任延丽

（广州市第八十六中学 广东·广州 510700）

《普通高中生物学课程标准(2017版)》（以下简称《标准》）中明确提出：“科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。”科学思维有归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等几种思维模式。若能使每一个学生通过学习生物学，在工作学习生活中建立起良好的思维模式，无疑会对学生的终生发展有益。

在教学中，如何培养高中生的思维方式问题亟待解决。由于教师对科学思维深度理解水平有限及教学压力大等多种因素影响了对学生科学思维的培养。但深化课堂教学改革以来，对教师的要求已从“教书型”向“研究型”转变，教师应对课堂教学进行深度研究，让科学思维的培养不再流于形式，真正使学生从中受益，为他们的终身发展服务。课堂教学方法多，形式多样，如果教师能够将课题进行分类，采取适合该课题的方式方法培养学生的科学思维，将会事半功倍。鉴于此目的，笔者分别探索如何通过生物科学史中经典实验培养学生的批判性思维，通过模型建构如何培养学生的发散性思维，希望抛砖引玉，给一线教师启发。

1 通过生物科学史中经典实验培养学生批判性思维

长久以来，学生思维定式现象普遍存在，认为老师和课本永远是对的，缺少批判的勇气，缺乏批判性思维。高中生物学是一门实验性科学，通过实验不仅可以让学生发现自然规律，了解实验过程，体验科学探究的乐趣，也可以利用实验调动学生的积极性，激发学生的探索欲望，创造良好的批判机遇，引发学生与教师的“思维互动”，让学生勇于批判，乐于批判。而对于生物科学史中的经典实验，更应成为实验教学中不可或缺的重要部分。这些内容切不可枯燥带过，亦或是简单叙述，而应在适当的启发之下，让学生将实验过程还原，真正体验到实验的乐趣，体会科学家探究历程的艰辛。这对学生生物学素养的培养至关重要。如《生长素的发现历程》这一实验，教师通过引导学生解决“花生幼苗为什么具有向光性”这一问题为契机，让学生通过发现问题-提出问题-作出假设-设计实验-观察实验-得出结论几个环节，充分鼓励学生学会批判。课前，教师带领学生培养花生幼苗，并在教师指导下解剖幼苗，寻找花生幼苗上可能与向光性有关的结构，探索激素产生的部位。得出胚芽鞘尖端是激素产生的部位后，继续提出“激素是如何到达作用部位”这一问题，让学生作出假设。学生的假设多种多样：有人认为“有一种拉力将激素从尖端下部向上拉”，也有人认为“存在特殊物质会帮助生长素的运输”，还有人认为“激素从剪短运输到尖端下部，在尖端下部起作用”。假设越多培养批判性思维的契机也就越多。教师引导学生将胚芽鞘尖端切下，放在琼脂块上，将接触过尖端的琼脂块置于去掉尖端的胚芽鞘上，几天后观察记录结果。学生根据观察结果发现，原来花生幼苗胚芽鞘的生长确实是因为尖端产生激素向下运输起作用的。继而得出结论：生长素能从产生部位运送到作用部位，从而使花生幼苗生长。

教师在开展科学史中经典实验教学时，一定要对学生作适当的启发引导。可以在恰当的时机向学生介绍一下与探究活动有关的背景知识并提出要求，扫清学习新知识的障碍，为学生的理解打下良好基础，同时为学生营造良好的环境。在生物学课堂教学中，教师是课堂的引导者、组织者，只有在“启发”上多下功夫，想方设法把学生的积极性和主动性充分调动起来，主动参与教学活动才能达到理想的教学效果。教师更应事先准备好问题串，提出的问题也应该由浅至深环环相扣，经过思维的碰撞，引发学生求知思考的欲望，让学生成为课堂的主人。

2 通过模型建构培养学生发散性思维

《高中生物课程标准（实验）》中指出：“了解建立模型等科学方法及其在科学研究中的作用，培养学生的建模思维和建模能力，领悟、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用，培养学生的建模思维和建模能力，获得生物学的基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识。”这是首次在高中生物基础知识目标中提到“模型”一词，可见，建立模型在新课标中被提到较高的高度。它不但被列为一项技能目标，而且被作为高中学生必备的生物科学素养和将来从事科学研究的必备能力。

人教版高中生物教材模型构建的案例较突出，例如：DNA分子的双螺旋结构，种群增长的“J”、“S”型曲线，血糖平衡调节的模型等。模型建构可以帮助学生深入理解核心概念，教师需引导学生在模型建构的基础上学会变式，将零散的知识系统化、整合化，使它们具有多样性。通过激发学生通过讨论，交流，进行深度思考，找到解决问题的途径。在引领学生灵活运用模型的过程中，使学生做到举一反三，实现思维变通和发散。如在讲授“血糖的来源与去路”时，笔者先请同学们思考，血糖的三条来源途径需要哪些器官的参与，然后请同学们继续思考，食物的消化吸收不需要激素的调节就可以自行完成，那么肝糖原的分解、脂肪等非糖物质的转化过程不需要激素的调节可以完成吗？在得到学生答案后引导学生将课本上的图2-9进行补充，血糖的来源与去路概念图构建过程，以血糖作为核心，既保留了原有课本上知识的完整性，又把与血糖调节相关的器官、激素有机整合在一起。即实现了教师在课堂教学中引导者的身份及作用，又让学生在学习的过程中体验到模型建构的乐趣，实现对知识的整合，将以往的疑难问题迎刃而解。随后再次深入提问：胰岛A细胞、胰岛B细胞、胰岛、胰腺之间的联系是什么？为什么胰高血糖素、胰岛素可以分别作用于肝脏细胞和肌肉细胞呢？让学生对已有概念模型再次修改，最终形成一个涵盖“激素调节”、“器官中血糖的来源”与器官中“血糖的去路”的整合型“血糖来源与去路”模型。

通过以上概念模型的构建过程，把学生原有认知结构中零散的知识碎片整合在一起，让他们在体验学习的快乐同时，真正领会血糖的来源与去路，以及肝脏、肌肉、胰腺等人体重要器官所扮演的角色。通过问题的层层深入，引导学生更加深入透彻的理解问题，帮助学生改变以往单纯、表面化的思维习惯，让学生善于思考、学会思考。而教师则充分扮演了教学设计者的身份，根据已制定的教学目标，以恰当的方式向学生呈现，采取灵活的教学手段指导学生学习。通过问题串引领学生参与到学习过程中来，真正成为学习的主人；通过物理模型的构建过程，让学生对血糖平衡的调节产生感性认识，理解这是一个动态平衡的过程，并且体会到物理模型与概念模型之间的切换，模型与模型之间的联系；通过小组分工协作与结果展示，调动每一位学生的学习热情，给予每位学生平等的展示平台，真正做到有教无类。问题的提出与深入完全切合学生的实际需要，符合学生的思维发展过程，体现了新课标对发展性评价的具体要求。

3 高中生物学教学中培养学生的科学思维仍需做到以下几点

3.1 备课时要做到“三勤”

3.1.1 勤于思考

信息时代的今天，备课，再也不是看看书，写写教案就能够满足要求的。既然新课改对核心素养的培养提出了要求，那么作为课堂引导者的我们就要在备课之时多问自己几个问题：什么样的教学法适用于培养学生的科学思维？这节课可以培养学生的哪种科学思维？怎样设计活动能够调动学生的积极性达到培养科学思维的目的？这样做，在实施教学过程时就可以更好的引导学生进行思维活动。例如：在讲授“基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位”这一核心概念时，可以设置好问题问学生：“通过DNA和染色体的自我复制才能实现其控制蛋白质合成的功能。那么染色体、DNA、基因三者之间还有哪些内在联系呢?”学生通过认真思考、归纳总结如下：染色体主要由DNA和蛋白质组成、染色体是DNA分子的主要载体、一个染色体会有一个DNA分子或两个DNA分子、每个DNA分子上有许多基因，DNA是主要的遗传物质、而基因是有遗传效应的DNA片段。这样促使学生沿着不同的方向、角度、全方位、多层次地思考问题，开拓了中生的思维渠道，体现“学生是主体”的观念。把学生的积极性和主动性充分调动起来，使学生主动参与教学活动，这样才能达到理想的教学效果。

3.1.2 勤于探索教法

《新课程标准》指出：动手实践、自主探索与合作交流是学生学习生物的重要方式。可见，动手实践、自主探索、合作学习的方式可以在课堂上得以采用。作为教师的我们，应当善于积累教学过程中出现的灵感，将其整理后形成新的教法，应用于课堂教学中。况且高中生物学内容多，知识面广，应当学会对不同的教学内容采用不同的教法。例如：知识相对简单、容易理解的内容可以采用小组合作学习法。教师有意识地构建“小组合作学习”的课堂教学模式，意在发挥每个学生个性特长与群体合作、优势互补功能，培养学生的自主性、探索性与合作能力；促进师生间、学生间多向的信息交流，使不同层次的学生都得到锻炼，人人参与、学有所得，对学生归纳与概括、演绎与推理的能力培养有益。在经典科学史内容的教授过程中，可以采用动手实践的教学模式，还原科学家的探索历程，把枯燥无味的科学史改造成生动有趣的实验课，让学生身临其境，切身感受科学探究的乐趣，培养其发现问题、解决问题的能力。这样对学生批判性思维及发散性思维的培养有益。

3.1.3 勤于准备教学素材

俗话说：“授之以鱼不如授之以渔。”教师何尝不是扮演了“授之以渔”角色呢？既然要启发帮助学生把思维打开，教师就要在备课之时准备更多的素材。例如：在讲授“体液调节”时，可以通过巨人症、甲亢等实例介绍每一种激素过量都会使人患有病症，从而加深“内环境稳态”的理解。“免疫调节”时则可以通过器官移植、注射疫苗等话题提升学生兴趣。兴趣是最好的老师，产生兴趣后，学生自然就会产生强烈的求知欲望。那么之后一系列教师精心设计的教学过程都可以顺利完成，学生的思维也自然而然的随着教师的引导而深入下去，达到精准培养思维的目的。

3.2 注重过程性评价机制的运用

发展性评价认为：评价是与教学过程并行的同等重要的过程。评价对学生而言，其目的在于促进学生的表现，提高学习的效率，激发学生的主体精神。评价对教师而言，更多的强调教师对自己教学行为的分析与反思。在师生共同参与评价、教师多方面获取改进教学行为的信息的基础上，教师认真总结前期行为，诊断优点和不足，提出改进方法，并内化为下一阶段教学行为的指导，以此来促进教师的不断发展和提高。评价的方式有很多，可以注重对小组合作成果的评价，可以注重对学生思维过程的评价，也可以注重对学习效果、考试成绩的评价等等。恰当运用评价机制，激发学生的参与热情至关重要。

综上所述，素质教育是长久不变的话题。教无定法，能够适应时代潮流的教法就是好教法。课堂模式也无定则，能够提升学生能力、培养学生兴趣的课堂就是好的课堂。教师需要不断学习，更新自身知识结构和教学理念，不断完善自己，与时俱进，提升专业素养。在教学中，通过深度挖掘新视角和新方法，培养学生的科学思维，使他们成为知识和能力并重的创新型人才，同时为他们终身发展奠基助力。