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编辑/肖静 统筹/孙习涵

问题链设计是教学的艺术，它通过精心构思的一系列问题，由浅入深，引导学生逐步深入思考，激发他们的求知欲。这种连贯而富有层次的设计，旨在提升学生的思维能力，实现高效学习。本文提供了一个单元与课时问题链的设计案例，希望能给教师一些启发。

新课改旨在培养学生的核心素养，深度学习符合这一改革要求，并侧重于提升高阶思维能力，与单元整体教学目标相吻合。为实现深度学习，教师在单元教学中需根据学生认知水平，巧妙设计问题链，以核心问题驱动学生深入探索。

本文以科学学科为例，借助具体的案例来呈现单元教学与具体课时教学中问题链的设计策略，为其他教师优化教学设计提供参考。

以浙教版八年级下册第三章《空气与生命》为例。本单元共有8节内容，其中，1-4节指向的核心概念是物质的结构和性质、物质的变化与化学反应。5-7节指向的是“生命活动的构成层次、生物体的稳态与调节、物质的结构与性质”，第7节虽然指向“物质的结构和性质”，但是知识内容是和第5、6节紧密相连。

根据知识的联系和重点指向的核心概念不同，我们进行了单元内容的重构，将5-7节进行了单元架构，名为《生物与环境中的物质与能量》单元，下图是单元学习内容结构图。

基于单元内容的重构，我们结合课标确定了单元核心概念及其进阶路线，如下图所示。

经过学情分析，我们发现学生已经掌握了描述人体呼吸器官以及植物通过阳光、空气和水分进行光合作用制造养分的基础知识。在思维方面，他们主要倾向于形象思维和直觉思维，对生物的呼吸、呼吸作用、光合作用以及物质转化等概念有一定的基础理解能力。从学习动机来看，学生们展现出了强烈的好奇心和探索欲望，他们热衷于参与实践活动。

然而，在学习习惯上，学生往往只关注完成任务，而忽视了对评价标准的关注，缺乏自我监控的能力。此外，在探究呼吸作用、光合作用等抽象概念的概括能力，以及科学探究能力，如设计实验方案、收集证据和进行推理分析等方面，学生仍有待进一步提高。

基于上述内容，本单元学习目标围绕科学课标核心素养的四个维度进行了设计，具体如下图所示。

光合作用和呼吸作用是生物最重要的两大生理作用，在这两个过程中，生物与环境之间进行着物质的转化和能量的利用。因此，与单元核心概念相对应，整个单元围绕一个核心问题：生物的生理活动是如何完成物质转化和能量利用的？

为了方便学生展开学习，我们将核心问题转化为核心任务：研究生物的生理活动——呼吸作用和光合作用。

通过研究这核心任务，学生可以深入理解生物与环境之间的相互作用，以及物质和能量在生命活动中的重要性和作用机制。这将有助于他们理解生物的生命活动如何进行，以及如何适应和影响环境。

在核心任务的牵引下，我们又将其分解为符合学生认知水平和规律的一串问题，借助问题链，引导学生由易到难、由浅入深地进行探究，促进学生思维的进阶。

此外，本单元还融入多种过程性评价，如“自我评估评价量表”“实验方案评价量表”等促进学生的深度学习，让核心素养的培养在课堂上真正地落地。

单元问题链中，不同课时的问题链有横向展开型、纵向递进型、分到总型、总到分型等类型。本单元主要采用横向展开型，围绕“呼吸和呼吸作用”、“光合作用”和“碳氧平衡”来学习生物与环境之间的物质转化和能量利用。

而在具体的课时内的问题链中，采用了导入式问题链、迁移式问题链、递进式问题链、比较式问题链、拓展式问题链、总结式问题链等形式。

具体以单元第二课时《动物与植物的呼吸作用》为例。

本课时的核心问题为“生物呼吸作用的本质是什么？”，在此基础上主要研究两个问题：“呼出的气体和未经呼吸的气体成分有何区别？呼吸前后气体成分为何会发生变化？”

基于此，本课将通过人、动物、植物的呼吸作用实验，收集实验数据，推理结论；分析呼吸作用中的物质转化与能量变化，建构呼吸作用的概念模型；通过对比自然光照下与黑暗环境下叶片呼吸作用的现象，引发学生疑问，为研究光合作用埋下伏笔。该课时的知识结构图如下图所示。

通过本课时的学习，我们期望学生能够逐步从事实性知识和技能进阶到哲学概念的理解。他们首先掌握呼吸作用的反应物和产物，通过实验探究加深对呼吸作用的理解。随后，学生能够将这些具体的学科知识升华为共通概念，理解物质与能量的转换、系统与模型的关系以及变化与平衡的原理。

最终，学生能够在这些共通概念的基础上，领悟到科学是讲求证据的，具有解释和预见的功能，从而体会到哲学的深邃与智慧。这样的进阶过程不仅丰富了学生的知识体系，更提升了他们的思维深度和广度。

本课时探究活动较多，学生的科学探究能力（根据问题提出合理的假设、运用控制变量的思想设计实验方案，选择合适的器材进行实验并收集证据，进行推理分析等）仍有待于提高。因此，在教学设计时教师需要根据不同的活动重点培养学生的某一探究能力。

另外，建构呼吸作用概念模型较为复杂，需要一步步引导学生分析呼吸作用中的物质变化与能量转化，建构、修正并完善呼吸作用模型，帮助学生透彻认识并理解呼吸作用的本质。

综合上述分析，我们利用“空调房里呆久了感觉头晕脑胀，测定二氧化碳含量”这一视频创设了一个具体的情境问题：晚上睡觉关闭门窗，养绿色植物可以让空气更新鲜吗？

在这一情境下，我们将本课的三个实验与问题结合，通过实验探究寻找证据，帮助学生展开前三个问题的推理论证，验证人呼吸前后气体成分变化，同时探究动植物呼吸前后气体成分变化。

实验1：探究人与环境之间的气体交换——问题1：人呼吸前后的气体成分有无变化？

实验2：探究动物与环境之间的气体交换——问题2：动物呼吸前后的气体成分是否发生变化？

实验3：探究植物与环境之间的气体交换——问题3：植物会呼吸吗？

基于上述三个子问题的探究，学生基本了解了动植物呼吸作用的反应物和产物。接下来，为了帮助学生建构呼吸作用的概念，我们借助模型帮助学生分析呼吸作用中的物质转换和能量变化，聚焦问题四与问题五的解决。

问题4：呼吸作用过程中物质如何转化？

建构模型——分析人、动物、植物呼吸前后气体成分的变化，建构物质变化的模型。

修正模型——结合质量守恒定律和种子萌发过程中有机物的变化情况，推理呼吸作用需要消耗有机物，修正模型。

问题5：呼吸作用对生命有何意义？

完善模型——分析呼吸作用过程中的能量转化，完善呼吸作用模型。

在解决问题5时，教师需要引导学生了解呼吸作用的本质是缓慢氧化，体内“燃烧”，对生命活动的意义是供能。同时，能量被利用的同时也会被散失，我们呼出的气体温度更高。

基于此，教师可以进一步提出问题：那植物是否也如此？同时，播放提前拍摄的种子萌发过程中温度变化的视频，提出疑惑：为什么温度会上升？进而让学生明确“呼吸作用可以释放能量”，即有机物中的化学能转化成内能，最终完善模型。

学生在通过模型建构了呼吸作用的概念后，需要将其迁移应用，解决生活中水果蔬菜的储存问题。

问题6：如何储存水果使得久也新鲜？

在解决该问题时，教师可以引导学生思考：储存的目的是减弱呼吸作用，减少有机物的消耗，可以怎么做？基于呼吸作用是有条件的，与温度等相关的原理，学生可以得出“如果想解决这个问题，科学家们需要研究呼吸作用与温度的关系”这一结论，从而引发出课后的拓展与探究——呼吸作用与温度的关系，即问题7。

问题7：植物永远不能放卧室吗？植物什么时候放卧室有意义？

综上，本单元的第二课时的问题链设置主要采用了迁移式问题链和递进式问题链，从研究“人体呼吸前后气体成分有无变化”，到分析“动物呼吸前后的气体成分有无变化”，再到探究“植物会呼吸吗”是迁移式问题链；“呼吸作用过程中物质如何转化”“呼吸作用对生命有何意义”“如何储存水果使得久也新鲜？”是递进式问题链。在解决系列问题上也体现出学习难度和目标的进阶。

上述问题链设置都较好的体现了逻辑关系，是问题链中“链”字的最佳体现，我们在进行问题链设置时要注意课节间问题和课时内问题的逻辑关系，通过逻辑清晰的问题链，引导学生建构思维链，从而发展学生的思维。

作者丨邓双丽 杭州市文海中学

编辑 | 肖静

统筹 | 孙习涵