科学思维能力培养视域下生物教学模式创新探究

2022-05-30陈舒婷

高考·下 2022年7期

陈舒婷

摘要：本文主要以科学思维能力培养视域下生物学教学模式创新探究为重点进行论述，探究了培养科学思维能力的重要作用，针对开展学生的科学思维能力培养，从关键因素、教学环境、学习气氛，以及优化生物课堂学习内容、强调实验指导等方面进行了论证阐述，说明并探讨了科学思维能力培养视域下生物学教学模式创新的相关途径，旨在为相关研究提供参考。

关键词：科学思维能力;生物学;教学模式;创新策略

生物学科以分析自然生命的发展规律为基础，是科学领域的一个重点分支。生物知识的教学指导，教师需要强化对学生科学思维能力的培养，让学生能够积极主动地探索自然科学的奥秘。在实际的生物教学活动中，部分教师未能重视学生的科学思维培养，学生在学习时效率比较低，影响了综合素养发展。教师需要加强对学生科学思维能力的培养，系统性整合生物教学模式，全方位提升生物教学水平，让学生能够进一步成长与发展。

一、在生物学教学活动中培养学生科学思维能力的重要性

所谓的科学思想，也就是人体头脑对事物特征做出的一系列反应，更是人们逻辑性思维的体现形式，涉及创新思维、历史思维与战略思维。科学知识的视角下，通过科学思维能力，让学生在学习中拥有更多的创新能力，对学生开展科学思维的训练工作，将让学生在学习时更加灵活、高效地构建课堂教学体系，有助于学生高效地把所学知识运用在实践中[1]。生物学科教师通过培养学生科学思维能力，将让学生更快、更有效率地记忆与巩固知识，彰显生物学科教学实践的有效性。

（一）培养学生科学思维能力，让其核心素养有效提高

当今时代，生物学更多强调了学生核心素养的培养与提升。然而，在以往的生物教学过程中，有的教师淡化了核心素养的意义，一些学生只注重领悟基础知识，逻辑思维能力与创新思维能力未能得到有效锻炼。学生虽然全方位掌握了生物学的理论知识，但本身运用能力未得到提高。有效培养学生思维能力，就是为了更好地开展生物课教学模式创新[2]。教师带领学生积极主动探索有效的生物学学习方法，就是在致力于学生生物学核心素养的提升。

（二）培养学生科学思维能力，提高生物学教学实践的效率

在以往应试教育思想的影响之下，生物学教师更多强调学生应试能力，选取的教学理念及教学方式都不够新颖。特别是教学方式，教师以理论讲授为主，要求学生死记硬背，加入大量的作业训练，不利于学生全方位掌握生物学基础知识。学生获得的学习效果不够理想，时常会出现遗忘生物知识点的问题，甚至在处理问题时束手无策[3]。这种情况下，对学生进行科学思维能力的培养，需要教师关注教学方式的创新与改进，全方位调动学生对生物学知识学习的主观能动性，使得生物学课程教学活动能够顺利进行，进一步增强课堂教学效率。

（三）培养学生科学思维能力，有利于学生长远发展

在国家进步与创新背景下，生物学在国家建设中的作用有所凸显，我国生物科学领域人才的培养具有紧迫性。因此新时期生物学课程教师特别要关注人才的发展与培养，给国家制定的生物科学宏伟战略方针落实助力[4]。生物学课程实践中，对学生进行科学思维能力的培养，革新了人才培养的方法与过程，增强了学生创新能力与探索能力，有助于进一步给国家输送优秀人才。

二、生物学课程与科学思维能力概论

（一）生物学课程的基本特点

其一，和生活之间存在密切关系。研究生物学课程的特点，发现与人们的生活环境息息相关，把生物学课程与化学、数学课程进行对比，生物学课程与学生的生活环境联系更为显著。比如，在学生最初接触生物学知识的过程中，教师便需要给学生介绍生物及生物圈，那么生物圈之中的动物、植物均是学生比较熟悉的，学生能够站在其他的视角全面观察生物学事物，从而引起学生的好奇心和求知欲，帮助学生积累生活经验[5]。其二，生物学知识具备更多趣味性。这一方面体现在学生能够以人们的生活环境為主，研究自然事物的奇妙，思考问题和研究问题时能够保持积极乐观的心态。另一方面也体现在实验课程的趣味性，在实验课的开展中，学生可以感受到生物学知识的神奇之处，比如观察动植物细胞，利用显微镜让学生深层次区别哪些是植物细胞、哪些是动物细胞，从而在生物学课堂的学习中找到欢乐，感受生物学课程的趣味性，赋予生物学课堂更多的吸引力与生命力。

（二）科学思维能力的培养

在实际生物课教学中，需要将教学的重点放在科学思维能力的培养方面，对教育事业的发展与创新产生积极影响。教师在生物课程的实践中进行教学活动设计，促进学生综合能力与素质的提升。可是纵观我国实际的生物学课程教学，很多地方的教师比较传统，学生思维能力培养受到制约，目前教学未能进行有效的优化，凸显出知识传授过程的单一性[6]。学生科学思维能力的培养效率不高，不能通过教学活动全面调动学生求知欲，因此急需教师对教学手段和教学模式加以创新，全方位保障生物学课程教学的理想成效。

三、培养学生科学思维能力的意义

（一）有助于学生养成严谨的思维习惯

生物学课程的教学实践，诸多内容之间是互相关联的，教师开展教学指导活动，需要带领学生时常进行知识点梳理，系统性建设生物学知识的结构脉络[7]。学生可以对生物学知识进行巧妙串联，逐步掌握理解生物学知识的技巧。生物学课程涉及较多的概念性知识，教师要想提高学生学习效率，就应该指导学生清晰地梳理知识点，要全方位培养学生思维的缜密性，为学生科学思维能力的培养奠定基础。

（二）能够培养学生善于总结与归纳的意识

生物学教师要想实现学生科学思维能力的培养，应该带领学生研究如何把知识点运用在实践中，给学生设置一定的练习题目，让学生掌握生物学基础知识。教师培养学生科学思维能力，让学生在训练习题阶段梳理解决问题的思路，深入挖掘习题的内涵，最大化拓展学生知识面。以往的生物习题训练中，教师结合学生已经掌握的知识点设计针对性的训练题目，这样教师围绕课程具体进度针对性设计习题，可以取得一定的教学指导成效[8]。生物学教师要时刻关注学生学习期间进行的总结与归纳，让学生互相研究解决问题的要点，把相关的生物学知识串联起来，进行深层次的总结与归纳，体现归纳与总结意识在学生科学思维能力培养中的重要作用。

（三）能够增强学生解决问题的能力

一些学校进行生物学课程教学的指导与研究中存在教学设备不足和学习资源不佳的问题，所以在进行具体的实验教学指导中，教师可能会给学生缩减学习内容。然而在生物学教学中，实践教学是存在一定运用价值的，可以让学生更好地研究关于生物学的知识，同时致力科学思维培养。教师要重视课堂实验，让学生动手操作，克服教学资源不够充分的问题。教师要争取让学生整体上感觉到实践活动的意义和流程，全面提升生物学课程教学的综合效率。如此，可以间接培养学生解决问题的能力，为学生在生物学课堂学习中提高科学思维能力打下基础。

四、科学思维能力培养视域下生物学教学模式创新的相关途径

（一）融合环境，优化学习氛围

教师要培养学生的科学思维力，应该及时给学生营造优质的学习气氛，特别是思考气氛和研究气氛，能够在不知不觉中促进学生科学思维能力的提升。可是，以往的生物实践中，教师没有意识到气氛营造的重要性，在课堂上一味体现教师的主导地位，并没有有效管理好课堂教学活动。在教师过多强调规范性的前提下，生物教学课堂气氛比较沉闷，制约了学生对知识的思考，影响了对学生的思维培养。教师应该转变现有的教学方法，给学生营造优质的学习气氛，促进学生积极地进行生物学知识探索，从而培养科学思维能力。教师带领学生进行生物多样性的知识点学习，应及时转变照本宣科的教学方式，给学生构建开放性的生物课堂，营造平等自由的学习气氛[9]。生物多元发展面临很多问题，需要对知识点进行研究，教师给学生构建起对话式的学习方法，学生能够对所学的问题进行深入讨论，提高学习主动性。教师通过良好课堂气氛的营造，指导学生之间互相对话，从教材的知识出发，引导学生提出疑问，或者给学生提供思想建议，生生之间以及师生之间构建良好互动局面。这样生物学课堂教学并不是体现教师主导地位的，而是体现出师生之间对话的公平性与平等性，学生在良好的环境中提高科学思维能力，有助于取得理想的教学成效。

（二）引进先进技术，优化生物课堂学习内容

一般来讲，生物学科的知识点是存在抽象性的，部分学生可能面临着理解知识的困境，甚至一些学生不能完全明白生物理论知识的内涵。教师要通过优秀的教学形式，让学生全面了解生物理论知识，转变不良学习状态，在生物课堂中更好地培养学生的思维。根据知识结构，与学生思维特点相联系，巧妙地融合信息技术于课堂活动，发挥信息技术的作用，把生物知识进行直观化呈现，让学生轻松地理解生物知识，拓展学生的知识面，实现思维能力的有效培养[10]。如学习“人体内废物的排出”相关知识时，如果教师直接给学生介绍废物的排出知识，是难以充分调动学生学习主动性的，反而增加了学生对废物排出过程知识理解的难度，自然而然地影响到学生记忆知识点与思考知识点的效果。生物学教师要及时运用多媒体技术，利用动画让学生直观了解到废物排出的过程，这样赋予了食物在人体中运转流程一定的动态性特点与生动性特点，更为全面地发挥学生对生物学知识学习的主观能动性。因此，教师可以采用丰富的教学方式，系统性给学生呈现废物的排出过程，让学生能够清晰地掌握消化器官的作用，不仅加深了学生对知识点的印象，还可以促进生物学课堂教学有序开展。

（三）强调实验指导，促进学生思维创新能力提升

结合生物学教材的基本内容，实验内容是屡见不鲜的，对应的实验知识学习能够延伸学生生物学知识面，进一步培养学生思维能力与探究能力。可是在具体的生物教学实践中，教师并没有及时关注实验教学的创新，部分实验过程是教师直接给学生展示的，甚至在某种情况下教师直接给学生得出实验结果，要求学生深刻地记忆与掌握。此种教学模式影响着学生对于实验活动的参与程度，部分学生没能充分了解实验现象，无法验证实验变化的过程，不利于学生学习能力的提高[11]。新时期，生物学教师应强调实验教学的创新，通过学生广泛参与，不断强化学生思维创新能力。比如，进行“植物光合作用”的知识学习，部分教师给学生呈现了实验的结论，明确告诉学生植物光合作用是能够制造氧气的，随后结束了实验教学的指导活动。学生没能全方位加入实验过程，不能对制造氧气的实验留下深刻印象。那么，为了促进学生思维能力的提升，教师要鼓励学生发挥想象力和创造力进行实验操作，给学生强调实验中需要运用的器材以及实验流程。教师事先给学生提供烧杯、试管与火柴等器材，让学生以小组的形式交流思考如何进行实验操作，巧妙地提高实验材料的利用率[12]，每名学生都能够讲述自己的意见，增强生物学课堂实验教学的运作效率。

（四）实施科学提问，培养学生自主探究能力

在生物学课程的实践指导方面，教师总是给学生进行知识传输，并没有及时培养学生自主探究能力。造成学生学习知识点的过程更多依赖于教师，甚至是知识点的总结与归纳都要尋求教师的帮助。在课堂中对学生开展思维能力培养，以提问作为方法开展教学活动，激发学生学习热情，寻找分析和处理问题的有效方式。其实，并不是全部的提问过程都可以促进学生思维能力提升，教师要保证精心设计学习内容，在科学性与探究性提问内容的设置下，使得学生逐步开启思维之门[13]。针对“食物中的营养物质”相关知识教学，若是给学生进行营养物质的理论知识传授，学生只是以记忆的方式掌握营养物质的知识，不利于思维能力提升。那么在如今的教学活动中，需要教师密切结合生物课程与生活元素，利用生活方面的素材对学生进行针对性指导，引发学生的兴趣，更好地强化生物学课程教学的效率。教师给学生提出问题：同学们，你们在生活中可以吃哪些食物呢？你们知道这些食物中包含着什么吗？食物中有哪些对人体生长有益处的物质？在问题的驱使下，学生可以把所学的内容与生活建立联系，自主结合生活经验，探究解决问题的方式。随后，教师带领学生进行小组划分，第一个小组的学生研究食物中所含营养物质的类型，第二个小组的学生研究食物中哪些物质属于有机物，第三个小组的学生研究食物中哪些物质属于无机物。然后让学生发挥主观能动性，总结与归纳生物学课程的基础知识，集中训练学生逆向思维及辩证思维，推动实现培养学生科学思维能力的目的。

学习生物进化的知识点，可以使用多媒体技术。如，可以为学生展现长颈鹿是如何进化的，通过视频展示，学生可以惊奇地发现最早长颈鹿是以树叶与草为主要食物的，可是在天灾的影响下，地上的草不见了，长颈鹿只能以树叶为食，之后就演变成如今的长颈鹿。接下来给学生提出对应问题：同学们，你们知道长颈鹿的脖子为什么会比较长吗？由于动物是学生比较感兴趣的，学生都会积极地发言，表达自己的见解。有的学生觉得长颈鹿是为了吃到树上的叶子，脖子变长的;有的学生觉得短脖子的长颈鹿没有生存竞争的能力，只能是长脖子的长颈鹿才可以生存。教师继续讲述：你们说的话都是有道理的，这两种观点均是科学家提出的，你们知道是谁吗？他们的主要观点又是什么呢？以简单的图片和问题为基础点，指引学生认真学习，激活学生学习生物学课程的思维，学生可以在学习中时刻保持良好的学习状态，深层次探索动物的世界，起到事半功倍的教学效果。

（五）突破思维定式，发散学生思维

对于发散思维来讲，主要是相关人员结合实际的知识和经验，站在多个视角下进行研究，探寻多样化的思维运用模式与方法。之前的生物学教学活动，教师总是结合教材的基本知识，要求学生按照某一个方向思考与研究问题。此种模式即便能够处理相关的问题，可是很容易使得学生生成思维定式，学生结合教师内容开展记忆和模仿，这对学生的科学思维发展不利。在培养学生科学思维能力的过程中，教师需要指导学生进行思维发散，对待相同的问题学会通过不相同视角进行研究，使学生能够广泛地记忆知识和掌握知识，不断提高生物学课程教学的运作效率。

比如，“植物新陈代谢”的知识点学习，教师给学生设置对应实验，也就是研究植物细胞吸水的过程和植物细胞失水的过程，并且提供已知条件，即有两个大小相同的新鲜萝卜、烧杯、吸水纸和小刀以及蒸馏水等，鼓励学生挑选器材进行实验原理的检验。给学生提供一定的时间采集资料，学生可以在放学之后利用网络收集和实验相关的知识内容，下节课开始时，学生纷纷给出了答案，一些学生想到用第一个烧杯放置蒸馏水、用第二个烧杯放置蔗糖溶液，分别放入萝卜，之后了解萝卜是否会出现变硬的结果[14]。一些学生想到在萝卜上挖洞，之后放入蒸馏水以及蔗糖溶液，对液面的实际变化进行研究，接下来开展质壁分离的实验。教师鼓励学生讲述自己的实验结果，发挥想象思维，实现了实验多样化设计，每一个学生都能够深入思考怎样完美地进行实验，体会到了生物学课程带给他们的欢乐。

结束语

综上所述，开展思维能力培养是生物教学模式创新探究的题目，有着非常重要的作用和价值。同时，生物课教学更要强调学生思维能力方面的培养，以此为基础更好地扩展学生知识面，提高学生学习成效。教师围绕教学大纲设计教学环节，精心指导学生，让学生可以在学习中发挥自身的能动性，有效地掌握生物学知识技能，为学生全面发展提供条件。

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