问题驱动教学法在高中生物教学中的应用与探究

高一生物是学生走进系统学习生物学的基础阶段，人教必修一“分子与细胞”围绕细胞主要内容展开，知识展开偏抽象，知识间逻辑性较强，学生容易产滋生畏难情绪。问题驱动教学法通过创设问题情境，引导学生在解决问题中构建知识体系，符合新课标对培养学生科学思维、探究能力的要求，对提升学科核心素养具有重要意义。

一、分析：问题驱动教学法的理论依据与优势

（一）理论依据：问题驱动教学法的基础是建构主义学习理论，该强调知识建构的主体是学生，学习的实现于解决问题的互动。在生物教学中，学生通过对问题的探究，主动将新知与旧知融合，形成自我知识网，这是生物学“从现象到本质”的认知规律。

（二）应用优势：1.激发学习兴趣：问题生活化能吸引学生注意力，化被动吸纳为主动探究。如“酶的特性”的教学，从“为什么加酶洗衣粉去污能力更强”切入，以激发探究学生欲望。2.培养科学思维：分析问题应有效运用归纳、推理等方法，如探究“细胞呼吸方式”时，就可设计实验、分析数据，锻炼逻辑与批判性思维。

二、策略：人教版高一生物必修一教材中问题驱动教学的实施

（一）立足教材，设计有梯度层次问题链。结合教材知识点的逻辑关系，由浅入深设计的相关问题链，利于学生理解和把握。以“细胞膜一系统的边界”为例：

基础层：“光学显微镜下能直接观察到细胞膜吗？”“科学家如何确定细胞膜的存在？”

深化层：“细胞膜的主要成分是什么？”“磷脂分子为什么能构成膜的基本支架？”

应用层：“细胞膜的功能与成分有什么关系？”“植物细胞壁能控制物质进出吗？”

梯度化问题链符合学生认知规律，让不同层次学生都能参与。

（二）结合生活，创设具有真实情境的问题。利用真实情境，增强相关问题的代入感，帮助学生理解。如“细胞中的糖类和脂质”教学：

情境引入：展示糖尿病患者饮食禁忌表，提问“为什么糖尿病患者要减少米饭摄入？”

探究问题：“淀粉、蔗糖、葡萄糖等糖类有什么区别？”“脂肪与糖类在供能方面有何差异？”

拓展应用：“为什么提倡适量摄入不饱和脂肪酸？”

真实情境让学生感受生物学实用价值，培养解决实际问题的能力。

（三）依托实验，设计具有探究价值的问题。生物教学是以实验为核心的教学，要以探究性问题引导学生体验科学过程。以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”为例：

提出问题：“酵母菌在有氧和无氧条件下呼吸产物相同吗？”

设计方案：“如何控制有氧和无氧环境？”“用什么试剂检测 CO₂ 和酒精？”

分析结果：“澄清石灰水变浑浊程度与什么有关？”“无氧组为何先封口放置？”

学生在解决问题中理解实验设计原则，提升相关情境下实验的操作与分析领会能力。

（四）融入史例，设计饱含思辨性的问题。生物学史蕴含着很强的思维方法，我们要运用得当，以提升他们的思辨性问题培养批判性思维。如“细胞学说的建立”：

问题链：“罗伯特·胡克观察到的‘细胞’与现在所说的细胞一致吗？”“施莱登和施旺的细胞学说有哪些局限性？”

思辨讨论：“科学理论是一成不变的吗？”“科学家的观点冲突对科学发展有何作用？”

通过思辨，学生认识科学发展的曲折性，理解“质疑一修正一完善”的过程。

三、教学案例：“光合作用的原理和应用”问题驱动教学设计

（一）教学目标：1.理解光合作用的光反应和暗反应过程及物质、能量变化。2.通过问题探究，培养分析推理、实验设计能力。3.认同光合作用对维持生物圈稳态的意义。

（二）实施过程

1.情境创设：展示大棚蔬菜种植场景，并追问“为什么大棚内常增施 CO₂ ？”“阴雨天如何提高产量？”

2.问题探究：核心问题设置为“光合作用的过程是怎样的？光反应与暗反应有何联系？”子问题链设计为 “叶绿体中哪些结构与光合作用有关？”“光能如何转化为化学能？"

3.实验辅助：播放“绿叶中色素的提取和分离”实验视频，提问“滤纸条上的色素带代表什么？”

4.拓展应用：“结合光合作用原理，设计提高农作物产量的方案。”

学生们通过深入具体实践解决问题，进而掌握光合作用过程及影响因素，能解释大棚种植原理，思维与应用能力得以提升。

四、教学反思与改进

（一）实施成效：1.学生学习兴趣提高：互动参与率从60%提升至85%，探究正确率提升约 20% 。2.思维能力提升：学生可自主设计简单实验，如“探究温度对酶活性的影响”，多数能控制变量、设置对照。3.学习兴趣增强： 80% 的学生认为“在解决问题学习更有趣”。

（二）存在问题与改进方向：1.对问题难度把控不准：分层设计中，可尝试提供基础版和提升版，如“ATP与ADP的相互转化”中，基础版关注过程，提升版强化探究“为什么说ATP是直接能源物质”。2.时间分配不尽合理：可提前明确讨论时间，设置“时间线”，确保环节有序。3.评价方式单一：强化评价过程，计入学生提问、合作和贡献等探究表现。

总之，问题驱动教学法运用于生物教学意义重大，教师应充分理解，积极运用，以充分调动学生，培养他们的科学思维和探究能力，帮助他们掌握知识，提升素养，为终生发展奠基。

参考文献：

[1]刘恩山.中学生物学教学论（第3版）[M].北京：高等教育出版社，2020：89-92.

[2]周庆余.问题驱动式教学在高中生物概念教学中的应用研究[J].生物学教学，2022（5）。