訓(xùn)練2 生物問題及解題教學(xué)生物問題包括常規(guī)性問題和非常規(guī)性問題通過問題解決教學(xué),不僅有利于學(xué)

6、生對(duì)書本知識(shí)的掌握和鞏固,而且也有利于學(xué)生探索發(fā)現(xiàn), 通過問題解決形成創(chuàng)造性問題解決能力但是,在實(shí)際的解題教學(xué)中還存在以下問題:(1)題型的封閉性表現(xiàn)為完備的條件和單一的答案,不需要或很少用到假設(shè)進(jìn)行推理和判斷；(2)解題教學(xué)的機(jī)械重復(fù)性表現(xiàn)為題目多有雷同, 進(jìn)行大運(yùn)動(dòng)量的反復(fù)練習(xí),以應(yīng)付考試為主要目的；(3)解題過程的被動(dòng)性習(xí)慣于老師講解例題,學(xué)生模仿操練,或者學(xué)生在大量的解題中尋找答案,很少自覺運(yùn)用解題策略,很少運(yùn)用元認(rèn)知進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和反饋監(jiān)控這種解題教學(xué)不利于發(fā)展學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力,而是把學(xué)生訓(xùn)練成對(duì)習(xí)題作出習(xí)慣性反應(yīng)的解題機(jī)器；(4)解題研究的局限性表現(xiàn)為側(cè)重于解題方法的探討或思

7、路的分析在生物教學(xué)研究中對(duì)問題解決沒有引起足夠的關(guān)注,沒有進(jìn)行解題策略的訓(xùn)練,這又進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生的機(jī)械操作,削弱了學(xué)生的問題意識(shí)和策略意識(shí),不利于培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力當(dāng)然,生物解題教學(xué)僅僅是生物問題解決教學(xué)的重要環(huán)節(jié)我們?cè)谏锝虒W(xué)中,還必須全面加強(qiáng)問題解決教學(xué),以全面提高學(xué)生的素質(zhì)3 生物問題解決教學(xué)的有效策略根據(jù)以上分析,為了提高學(xué)生的問題解決能力,必須運(yùn)用問題和問題解決理論,加強(qiáng)生物問題解決教學(xué)為此,就要采用以下幾種有效策略:3.1 增加生物開放型習(xí)題的數(shù)量 生物開放型習(xí)題是相對(duì)于常見的封閉型習(xí)題而言的,其主要特征是:條件、解題方法策略和結(jié)論的不確定性,即條件、方法策略和結(jié)論的開放性例

8、如:(1)你認(rèn)為克隆人會(huì)產(chǎn)生什么后果? (結(jié)論開放題)；(2)已知多指由顯性基因s控制,一對(duì)夫婦生了一個(gè)多指白化病的女孩,問其父親、母親的基因型如何?(條件開放題)等等一般地說,生物開放題具有以下特征:(1)常常由實(shí)際現(xiàn)象提出問題,主體必須用生物知識(shí)將其轉(zhuǎn)化為生物模型；(2)問題的不確定性,需要轉(zhuǎn)化和收集信息,界定問題的存在；(3)沒有現(xiàn)成的解題模式；(4)需要從多角度進(jìn)行思考與探索；(5)答案的不確定性；(6)條件的不確定性；(7)能激起學(xué)生的好奇心,主體積極參與解題過程；(8)能轉(zhuǎn)化為新的問題3.2 加強(qiáng)解題策略訓(xùn)練 教會(huì)學(xué)生解題策略是提高學(xué)生解題能力的關(guān)鍵所謂解題策略,即是解決問題的一般

9、路徑和方式,或解決問題的思維策略在問題解決的不同環(huán)節(jié),都有相應(yīng)的解題策略例如,在策略選擇環(huán)節(jié)常采用以下解題策略:(1)逆向思考策略它是指通過反向推理,找到解決問題的線索,使問題得以解決例如,“治療鐮刀型細(xì)胞貧血癥的根本措施是什么?”此題如果單從貧血因素、紅細(xì)胞變形、營養(yǎng)缺乏等方面探究,將一無所獲如果進(jìn)行由現(xiàn)象到本質(zhì)、由蛋白質(zhì)到rna再到dna的逆向推導(dǎo),就可以推出:鐮刀型細(xì)胞貧血癥是基因突變引起的,治療的根本措施就應(yīng)該是改變其遺傳物質(zhì),即采用基因治療方法(2)聯(lián)想推理策略它是根據(jù)當(dāng)前問題,聯(lián)想以前自己學(xué)過的知識(shí)和解過的問題, 找到與當(dāng)前問題的相同或相似點(diǎn),并借用該題的解題方法例如,“一個(gè)生物體

10、有12對(duì)同源染色體,且每對(duì)同源染色體上都有一對(duì)等位基因,那么該生物可能產(chǎn)生的配子類型是多少種?”按常規(guī)方法解此題,要先畫出遺傳圖解,然后再作出統(tǒng)計(jì),這種方法不僅復(fù)雜,而且極易出錯(cuò)如果引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想數(shù)學(xué)中的組合方法,不難發(fā)現(xiàn),此題的答案是n個(gè)c21乘積,即(c21)12=212此外,生物解題中還常用簡化提煉策略、圖解策略、審題策略、元認(rèn)知策略等3.3 采用問題解決模式學(xué)習(xí)生物新知識(shí)問題解決教學(xué)是當(dāng)前教學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題解決教學(xué)模式要求以問題為中心組織教學(xué),就是要使教學(xué)過程發(fā)端于問題,推進(jìn)于問題,歸宿于問題(即學(xué)生提出問題和解決問題),其一般程序是:呈現(xiàn)問題尋求解法得出結(jié)論知識(shí)遷移即在教師的指導(dǎo)下

11、,根據(jù)教學(xué)的具體情況,提出問題,使學(xué)生處于問題的發(fā)現(xiàn)者和研究者的地位學(xué)生經(jīng)過對(duì)問題的分析、探索、討論等一系列“再發(fā)現(xiàn)”的認(rèn)知操作過程,尋求問題的解法,達(dá)到問題的解決,并運(yùn)用所獲得的知識(shí)原理解決新問題,以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移例如,在高中生物“基因分離規(guī)律”的教學(xué)中可以設(shè)計(jì)如下教學(xué)程度并圍繞以下問題展開教學(xué):(1)呈現(xiàn)問題:豌豆的性狀是根據(jù)什么規(guī)律傳遞給子代的?(2)分析問題:什么叫相對(duì)性狀?什么叫性狀分離?f1配子比例和f2分離比是多少?(3)尋求解法:孟德假說的要點(diǎn)是什么?什么叫等位基因?雜合體中等位基因遺傳行為如何?何謂測交?測交的意義是什么?(4)得出結(jié)論:基因分離規(guī)律的實(shí)質(zhì)是什么?分離規(guī)律的細(xì)

12、胞學(xué)基礎(chǔ)是什么?(5)知識(shí)遷移:分離規(guī)律在植物育種上有什么意義?分離規(guī)律與人類遺傳病有何關(guān)系?4 問題解決教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)和局限通過問題教學(xué)的實(shí)踐研究，發(fā)現(xiàn)問題教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：（1）能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.和講述教學(xué)法相比，問題教學(xué)更能關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，考慮學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的調(diào)動(dòng)(2)學(xué)生在學(xué)習(xí)中有較多的參與機(jī)會(huì).對(duì)話、交流和互動(dòng)是當(dāng)今教學(xué)的關(guān)鍵問題，問題教學(xué)能使學(xué)生在課堂教學(xué)中借助問題的探討，與同學(xué)或者教師有更多的溝通機(jī)會(huì)(3)有效的培養(yǎng)學(xué)生問題解決的能力問題教學(xué)圍繞問題的提出、分析、解決展開，這種教學(xué)過程中，學(xué)生增強(qiáng)了自己的問題意識(shí)，把握問題解決的基本步驟，逐漸提升自己

13、解決問題的能力(4)學(xué)生嫩牢固地掌握問題教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)在問題教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)過了獨(dú)立思考、合作探究等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，對(duì)問題教學(xué)中承載的知識(shí)比教師講解記憶的更加牢固(5)有助于學(xué)生養(yǎng)成問題探究的學(xué)習(xí)習(xí)慣連續(xù)不斷的問題教學(xué)使學(xué)生逐漸形成善于捕捉問題、分析問題、解決問題的思維習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式，這種品質(zhì)對(duì)其后獨(dú)力學(xué)習(xí)和工作會(huì)有較大的幫助但是問題教學(xué)也有自身的局限，如：問題設(shè)計(jì)較為困難；教學(xué)中不確定性較強(qiáng)；教師所需的技巧要求較高；學(xué)生獲取的知識(shí)缺乏系統(tǒng)性；問題系統(tǒng)性較難保證等等這些問題教師要加以關(guān)注，并在教學(xué)中揚(yáng)長避短，與其他教學(xué)方法綜合使用總之,在上述問題解決教學(xué)過程中,先將問題呈示給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題自學(xué)、思考、討論,掌握知識(shí)結(jié)構(gòu),再引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)例分析,實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移,從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性