一、“问题探讨”栏目简介

人教版高中生物学教科书（2019）中的“问题探讨”栏目位于每一节的起始位置，以“图片+情境+讨论题”的形式呈现，情境素材来源于生活实践、科学史实、实验探究和社会热点。“问题探讨”栏目可以帮助教师结合实际生活创设问题情境，激发学生的求知欲和兴趣，引发学生的思考，从而引出教学内容。

 .根据“问题探讨”栏目中的情境素材来源将其分为以下几类：

生活实践类

* 科学史实类

* 实验探究类

* 社会热点类

1.生活实践类——结合实际生活创设问题情境  

   案例：选择性必修1第1章第2节“内环境的稳态”，“问题探讨”栏目给出展示常规体检时，人的血液生化检查化验单的一部分，引导学生根据数据思考内环境的变化与机体健康状况的关系，使学生了解生物学知识在生活中的应用，并学会应用知识解决实际问题。

内环境的稳态当中就有人的血液化验单，这个化验单作为一个图片，构建了一个体检的情境，问了三个相关的问题。这样的一个问题，探讨的一个驱动，这就是结合学生的生活实践，在运用的时候，他这是北京市的吧，这样的一个报告单，我们能找到河北地区的，可能更贴合学生的实践生活啊，这是其一，其二呢。这些指标儿，也要和后续的一些概念产生一种关联，和这个内环境，稳态这些概念产生一种关联，那么铺设了大量的事实和生活的素材，为构建概念做了一定的铺垫和基础。但是我们知道内环境稳态，那么这在这节当中，也是一个相对的这个提高切领的一个章节，尤其是在第一章第一节当中，这是当然这是第二节是吧。

2.科学史实类——  结合生物科学史创设问题情境 

   案例：必修2第3章第3节“DNA是主要的遗传物质”，“问题探讨”栏目中提到科学家对于遗传物质的争论，引导学生思考蛋白质和DNA究竟谁是遗传物质，并尝试提供证明方法。使学生沿着科学家的探索轨迹，在问题解决的过程中体验科学探究的过程，深化对概念的理解，学习科学家勇于探索的精神和态度。

相应的图片是染色体蛋白质，DNA的示意图，这样的一个示意图，去表征它们之间的关系，，就是图片加情境加问题。

3.实验探究类——结合生物学实验创设问题情境   

    案例：必修1第4章第1节“被动运输”，“问题探讨”栏目中给出长颈漏斗实验，引导学生思考漏斗内液面升高的原因，并改变实验条件引导学生说出实验现象，由此引出“渗透作用”这一概念，培养学生的科学探究能力。

这样的一个过程和一个操作过程。那么这个构建过程和操作过程会产生什么问题呢？讨论三个问题。讨论三个问题，从而引出内容渗透作用，这一概念也为后续，通过这样的一个模型的理解，研究植物细胞和动物细胞的这样的一个被动运输，提供了一个模型，提供了一个模型的基础。

4.社会热点类——结合社会热点创设问题情境  

    案例：必修2第5章第1节“基因突变和基因重组”，“问题探讨”栏目中给出我国进行航天育种的研究成果，引导学生思考航天育种的生物学原理和对基因突变的看法，激发学生的学习兴趣，拓展学生的科学视野，培养学生放眼世界、关注社会的责任感。

我国最早在1987年就进行了这种航天育种的研究，说了我国的这个水，水稻小麦，棉花番茄，南瓜。青椒这些作物培养的一些这个优质品种啊，获得了经济效益，问了两个问题啊，一个是原理是什么啊，育种的原理是什么，另一个是，哎，如何看待这个基因突变，如何看待这个基因突变？从情景贯穿的角度，其实是不太好贯穿这节课，那么这里边儿这个基因突变，它就是一个正向的那么后边呢，这个举的这些实例。基因突变，这个连着这个行，这个贫血症啊它都是负向，所以一正一负，怎么去把这些情景啊，去这个情景线构建清楚，逻辑清楚，成了老师的这个备课和设计的一个重点。

根据“问题探讨”栏目中的问题指向， 将其分为以下几类：

渐进式

* 循证式

* 矛盾式

* 质疑式

* 探究实践式

1.渐进式——围绕核心知识设计问题串 

案例：必修1第2章第2节“细胞中的无机物”，“问题探讨”栏目给出某种运动员饮料的化学成分表，并设置问题串“表中哪些成分属于无机盐？为什么要在运动员喝的饮料中添加无机盐？无机盐在细胞的生活中起什么作用？”由一连串的问题逐步引出无机盐对生命活动的重要作用。

这个由现象到本质，这样的一个理解，尤其谈到作用功能的时候？这是我们生物学的，一般的教学的终结指向，这是这一类根据讨论题的题目。

2.循证式——提供证据证明观点  

案例：必修1第1章第1节“细胞是生命活动的基本单位”，“问题探讨”栏目给出“大熊猫和冷箭竹形态迥异但生命活动的基本单位都是细胞”这样一个观点，引导学生思考如何获取和提供证据加以证明，并进行互评，培养学生的证据意识，使学生在论证过程中逐步生成概念。

那么第二类呢，叫循证，提供证据证明这个观点。给了这个大熊猫和冷箭竹这个形态迥异，但生命活动的这个基本单位都是细胞，这样的一个观念，引导学生，如何获取和提供证据加以证明，或者进行互评，从而培养学生的证据意识，通过证据意识，这种论证来得出相应的概念，你比如说他这个题目他是怎么问的？如果让你提供证明，说明大熊猫和冷箭竹都是由细胞构成的，你将如何获取和提供证据是吧？循证类，与学生相互评价各自的证据是否正确和充分啊？这是非常重视这种循证。

3.矛盾式——创设问题情境引发认知冲突

案例：必修2第6章第2节“自然选择与适应的形成”，“问题探讨”栏目给出同一环境中的两种蝴蝶——枯叶蝶和翅色艳丽的蝴蝶，并设置问题“枯叶蝶的翅像一片枯叶，有什么适应意义？从进化的角度如何解释这种适应的形成？”学生很容易就能回答出“这是枯叶蝶对环境的一种适应”，紧接着提问“同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你刚才做的解释有矛盾吗？如果有，又怎样解释？”这时学生很可能就会产生疑惑，以此引出适应的普遍性和相对性。用看似矛盾的生物学现象引发认知冲突，在解决冲突的过程中理解概念的内涵和外延。

所以在矛盾当中就理解了这个概念的这个内涵和外延。

4.质疑式——引发质疑交流观点

案例：选择性必修1第3章第1节“激素与内分泌系统”，“问题探讨”栏目给出侏儒症患者的病因是生长激素分泌不足。有些青少年认为通过注射生长激素可以长高。设计问题引导学生对这种观点产生质疑，思考这一想法的可行性，学会用生物学知识批判性地思考生活中司空见惯的观点，在不断的质疑、讨论、反思中深化对概念的理解。

青少年觉得自己不高，想去注射生长激素啊，他说了我想打点生长激素，哎我不高不太高，你赞同这种想法吗？说出你的理由，比如说我们有一些这个身高生长的一些干预，如如何干预，什么时候需要干预，是不是觉得自己不高，就需要干预去达成的因素，对吧，这其实是一个科学问题，对吧，这是质疑，是这是这节课的这个思考讨论栏目啊，这节课的思考讨论。

5.探究实践式——以问题激发探究欲望

案例：必修1第5章第1节“降低化学反应活化能的酶”，“问题探讨”栏目给出一个实验：将肉块放入金属笼内，让鹰吞掉小笼子，过一段时间将笼子取出，发现笼内的肉块消失了。同时设计问题引导学生根据实验现象作出假设，并设计实验进行验证，使学生体会科学探究的过程。

三、“问题探讨”栏目在教学中的应用

1.搭建问题阶梯，发展逻辑推理思维   

    一些“问题探讨”栏目有“推测”、“推断”等字眼，教师可以运用这类栏目创设问题情境，搭建问题阶梯，培养逻辑推理能力。

案例：必修1第3章第1节“细胞膜的结构和功能”，“问题探讨”栏目给出用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡的结论：死细胞会被染成蓝色，而活细胞不会着色。同时设计问题串，从学生容易回答的问题入手，引出了复杂抽象的生物学概念。这时教师可以追问“细胞膜除此之外还有哪些功能？这些功能与细胞膜的结构有什么关系？”，由此引发学生的思考，进而引出接下来的教学内容。

2.以疑入手，发展循证思维 

    有些“问题探讨”栏目会以生物学中具有争议的问题引起学生的疑惑，教师可以运用这类栏目创设问题情境，引导学生寻找证据证明自己赞同的观点，发展循证思维。

案例：必修2第6章第1节“生物有共同祖先的证据”，整节内容围绕证据展开，教师可以对“问题探讨”栏目提供的情境和问题作适当的修改，如提出问题“人类的祖先是什么？现存生物的祖先又是什么？”，并在此基础上补充相关的科学史资料，同时追问“你更赞同哪个学说？结合已有知识，你能说出什么证据支持这个学说？”，由此引发学生寻找证据展开辩论，教师给予引导，最后作出总结。

都是证据啊，循证这种思维，这是第二种应用的场景。第三种应用场景呢，引发认知冲突，发展辩证思维。赵占良老师写的生物学概念的特点，其中就叫做辩证性，生物学概念或生物学知识是有辩证性的，所以老师在日常的教学当中更要有辩证性的角度去理解这些概念，比如说过去曾经我记得有一个高考题说了，这个包吞包吐作为物质跨膜运输的方式有什么共同特点，很多老师呢，就觉得这个题出的有问题啊，包吞包吐它不是跨膜。

3.引发认知冲突，发展辩证思维   

    运用“问题探讨”栏目中提供的矛盾点创设问题情境，引发学生的认知冲突，促使学生进行概念转变，学会辩证地看待问题，探索科学本质。

案例：必修1第2章第3节“细胞中的糖类和脂质”，“问题探讨”栏目指出“体外培养脂肪细胞时，即使没有添加脂肪，新形成的脂肪细胞中也会出现油滴，这说明什么？”这样一个“无中生有”的问题情境能够激发学生的认知冲突，在解决冲突的过程中生成“糖类与脂肪互相转化”的概念。在课堂结尾，教师还可以结合生活实际提出疑问“我们每天吃的都是一些玉米、谷类和菜叶，为什么长了一身的肥肉呢？”引导学生进行概念迁移，学会用生物学概念解决实际问题。

4.鼓励提出质疑，发展批判性思维   

    深入挖掘科学史，创设问题情境，鼓励学生提出质疑，引导学生用批判性思维审视观点，发现生物学规律。

案例：必修2第1章第1节“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”，“问题探讨”栏目给出融合遗传的观点，这个观点显然是不正确的，教师可以鼓励学生提出质疑并提供证据。“你同意上述观点吗？你的证据有哪些？”学生能够根据生活经验和自然界中的生物学现象较容易地提出质疑并给予证据。这时教师进行追问“两种颜色的墨水混合后无法分出原有颜色，为什么亲本杂交后子代表现出的性状不是这样呢？这其中蕴含着怎样的生物遗传规律呢？”由此引出孟德尔的豌豆杂交实验。

5.构建探究平台，发展创造性思维

    合理运用具有探究性的“问题探讨”栏目创设问题情境，引导学生探索解决新问题的方法，发展创造性思维。

案例：学生已经学习了孟德尔的分离定律，教师可以利用必修2第1章第2节“孟德尔的豌豆杂交实验（二）”中“问题探讨”栏目提供的科学史和问题，引导学生说出观点，并结合上节课学习的分离定律和实验方法设计实验，画出遗传图谱来验证观点。由于这个问题涉及两对相对性状的遗传，因此学生在运用上节课的实验方法绘制遗传图谱时会出现一定的困难，这就需要学生创造性地用“老”方法解决“新”问题。同时教师还可以教授学生用“棋盘法”代替遗传图谱，分析和计算遗传问题，以便解决多对相对性状遗传的复杂性，这也是创造性的一种体现。

二、基于新教材的中学生物学教学--“思考讨论”栏目

 人教版高中生物学教科书（2019版）中的“思考·讨论”栏目为旧版教科书中的“思考与讨论”栏目，其主要呈现形式为“资料+问题”。资料的来源包括科学史、实验现象、生活实际等，有些“思考·讨论”栏目会提供图或表，为学生开展讨论并解决问题提供丰富支撑。

根据“思考·讨论”栏目的教学内容与教学功能，将该栏目分为以下四种类型

概括升华型；

* 逻辑推理型；

* 设计解释型；

* 应用迁移型。

1.概括升华型  

    一般通过问题对已有知识进行比较和完善，或从所给资料中提取问题答案以获得新知识。具体包括两种形式：一是对上文知识点的归纳与概括、升华与拓展，以加深学生对已有知识的理解记忆，并为新知识做铺垫；二是通过科学家的探究历程学习科学精神与科学方法，实现知识到精神的升华。

例如：必修一第六章第一节“动物细胞与植物细胞有丝分裂的相同点和不同点”。

学生在学习了细胞有丝分裂的过程后，能够结合模式图回答一系列问题从而理解动植物有丝分裂的异同点，总结细胞分裂的意义。这类问题使该栏目在教科书中起着承上启下的作用，属于概括升华型。

2.逻辑推理型  

    逻辑推理型“思考·讨论”栏目的问题较概括升华型来说更注重对学生科学思维和逻辑能力的锻炼，通常不能直接从教科书正文中得到答案，而要根据已有的知识体系或资料背景进行进一步分析，应用教科书中的具体知识进行深化和推理才能得出结论。

例如：必修二第二章第三节中“分析人类红绿色盲”这一栏目提出的问题为判断红绿色盲基因的显隐性，学生不能通过已有知识直接得到问题答案，需要进行推理，利用已有知识或资料作为证据证实推测从而解决问题得出结论。在这个过程中，学生的思维活动更加丰富，需要尝试深化理解和推理演绎，这类“思考·讨论”栏目就可以归为逻辑推理型。

3.设计解释型  

    主要针对实验内容，通过设计实验、解释实验现象、预测实验结果推进教学进程。在对实验进行分析和设计的过程中，学生的科学思维和科学探究能力能够得到共同发展。

例如：必修二第二章第二节“摩尔根解释的验证”

要求学生运用已有知识设计实验并对已有的实验结果进行交流讨论。学生能够在自主设计实验的过程中体会“基因位于染色体上”这一结论的科学性，科学探究能力也得以提升。

4.应用迁移型  

    应用迁移型“思考·讨论”栏目一般提供真实情境，问题通常和现实生活联系较紧密，需要学生利用所学知识和已有经验解决实际问题或分析生活中的某种现象，着重考察学生分析和解决实际问题的能力，鼓励学生学以致用。

例如：必修一第五章第三节“细胞呼吸原理的应用”。

问题联系生活生产实际，涉及对生活现象的解释，这一栏目属于应用迁移型。学生可在分析资料和教师引导解决问题的过程中深入理解知识，同时也能通过此类“思考·讨论”栏目尝试运用所学知识，体会科学与社会的紧密联系。

（三）“思考·讨论”栏目模型开发

以对话教学理论强调的平等参与为指导，以“思维型课堂教学理论”为基础，以生物学“思考·讨论”栏目特点为依托，开发基于思维型课堂的“思考·讨论”栏目教学模型。

主要包含四个教学环节：（1）创设情境，激发动机；（2）问题引领，主动构建；（3）思维监控，梳理归纳；（4）应用迁移，拓展突破。

[if !supportLists]（1）      [endif]创设情境，激发动机

这一环节来源于“思维型课堂教学理论”中的教学导入环节，体现“认知冲突(Cognitive conflict)”原理。

在“思考·讨论”栏目的片段教学中，可以以问题作为思维发展的引擎，但问题也不应该是凭空产生的，而是来源于认知冲突。因此，在这一环节，主张创设适当的问题情境，情境可以来源于教材中的知识过渡，也可以是生活现象或当前的热点议题，主要目的是引发学生在原有认知结构与现实情境不相符时所产生的矛盾，从而激发学生的探究欲望。教师要善于分析教学内容，以教学目标为指导，明确其中的重难点知识，以此创设问题情境，引导学生投入学习，激发学习动机。

案例1——《细胞核有什么功能》

2017年11月25日和12月5日，克隆猴“中中”和“华华”在我国诞生，这是科学家首次成功克隆出非人灵长类动物，克隆猴的诞生，标志着我国克隆技术走在了世界最前列。以此为情境，介绍体细胞克隆技术。提出问题：“中中”和“华华”两张克隆猴除了体型大小稍有差异以外，所有性状几乎一模一样，这是为什么呢？通过了解体细胞克隆技术，可以发现细胞核在其中发挥着关键作用，细胞核究竟有什么作用呢？

案例2——《结肠癌发生的原因》

以世界卫生组织国际癌症研究机构（IARC）发布的2020年新发癌症病例数和死亡病例数作为情境导入，指出：中国作为人口大国之一，以新发癌症病例457万例和癌症死亡病例300万的“刺眼”数据，冲上了两大榜单的全球榜首。而国际癌症研究机构预测，如果不采取有效措施，我国癌症发病数和死亡数到2030年将上升至500万人和350万人。引出项目问题：在生活中我们该如何做来预防癌症的发生？

（2）问题引领，主动构建；

这一环节来源于“思维型课堂教学理论”中的教学过程环节，体现“自主构建(Independent build)”原理。

在“思考·讨论”栏目中，问题占据着不可小觑的地位。问题如何应用以发挥它的最大价值，问题驱动教学为我们提供了思路。问题驱动教学是围绕学习目标，选择并设计开放性、挑战性、探索性的“核心问题”，以高认知学习水平任务驱动学习，让学生自主探究，引导课堂学习的走向和思维活动的深入。因此，在“思考·讨论”栏目中可以借助问题驱动推进教学过程，启发学生思考，主动建构知识体系。结合“思考·讨论”栏目的不同类型，在问题引领方面采取不同策略。

①概括升华型

概括升华型“思考·讨论”栏目采用层级递进式问题驱动，以真实、连续、递进式的问题链为主线，有效整合结构化的教学内容，逐层推进问题解决，使学生在分析和解决问题的过程中，获得知识和方法，逐步形成问题解决的能力，从而达成教学目标。

概括升华型举例——《DNA结构模型的构建》

环节一：构建多核苷酸链模型

    DNA分子的基本组成单位的什么？

    脱氧核苷酸的基本组成单位是什么？因为含氮碱基的不同，脱氧核苷酸又分为哪些种类？

    脱氧核苷酸是怎样构成脱氧核酸的？

环节二：构建DNA空间结构模型

    如果你是沃森或克里克，你将怎样构建DNA的双螺旋结构？

    核苷酸长链各有差异，应该以什么形式结合在一起？

    根据这两则资料，构建模型，DNA双链应该是如何连接的？

    两条链的方向应该是相同的还是相反的？

②逻辑推理型

逻辑推理型“思考·讨论”栏目采用循证推理式问题驱动，通过教师在教学过程中提出问题，引导学生利用已有知识或背景资料寻找支持自己主张的证据，基于证据进行推理，从而解决新问题并得出结论。运用循证推理式问题驱动进行逻辑推理型“思考·讨论”栏目的学习，学生可以在学习过程中锻炼和发展科学思维，逐步提高科学论证能力。

逻辑推理型举例——《细胞核的功能》

  介绍资料1：黑白美西螈核移植实验。提问：

    通过这一实验现象，你能提出什么主张？（主张）

    有哪些已经学习过的知识可以证明你的判断的准确性？（证据与推理）

    引导质疑：其他同学有没有其他的想法，认为这个实验有没有不严谨之处？（质疑）

    如何设计对照实验？

  介绍资料2：伞藻作为模式生物的优点。

    提出任务：应用伞藻这一模式生物尝试设计实验进一步证明主张。

    补充资料3：科学家所进行的伞藻嫁接实验过程与结果。（新证据）

  引导质疑：只进行伞藻嫁接实验是否能证明性状的遗传是由细胞核决定的？（质疑）

    如何设计实验排除假根中其他物质的干扰？

  补充资料4：科学家所进行的伞藻核移植实验过程与结果。（新证据）

  引导总结：通过以上资料与推理过程，你能得出什么结论？（结论）

③设计解释型；

设计解释型“思考·讨论”栏目采用实验探究式问题驱动，在学生分析实验的过程中，教师可以利用逐层深入的探究性问题引导学生自主探究从而推进学习进程。在该类型的栏目教学中，教师可以利用问题串帮助学生建立起实验内在的逻辑关系，使学生能够以问题为支架分析或设计实验，解释实验流程和现象，从而获得科学设计与解释。

设计解释型举例——《对细胞膜成分的探索》

欧文顿的实验现象→膜成分的检测→磷脂的理化性质→戈特和格伦德尔的实验现象

 根据这一实验现象，你能做出什么推测？

    欧文顿对细胞膜成分的认识，是通过对现象的推理分析，还是通过对细胞膜成分的提取和检测？（只对细胞膜的成分做出了推测，而没有通过实验进行分析。）

 为什么选择哺乳动物红细胞作为实验材料？

  如何分离出纯净的细胞膜？（进行实验分析，发现含量最多是磷脂）

磷脂分子在空气-水界面如何排布？

  在水环境中，磷脂分子又将如何排布？（推测细胞膜中磷脂排布方式）

这一实验现象能否证明细胞膜的磷脂分子为双层排布，为什么？（验证推测的细胞膜中磷脂排布方式）

④应用迁移型

应用迁移型“思考·讨论”栏目采用项目化问题驱动，项目化问题指项目化学习中所提出的高阶问题，根据项目化学习的特点，这类问题通常来源于贴近生活的真实情境，是具有开放性和劣构性的。学生在解决高阶问题的过程中能够逐步实现对低阶知识的学习。应用迁移型“思考·讨论”栏目大多与生活实际相结合，因此可以以项目化问题为学习的起点，引导学生从核心问题出发，逐步解决子问题，最终解决核心问题，从中体会知识与生活的联系。

应用迁移型举例——《结肠癌发生的原因》

项目问题：在生活中我们该如何做来预防癌症的发生？

构建子问题：为提出癌症的预防措施，我们还需要了解什么？

①癌症发生的原因是什么？

②癌症是如何影响人的健康的？

③有哪些因素可能会导致癌症发生？

逐步解决子问题：问题解决①      →   问题解决②       →    问题解决③   

 以结肠癌为例，探讨癌症发生的原因是什么？

  什么是基因突变？

  基因突变一定会引发癌症吗？

  在健康人的细胞中，是否存在原癌基因和抑癌基因？

（根据学生回答推进，分析原癌基因抑癌基因突变的影响。）

结合结肠癌发生的简化模型，联系生活实际，思考为什么癌症会影响人的健康？

  （提供资料，联系实际）

   根据以上分析，你认为癌细胞与正常细胞相比，有哪些特点？

（从基因突变引到细胞异常增殖产生癌症，从微观到宏观。）

结合生活经验，你认为有哪些原因可能导致癌症？

  通过专家的科普，你能总结出哪些致癌的原因？

（通过问题②认识到危害性，进而讨论如何预防，总结致癌因子类型。）

（3）思维监控，梳理归纳；

这一环节来源于“思维型课堂教学理论”中的教学反思环节，体现“自我监控(Self- monitoring)”原理。

针对“思考·讨论”栏目教学中的这一环节，首先要明确思维监控的主体主要是学生，强调教师在课堂教学中，引导学生对学习过程和所学知识进行反思与总结，完善学生的概念体系，加深学生对知识的理解。在这一环节还要注意对上一环节问题的解决，帮助学生纠正错误概念，最终生成“思考·讨论”栏目的正确答案。除了学生总结并生成概念，这一环节也可以是对已有知识的梳理，或者是对学习过程的反思，包括结合具体情况开展互评自评。

案例1——《DNA结构模型的构建》

教师展示“讨论”中“有关DNA结构方面的问题”，引导学生从这三问对DNA双螺旋结构模型进行描述，描述有不规范之处请其他同学进行补充。教师肯定学生学习成果，纠正错误概念，鼓励学生在建模过程中的合作与提出的质疑，进而提出问题：沃森和克里克默契配合，揭示了DNA的双螺旋结构，他们作为科学家合作研究的典范在科学界被传为佳话，他们这种工作方式给了你哪些启示？学生就这一问题畅所欲言。

案例2——《对细胞膜成分的探索》

引导学生进行知识的梳理与总结：通过以上分析实验和设计实验的过程，你能得出什么与细胞膜有关的结论？给学生列出实验顺序与问题串，由学生进行小组讨论自发梳理概念生成过程，反思探究思路，并总结出“细胞膜由磷脂、蛋白质和少量糖类组成”的结论。

（4）应用迁移，拓展突破

这一环节来源于“思维型课堂教学理论”中的应用迁移环节，体现“应用迁移(Application and migration)”原理。

提供情境资料，引导学生应用所学知识分析和解决问题，这一情境可以是第一环节中学生存在认知矛盾的情境，也可以是在解决已有问题的基础上拓展的新情境，主要目的是促进学生的知识运用和理解。结合“思考·讨论”栏目特点，这一环节还可以适当地进行知识延伸与铺垫，在实现本栏目内容学习的基础上设置更进一步的问题或问题情境以进行后续内容的学习。

案例1——《DNA结构模型的构建》

回归导入中的问题，进一步提问：通过以上知识的学习，你能够尝试解释DNA为什么能够储存多种多样的遗传信息吗？提示学生对比各个小组不同的DNA结构模型，学生通过直观地比较观察可以发现其中脱氧核糖数量与碱基排列顺序等存在差异，从而理解DNA储存遗传信息这一重要功能。再应用导入情境继续提出疑问：提取化石中的DNA培育恐龙的过程中，DNA中所含有的遗传信息是如何发挥作用并实现相应性状的表达呢？以此为后续学习DNA的复制与转录翻译等过程作铺垫。

案例2——《结肠癌发生的原因》

近日一则新闻引发了网友热议：美国卫生及公共服务部发布新版致癌物清单，将幽门螺旋杆菌慢性感染被列为明确致癌物，而我国的各个地区幽门螺旋杆菌平均感染率达到了59%。此新闻一出，引起了许多人的过度恐慌。布置任务：查阅相关资料，了解幽门螺旋杆菌对人体健康的影响、与癌症之间的关系，以及相应的预防措施，向身边的人科普，减轻大家对其的过度焦虑。

三、基于新教材的中学生物学教学--“探究实践”栏目

人教版高中生物学教科书（2019版）整合了原教材中的“实验”“探究”“模型建构”“模型探究”等整合为“探究·实践”。“探究·实践”栏目是高中生物学课本中需要学生进行观察、实验、制作等需要动手操作的主要内容。其内容难度和深度与原教材相对持平，而在操作可行性方面有了较大的提升。

根据根据“探究·实践”栏目的应用价值，总结出具有以下特点：

关注科学知识产生过程，明确科学本质

* 实践活动与知识的融合，深化概念

* 基于证据解决真实问题，培养全面发展的人

1.观察类

   栏目题目中包含“观察”词语，栏目结果侧重于对现象的描述。

2.模拟类

  一般无法用实物完成，多数选择合理的材料、工具、手段开展活动，侧重于学生的过程体验。

制作细胞模型、模拟性状分离比

3.调查类

    标题中包含“调查”、“实例”等词汇，一般是课上无法完成，需借用课余时间开展的活动，其与社会生产或实际生活息息相关。

调查遗传病、调查生态系统中的能量流动

4.验证实验类

   突出学生对实验原理的理解，实验技能的训练，注重规范性。一般在开展该类栏目之前，学生对相关知识内容有初步的了解。其目的是为了验证这种认知或假说是否正确而进行的一系列活动，这种活动注重结果，如事实、概念或理论。

绿叶中色素的提取和分离

5.探究活动类

   在课本内容中不会给出明确的方法步骤，而是通过问题串或参考案例的形式启发学生，发展学生的科学思维，并通过小组合作自行设计合理的活动方案，实施完成活动内容，提升做出假设、提出问题、设计实施方案等探究技能。

探究环境因素对光合强度的影响

1.创设真实情境，激发学习动机    

  案例：高中生物学必修二的“探究抗生素对细菌的选择作用”的“探究·实践”，

抗生素是应用于医学中常见的一类物品，对于提高人类健康生活质量做出了突出贡献。本实验周期长，且需要重复操作，需要教师在实验的不同阶段结合科学史和所教学生的特点，连续创设情境从环境中给予学生适当的刺激，帮助学生形成内部动机。

在本实验观察第一代细菌的抑菌圈时，教师选择结合新冠肺炎肆虐全球的情况，通过在与生活紧密联系的实验情境中开展探究活动发展认知并再次应用于实际生活中，实现对知识的理解和运用。

     在本实验观察第二到五代细菌的抑菌圈时，教师选择利用世界上第一种抗生素—青霉素的科学史创设情境，利用科学史的实验情境帮助学生完善实验，同时也潜移默化的培养学生坚持探索严谨的科学精神，实现对知识的主动建构。

    在本实验末期，学生得到不同世代细菌抑菌圈的数据，教师引出我国有关“滥用抗生素”的社会现象，培养学生在生活中看待物质变化的科学态度和运用科学思维解决问题的能力，帮助学生形成健康的生活习惯。

2.关注学生主体，因材施教 

    案例：高中生物学必修一“尝试制作真核细胞的三维结构模型”的“探究·实践”。通过之前的教学活动，已经学习了细胞的基本结构和功能，细胞作为生命活动的基本单位，是一个相互协调配合的整体。并通过身体与外界物质环境进行互动，收获了一定的感受，形成了独特的认知。在开展实践活动时，教师应注重学生的主体性，不仅要给学生自主动手实践的机会，还要关注不同学生主体的差异，因材施教。

3.侧重过程隐喻，促进概念理解  

    案例1：在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的“探究·实践”中，

教科书选择FeCl₃作为无机催化剂，新鲜肝脏研磨液作为有机催化剂，并对相同容量的溶液二者的含量进行描述，引发学生猜想做出合理假设，开展实验。能够基于肝脏研磨液和氯化铁的不同试管卫生香燃烧情况的证据，对比实验现象，获得实验结论，感受抽象的“活化能”，同时帮助学生建构“酶能更好的降低化学反应的活化能”这一重要概念。除此之外，该实验也蕴含“酶具有高效性特征”的概念。

 案例2：“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”是人教版教科书（2019）新增加的内容，目的是对“酶具有专一性特征”提供具体真实的实验情境和事实依据，利用实验操作使学生获得经验和感受。在此基础上教师对酶和底物的关系作进一步解释：就像是“锁和钥匙”，一种的“酶”只能与一种或一类“底物”结合，催化化学反应。正是因为酶具有专一性的特征，参与生命活动的多种物质和新陈代谢活动才能有条不紊的进行，在探究实践的活动中渗透结构与功能观的生命观念。

案例3：“影响酶活性的条件”的“探究·实践”活动蕴含“酶的作用条件较为温和”这一概念。学生已经学习了酶的本质大部分为蛋白质，少部分为RNA。结合学生对蛋白质活性的理解，提出问题：酶是否也需要较为温和的作用条件？教师提供实验材料，运用控制变量和对照实验原则，学生自主选材、设计并进行实验及对实验结果做出合理分析解释。根据实验结果统计实验数据绘制有关pH值和温度对酶的活性影响的数学模型，培养学生模型与建模的科学思维，体现科学探究素养中的实验设计等要素。

六、探究·实践栏目教学模型开发

通过阅读文献，结合现状调查结果，以具身认知理论为依托，开发具身认知理论指导下的高中生物学“探究·实践”栏目教学模型——APE教学模型，其中共包含三大要素：教学分析具身化（Teaching Analysis）、教学过程实践化（Teaching Process）、教学评价形成性（Teaching Evaluation）

教学分析具身化。其中包含学习者特征、教学目标具身化、具身情境三个过程。

  学习者特征一方面应主要考虑学生的认知发展过程，另一方面应考虑不同学生的性格特点，关注学生在其他生长条件或环境中获取的概念，

  教学目标具身化是指在围绕生物学学科核心素养的基础上，侧重于学生多种感官的参与，加深课堂灵活性，但由于课堂时间的限制，很难让学生在体验中掌握每个知识点，这要求具身教学的分析和设计应抓难点知识和重点知识。

  具身情境是指学生在具身情境的刺激下，通过寻找不平衡点激发内部动机，建立认知，因此，创设具身情境是学生获得知识的重要前提。

教学过程实践化。身体在动手过程中形成探究技能，一般探究过程是指完成科学探究所需的过程，包含提出问题、猜想与假设、制定方案、实施方案、收集证据、解释与论证、反思与评价、表达与交流八项要素，在不同科学探究过程中八项要素不一定按顺序且都出现，应结合具体“探究·实践”栏目内容进行分析。

  教学评价形成性。该要素主要是对师生所形成的内隐性素养进行测评，主要通过量表和试题进行评价，除此之外，还可以对少数教师和学生进行访谈，调查课堂氛围及个人情绪感受变化等。从而进一步反思教学过程中出现的问题，修改教学设计，提出相应教学策略。

四、基于新教材的中学生物学教学--“旁栏思考”栏目

人教版高中生物学教科书（2019版）在编排上由主栏和旁栏组成，旁栏部分编者精心设置了本节聚焦、旁栏思考、想象空间等栏目。教科书中“旁栏思考”栏目左上角都有      样式的标志，内容多以补充问题的形式呈现，也称旁栏问题。

根据根据“旁栏思考”栏目的应用价值，总结出具有以下特点：

 深化概念理解；知识拓展迁移；

* 生产生活应用；领悟科学本质。

1.深化概念理解  

案例：在讲解“细胞的多样性和统一性”中原核细胞和真核细胞这一部分内容时，教师可以借助旁栏问题提问学生，你如何解读“原核细胞”和“真核细胞”中的“原”字和“真”字？学生很容易想到，真核细胞的“真”字代表真正。而“原”字代表“原本”“原始”“原先”等。顺势推测原核生物和真核生物在进化上有什么联系呢？引导学生回答。

2.知识拓展迁移 

    案例：必修1“细胞中的无机物”一节中的旁栏问题：“摄入食盐过多或过少会对人体健康造成怎样的危害？请查找资料，寻求答案。”旁栏问题可以提示学生主动搜集资料、思考问题，在这一过程中拓展和迁移知识。   

3.生产生活应用  

    案例：在“神经调节和体液调节的协调”一节中，学生学习完水盐平衡调节过程后，教师利用教科书旁栏问题顺势提出生活化问题，有人说：“一个人一天内不吃饭、不喝水，但只要没有大小便就可以维持体内的无机盐的平衡，”这种说法对吗？并抛出质疑：这样机体水盐的摄入量和排出量是不是就相等了？

    在学习完较为抽象的理论知识后利用旁栏问题提出生活化问题，学生能够辨别这些观点的正确与否，达到学以致用。   

   4.领悟科学本质 

        案例：在“DNA的复制”一节中设置的旁栏问题是“第一代只出现一条居中的DNA条带，这个结果排除了哪种复制方式？”教学中可以基于此旁栏问题，引导学生演绎推理半保留和全保留复制的实验结果分别是什么？

    如果DNA复制是半保留复制，则第一代只出现一条居中的DNA条带。因此，可以排除DNA是全保留复制的这一推测。

  学生在这一过程中认识到科学家运用同位素标记技术设计实验证明DNA的复制方式的巧妙之处。 

五、基于新教材栏目的中学生物学教学--习题作业

（一）人教版高中生物学教科书习题

      教科书习题是指在章节后，为学生提供的，可供练习或实践的题目。同时也是为教师提供，可供检测学生学习效果的题目。人教版高中生物学教科书课后习题分为节后习题与章后习题，节后习题称为练习与应用，以考察内容为依据，分为概念检测与拓展应用两部分；章后习题称为复习与提高，以题型为依据，分为选择题与非选择题两部分。

生物学创新型作业

     生物学创新型作业以生物学学科核心素养为本，是在情境与实践共同支撑的原则下，进行组织方式、呈现形式以及内容的变革与创新。本研究所开发的生物学创新型作业以新人教版高中生物学教科书课后习题为资源库，对习题的多维测量并在此基础之上进行整合式、综合式的改编设计，形成包括习题在内的类型丰富的作业系统。   

[if !vml]

[endif]

2.核心素养

生命观念：结构与功能观、

                     进化与适应观、

                     稳态与平衡观、

                     物质与能量观。

例：必修一第2章第4节

        拓展应用第2题（32页）

2.核心素养

科学思维：归纳与概括、

                     演绎与推理、

                     模型与建模、

                     批判性思维、

                     创造性思维。

例：必修二第1章第1节

        拓展应用第2题（8页）

科学探究：科学探究能力、

                    科学探究认知、

                    科学探究情感意识。

例：必修一第4章第1节

        拓展应用第2题（67页）

        必修二第4章第2节

        拓展应用第2题（75页）

社会责任：

关注社会议题，做出理性解释、

开展科学实践，解决现实问题、

形成生态意识，参与环保实践、

宣传关爱生命，健康文明生活。

例：必修一第2章第5节

        拓展应用（36页）

（三）基于习题的创新作业开发

作业形式特点重点发展智能

巩固习题类选择题、填空题、简答题、实验设计题等习题形式，以巩固知识为主要目的数理逻辑智能

概念整理类在阶段学习完成后，学生对生物学概念、知识点进行整理归纳与查漏补缺视觉空间智能、数理逻辑智能

论文写作类对生物学现象、议题撰写文章表达观点语言智能

表达交流类包括背诵、辩论、表演等以语言表达为主的作业形式语言智能、人际交往智能、音乐智能

动手操作类利用所学生物学知识原理进行动手实验、制作模型、种植等操作活动身体动觉智能、自然观察智能

社会实践类针对生物学相关的社会议题、现象，展开调查实践、科普宣传人际交往智能、身体动觉智能

[if !vml]

[endif]

在作业内容上依托教科书课后习题资源。教材每一节、章后的习题数量不多，但是其中蕴含了丰富的情境信息，这对于落实“双减”政策要求的作业设计“少而精”有着重要作用。对于教科书课后习题进行分析后发现，其中蕴含了包括实验、生活、科学史等等多样化的情境内容，丰富的情境锻炼了学生在不同的情境中迁移与应用知识的能力。

纵向分层，依据学生的认知水平进行作业层次的划分

横向分层，依据学生的认知风格设计不同类型的作业

六、基于新教材的中学生物学教学--创造性思维

（一）创造性思维简介

创造性思维就是能够对学过的知识，深入的进行思考，发现问题，提出问题，解决问题，从而创造性地提出观点、看法的一种具体的能力。

 生物学创造性思维不是灵光乍现的想法，是一种以生物学知识和实践为基础，在培养与落实生物学学科核心素养的过程中，拓展所知、跨越不同学科进行思考，产生创造性的想法，并能够针对具体的生物学情境不断改进想法，创造性地将知识运用到全新情境中解决实际生物学问题的具体思维能力。

二、创造性思维特点、要素

特点

* 流畅性

* 灵活性

* 独创性

* 适应性

要素

* 发散思维

* 直觉思维

* 聚合思维

三、创造性思维教材资源分析

1.模型制作类  

高中生物学人教版教科书（2019）的“探究·实践”栏目和“课外制作”栏目均设置了生物学物理模型制作的学习活动，生物学物理模型是将生物学结构进行放大或缩小来直观的、真实的展示其结构特点，或模拟表达生命过程的模型。普通高中生物学课程标准（2017）的基本理念中提到：教学过程重实践，强调学生学习的过程是主动参与的过程，让学生积极参与动手动脑的活动，通过探究性学习活动，加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力,培养创新精神。制作生物学物理模型的学习活动过程中，学生以生物学知识为基础，通过想象、联想，在动手动脑制作模型的过程中实现创造性思维提升。

2.生物学概念类

高中生物学课程中的必修课程及选择性必修课程是围绕几个大概念展开的，内容要求基于大概念描述了具有学科逻辑、符合高中学生认知特点的重要概念，形成了课程内容框架。依靠重要概念构建知识框架可以较长时间地留在学生的头脑中，并为日后接受和建立新的科学概念提供平台。多个精确概念的联合，是创新产生的火花，知识间逻辑的必然联系，会提高思维的效率，促使学生创造性思维的生成。

3.探究性实验类

学生创造性思维能力的提升，创造力的培养不是通过教师讲解课本上的知识获得的间接经验达成的，而是通过自己在探究、实践中获得的直接经验。生物学是一门以实验为基础的自然科学，科学探究是生物学学科核心素养之一。探究性实验的开展有助于学生建构概念，学习科学方法，提升科学思维能力；探究性实验有关内容的考察在高考中也占据重要地位。如果实验课上以讲代做、以看代做，没有给学生自主学习与进行探究的机会，那么创造力与创造性思维的培养也就无从谈起。高中生物学人教版教科书（2019）中“探究·实践”栏目中的实验可以分为观察性实验、验证性实验、探究性实验、建模类实验、调查类实验五类，其中探究性实验又可分为引导式探究、自主性探究两类。

[if !vml]

[endif]

四、创造性思维学习活动模型

1.分析活动内容。主要包括教材分析和学情分析两部分，教材分析主要包括对教材来源、内容、地位和作用的分析以及对课程标准的研读与理解；学情分析是基于学生现有的知识技能水平、认知方式及生活经验从高中生物学创造性思维的三个要素（发散思维、直觉思维、聚合思维）角度对学生学情进行分析。

  2.明确活动目标。主要包括明确学习活动目标和明确教学重难点两部分。学习活动目标是学习活动实施的出发点和归宿，学习活动过程以学习活动目标为导向，且始终围绕学习活动目标进行。以学生为主体进行目标设计，学习活动目标的主体是学生，针对学生的前科学概念和认知能力，以生物学创造性思维的三个维度来构建学习活动目标，开展有针对性的学习活动目标设计，从而实现学生创造性思维能力的提升。

  3.预设活动过程。活动过程包括创设情境、明确问题、产生想法、评估改进和实施行动五个步骤。并考虑到每一个阶段在创造性思维的三个维度培养上各有侧重，为了使其更具有指向性和实操性，设计同时考虑创造性思维三个维度侧重的双向学习活动过程设计模型。由于创造性思维三个维度之间紧密相连，同一个教学阶段可能会兼具几个维度的提升功能，模型上方的标记表示该教学步骤在创造性思维培养上重点关注的维度。

    4.实施活动设计。根据学校的教学情况、教学进度和学生情况，对学习活动设计进行灵活调整，开展符合实习学校情况的学习活动实践。根据实践效果对初步的学习活动设计进行改进完善，实现高中生物学创造性思维学习活动设计的不断进阶。

七、基于新教材的中学生物学教学--批判性思维

（一）简介

批判性思维是决定相信什么或决定做什么而进行的合理的、反省的思维。是一种用怀疑态度去支配认知的心智活动。是提出恰当的问题和做出合理论证的能力

（二）栏目

2019版人教版高中生物教科书中新增了“批判性思维”栏目。对必修1《分子与细胞》、必修2《遗传与进化》和选择性必修1《稳态与调节》选择性必修二《遗传与进化》中“批判性思维”栏目进行统计，共计出现6处。以批判性思维问题为主要内容

（三）分类

思考型

 思考为对信息内容进行分析、推理、整合、加工的过程。思考型批判性思维问题的主要特征为问题中出现“为什么”、“启示”、“评价”等思维探索词汇。

[if !vml]

[endif]

[if !vml]

[endif]

[if !vml]

[endif]

判断型

判断即为对事物的某种属性以及其与其他事物的关系给出认同或否定。判断型思维问题的特征为问题中出现“是否”、“真假”、“对错”等对思维对象断定真假之分的词汇。

[if !vml]

[endif]

[if !vml]

[endif]

证明型

证明就是用一定理由和依据来说明自身观点的正确性，证明型批判性思维问题的主要特征为问题中出现“反驳”“支持”等辩驳性词汇。

[if !vml]

[endif]

批判性思维问题在教学中的应用

1.有“疑”才有“问”

    案例：在讲解“细胞中的糖类和脂质”中纤维素内容时，教师可以借助旁栏的批判性思维问题问题提问，提问的切入点为此问题是否有利于促进学生主动思考。

2.扬弃性批判性思维问题的应用

案例：扬弃性问题是注重学生在学习过程中哪些应该“扬弃”，对信息内容进行反思，把错误的、不合理的内容给与否定，把合理的、有用的内容给与肯定并保留下来。日常教学中教师可通过提出扬弃性问题促进学生判断力的发展。引导学生通过 “评价”“反驳”“支持”某一观点而提问。

3.培养创新型人才

       案例：创新型批判性思维问题能引导学生对知识的再加工、完善和发展，因此教师可通过对某一事情有什么“启示”而向学生提问，经过课堂思维训练培养具有创新性人才

4模型[if !vml]