沈伟云

(浙江省嵊州市教体局教研室 绍兴 312400)

科学思维是一种有明确的思维方向，有充分的思维依据，能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括，建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式。科学思维既是一种高阶逻辑思维，也是一项重要的生物学学科核心素养，其包括归纳和概括、演绎和推理、模型和建模、批判性思维。

中考生物学试题是一类由专家命制、充分体现科学思维核心素养的试题，通过对2018年浙江省中考生物学试题的评析研究，提出在科学教学中培养学生科学思维的策略，对学生科学思维的发展起到良好的导向促进作用。

1 分析事实证据，培养学生归纳和概括思维

归纳和概括思维是认识事物本质规律不可或缺的思维过程，是指在头脑中把对象的各个组成部分有机联系起来，从个别到一般、从特殊事例到一般原理的科学思维方法。

初中生物学存在大量自然现象、实验证据等事实性知识，通过引导学生分析事实证据，归纳、概括得出结论，有助于形成正确的生物学概念和规律，也有利于学生思维能力的培养。

例题1(台州) 肝脏中含有过氧化氢酶。某同学利用动物肝脏研究酶的某些特点,实验记录如表：

分析实验结果，无法得出过氧化氢酶( )

A. 具有专一性

B. 能加快过氧化氢分解

C. 具有高效性

D. 活性受温度影响

试管实验材料及处理产生气泡快慢15mL5%H2O2溶液+2滴蒸馏水,常温最慢25mL5%H2O2溶液+2滴3.5%FeCl3溶液,常温较快35mL5%H2O2溶液+2滴肝脏研磨液,常温最快45mL5%H2O2溶液+2滴肝脏研磨液,70℃水浴加热较慢

评析： 若要研究酶的专一性，则须设置另一种对H2O2分解不起作用的酶作对照，以此表明肝脏研磨液中的过氧化氢酶对H2O2分解具有专一性，而此实验无其他酶作实验，故无法得出过氧化氢酶的专一性特点。通过1(蒸馏水)与3(肝脏研磨液)作比较实验，可归纳出过氧化氢酶能加快过氧化氢分解，通过2(FeCl3溶液)和3(肝脏研磨液)作比较，可归纳出过氧化氢酶具有高效性特点。通过3(常温)与4(70℃水浴加热)对比实验，可归纳出过氧化氢酶是生物分子，其活性受温度影响。通过上述结论，可概括出过氧化氢酶具有能加快过氧化氢分解、高效性、活性受温度影响等特点。

教学启示： 在生物学教学中，学生会接触到许多生物学事实或实验现象，教师可引导学生通过归纳得出结论，并且通过概括，把结论以简洁的形式表达出来。

例如，展示脊椎动物的骨骼图，通过读图可引导学生归纳出四类动物身体背部都有一条脊柱的特点，进而概括出脊椎动物是身体背部都有一条脊柱，脊柱由许多块脊椎骨组成的概念。

在引导学生进行归纳和概括时，教师要求学生不能停留在事实证据的表面，要开展深度的分析，作出理性的判断，在培养学生归纳和概括科学思维的同时，也有利于学生分析能力的提高。

2 加强知识迁移，培养学生演绎和推理思维

演绎和推理是以一般性的全称性知识判断为前提，通过推导得出具体陈述或个别结论的过程。通过演绎和推理，既有助于加深学生对生物学知识的理解，也有利于培养学生迁移应用知识解决实际问题的能力。

例题2(宁波) 马铃薯(俗称“土豆”)是人们十分喜爱的食物之一(图略)。请回答下列问题：

(1)食用的马铃薯属于该植物的(填器官名称)。(2)把切好的土豆丝放入清水中,过一段时间后发现土豆丝变得硬挺，从细胞液浓度分析这主要是因为。(3)图中(图略)发芽的马铃薯种入土壤后长成新植株。这种生殖方式属于。

评析： (1)食用的马铃薯属于植物的块茎。(2)根据“当细胞液浓度大于环境溶液浓度时，细胞吸水”规律，由于马铃薯细胞液浓度大于清水浓度，可演绎推理出马铃薯细胞吸水，过一段时间后发现土豆丝变得硬挺。(3)根据“没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖”规律，由于发芽的马铃薯，种入土壤后长成新植物，没有经过两性生殖细胞的结合，可推理出该生殖方式属于无性生殖。

教学启示： 在生物学教学中，教师可基于学生已有的认知经验，联系生活实际，提出有价值的问题，引导学生通过演绎与推理思维方法解释现象、解决问题。

例如，以接种疫苗为例可提出问题： 常用接种水痘疫苗来预防水痘传染病，接种的水痘疫苗属于什么？教师可引导学生先回忆抗原概念，抗原是指进入人体后能够引起机体产生免疫反应的任何体外物质，接着讨论水痘疫苗是怎样一种物质，是由病原体制成的，只不过是经过处理后，其毒性减小或失去了活性，但仍然是病原体。在此基础上可演绎推理得出水痘疫苗属于抗原。

传统课堂教学中学生记忆的科学知识很容易被遗忘，而“参与科学推理”的过程会让学生的科学思维得到发展，同时促进对科学知识的理解[1]。在生物学教学中，教师引导学生运用已有的生物学知识，对一些生命现象进行探讨或预测，有助于学生演绎和推理思维的发展，也有利于学生迁移能力的培养。

3 引导学生析图，培养学生模型和建模思维

模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化的概括性描述，是科学研究中对复杂事物的一种简单的描述方法。在生物学教学中，模型经常以实物或图画形式来呈现，其能形象直观地表达生物学对象的特征。

通过模型的建构和解读，有助于学生建模思维的发展。

例题3(嘉兴) 模型是学习科学的重要方法。为了更好地学习理解人类的ABO血型系统,图1是某同学绘制的A型血和B型血的模型图。据此推测,O型血的模型图是( )

图1 血型模型

评析： 根据A型血红细胞上含有A凝集原，故“△”表示为A凝集原的模型，B型血红细胞上含有B凝集原，故圆“O”表示为B凝集原的模型。

教学启示： 在生物学教学中，涉及的模型可分为物理模型、概念模型、数学模型。学生通过对模型的解读，能获得生物学的基本概念、原理、规律，揭示生命现象的本质[2]。

4 鼓励学生质疑，培养学生的批判性思维

批判性是思维活动中独立分析和批判的程度，是思维活动中善于严格估计思维材料和精细地检查思维过程的智力品质[3]。

在生物学教学中，要注重引导学生质疑，鼓励学生敢于提出问题，重视启发学生释疑，以此来培养学生的批判性思维。

例题4(宁波) 日常生活中，有人喜欢把植物放在室外阳光下，有人喜欢把植物放在室内。太阳光与照明灯光对植物光合作用哪个更有利呢?小科进行如图2的实验探究。

【作出假设】太阳光比照明灯光更有利于植物的光合作用。

图2 实验探究装置图

【材料准备】玻璃钟罩、量筒、同一品种的天竺葵、水、白磷和其他必需的器材。

【实验步骤】①按如图所示的装置连接好实验器材,并检验装置气密性；②取6株生长状况相同的天竺葵，分别放入6套相同装置内，每套装置如图所示,平均分成两组；③第一组装置放在阳光下，第二组装置放在密闭的黑色帐篷中(内有温控装置)，用具有自动调光系统的照明灯照射；④6 h后，用激光笔点燃足量白磷，待白磷燃烧熄灭并冷却后，打开弹簧夹,测得并记录量筒内水量的变化数据。

【交流与讨论】

(1) 本实验用自动调光系统的作用是调节照明灯的。

(2) 小科认为实验测得量筒内水量的变化数据，就是植物产生的氧气体积。你认为小科的观点是的。(填“正确”或“不正确”)

【评价与反思】

(3) 从植物光合作用的原料分析，为使光合作用正常进行应向装内提供。

(4) 为增加证据的可靠性，小科认为还需改进实验设计。

评析： 该探究主题是基于对“太阳光与照明灯哪个对植物光合作用更有利”而提出质疑的。(1)自动调光系统的作用是调节照明灯的光照强度；(2)由于量筒内水量减少体积为玻璃钟罩内与白磷反应的氧气的体积，而实际上消耗的氧气体积为玻璃钟罩空气中原有的氧气体积和植物光合作用产生的氧气的体积之和，故认为小科的观点是不正确的。该小题是对测量植物产生氧气体积方法提出质疑;(3)随着光合作用的进行，空气中的CO2减少，而光合作用的原料为CO2与水，水可以由植物从土壤中吸收，故须补充CO2。

上述问题都可在实验探究过程中引导学生提出，通过交流和讨论去解决。

教学启示： 在生物学教学中，教师要积极创设情境，保证学生思考时间，鼓励学生提出问题，发表不同观点，如在做种子呼吸实验时，学生提出不同的问题，如： 种子为什么要事先浸水？为什么种子需要消毒？只有萌发的种子才能进行呼吸作用吗？植物的其他器官也能进行呼吸作用吗？

通过这些问题的解决，既可习得植物呼吸作用的概念，也发展了学生批判性思维。科学课程标准指出： 求真务实，坚持真理，敢于依据客观事实提出和坚持自己的见解[4]。教师可基于生物学问题或观点引导学生敢于破旧立新，提出新的见解，并开展论证，在促进学生批判性思维发展的同时，也有助于学生创新思维的培养。