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

1、問題解決教學(xué)策略在生物學(xué)教學(xué)過程中的運用摘要: 現(xiàn)代認知心理學(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；加強解題策略訓(xùn)練；采用問題解決模式學(xué)習(xí)生物新知識,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)實踐運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,就是當一個人希望達到某一個目標,但又沒有可供使用的現(xiàn)成方法時,這個人就面臨一個問題換句話說,問題就是認識主體在認識過程中的目標狀態(tài)與當前狀態(tài)的差距,這是客觀存在的事物與人的主觀意識之間的矛盾在思維過程中的反映根據(jù)解決問題的認識方式不同,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)驗來處理當前的情景,而是需要以原來的認知結(jié)構(gòu)作為思維素材,通過獨立思考形成新的高級的認知結(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)生運用所學(xué)生物知識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、有指向的認知操作,達到目標狀態(tài)的過程問題解決是一種高級學(xué)習(xí)活動(加涅),現(xiàn)代認知建構(gòu)主義也主張“通過問題解決來學(xué)習(xí)”建構(gòu)主義認為,人的認知本質(zhì)是主體的“建構(gòu)”過程,即通過新、舊知識經(jīng)驗的相互作用而完成的在問題解決這種高水平的思維活動中,學(xué)習(xí)者要不斷地圍繞當前的問題解決活動獲取有關(guān)的信息,同時又要不斷激活原有的知識經(jīng)驗,來對當前的問題作出分析和推論、綜合和概括,進而形成自己的假說和解決方案在此過程中,新、舊知識經(jīng)驗的合理性又在問題解決中得到檢驗所以,問題解決的結(jié)果往往導(dǎo)致新、舊知識經(jīng)驗的整合,就主體而言,通過問題解決這一有目的、有指向的認知活動過程, 從而促使主體作出

5、有意義的發(fā)現(xiàn)和新的認知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)根據(jù)現(xiàn)代認知心理學(xué)的研究,問題解決過程一般包括以下4個環(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,其實質(zhì)就是對問題的主動的建構(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)策略運用就是執(zhí)行一個解題方案,包括在策略選擇中所決定的各種操作和策略；(4)結(jié)果評價就是運用元認知對解題過程、結(jié)果是否得當作出評估研究表明,影響學(xué)生問題解決的主要因素有解題技能、學(xué)科知識、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)中必須加強對學(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、生對書本知識的掌握和鞏固,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)進行推理和判斷；(2)解題教學(xué)的機械重復(fù)性表現(xiàn)為題目多有雷同, 進行大運動量的反復(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,很少自覺運用解題策略,很少運用元認知進行自我評價和反饋監(jiān)控這種解題教學(xué)不利于發(fā)展學(xué)生的獨立思考和創(chuàng)新能力,而是把學(xué)生訓(xùn)練成對習(xí)題作出習(xí)慣性反應(yīng)的解題機器；(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)研究中對問題解決沒有引起足夠的關(guān)注,沒有進行解題策略的訓(xùn)練,這又進一步強化了學(xué)生的機械操作,削弱了學(xué)生的問題意識和策略意識,不利于培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力當然,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)我們在生物教學(xué)中,還必須全面加強問題解決教學(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,必須運用問題和問題解決理論,加強生物問題解決教學(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)你認為克隆人會產(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,一對夫婦生了一個多指白化病的女孩,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)常常由實際現(xiàn)象提出問題,主體必須用生物知識將其轉(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 加強解題策略訓(xùn)練 教會學(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,“治療鐮刀型細胞貧血癥的根本措施是什么?”此題如果單從貧血因素、紅細胞變形、營養(yǎng)缺乏等方面探究,將一無所獲如果進行由現(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)當前問題,聯(lián)想以前自己學(xué)過的知識和解過的問題, 找到與當前問題的相同或相似點,并借用該題的解題方法例如,“一個生物體

10、有12對同源染色體,且每對同源染色體上都有一對等位基因,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,這種方法不僅復(fù)雜,而且極易出錯如果引導(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、元認知策略等3.3 采用問題解決模式學(xué)習(xí)生物新知識問題解決教學(xué)是當前教學(xué)研究的一個熱點問題解決教學(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)過對問題的分析、探索、討論等一系列“再發(fā)現(xiàn)”的認知操作過程,尋求問題的解法,達到問題的解決,并運用所獲得的知識原理解決新問題,以實現(xiàn)知識的遷移例如,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)律的實質(zhì)是什么?分離規(guī)律的細

12、胞學(xué)基礎(chǔ)是什么?(5)知識遷移: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)點和局限通過問題教學(xué)的實踐研究，發(fā)現(xiàn)問題教學(xué)的優(yōu)點主要表現(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(2)學(xué)生在學(xué)習(xí)中有較多的參與機會.對話、交流和互動是當今教學(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會(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)生增強了自己的問題意識，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)中的知識點在問題教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)過了獨立思考、合作探究等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，對問題教學(xué)中承載的知識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)對其后獨力學(xué)習(xí)和工作會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)計較為困難；教學(xué)中不確定性較強；教師所需的技巧要求較高；學(xué)生獲取的知識缺乏系統(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,掌握知識結(jié)構(gòu),再引導(dǎo)學(xué)生通過實例分析,實現(xiàn)知識遷移,從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性