陈洋芳

摘 要：在生物学核心素养中，科学思维是深化和落实新课程改革的关键，在生物课堂教学中可从问题引导、模型建构、生物史学习、概念教学和科学实验等五个方面提升科学思维。

关键词：高中生物;科学思维;培养策略

On the cultivation strategy of scientific thinking in biology classroom teaching in senior high school

Abstract：In biology core literacy，scientific thinking is the key bridge to deepen and implement the new curriculum reform.In biology classroom teaching，scientific thinking can be improved from five aspects：problem guidance，model construction，biological history learning，concept teaching and scientific experiments.

Key word：High school biology;Scientific thinking;Training strategy

《普通高中生物学课程标准》（2017年版2020年修订）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。”高中生物的科学思维是理性思维，也是批判性思维和创造性思维。现代社会知识更新换代快，科学思维能力能够帮助学生不断求知探索，并运用科学的思维方式对事物论证试验，有助于学生提升解决问题的思维能力，用理性的思想去解决生产生活中的问题，这也是适应新时代，面向未来都应具备的一种核心素养。

教学是培养学生科学思维能力的重要手段，应充分运用科学思维方法的研究成果，采取相应的教学策略和方法来达成教学目标。本文结合教学实践，从问题引导、模型建构、生物史学习、概念教学和科学实验等方面总结了几点高中生物课堂科学思维的培养策略。

一、重视问题引导式教学，锻炼学生的创造性思维

教师在课堂教学中要充分利用多媒体技术，如图片、视频、热点时事、科学史实和实验探究等创设问题情境，活跃学生的思维。多设置真实的情境让学生发现问题，形成认知冲突，促进学生在原有认知上，对问题进行分析、归纳及概括，进而锻炼学生的创造性思维。

在教学中可根据学生思维水平的“最近发展区”来设置问题，即学生通过思考分析容易解决的。这类型的问题能较好地激发学生学习的积极性，且学生能够在教师所设定的情境中通过自主探究及合作交流，提升自身的思维品质。如在教学“基因在染色体上”一课，通过“果蝇杂交实验”对实验结果进行讨论，基于学生已有的知识基础上，设置了几个由浅至深的问题：1.分析该实验是否遵循分离定律？2.根据哪个杂交组合能够判断果蝇的显隐性性状？理由？3.摩尔根的果蝇杂交实验与孟德尔的豌豆杂交实验存在哪些异同点？4.果蝇白眼性状的遗传如何解释？以上问题符合学生的“最近发展区”，能较有效地引导学生在课堂上开展相应的探究性活动。“以问促学”的教学策略充分体现了新课标中以学生为主体的思想，并有助于发散学生的思维，锻炼了学生的归纳与概括能力以及创造性思维和批判性思维。

二、通过模型建构，强化学生概念的生成

模型建构教学，是过程式教学，重点不是让学生得到这个模型，而是让学生在这个过程中，学会使用科学方法，感受知识生成的过程，实现知识有意义的建构。模型建构是建立在大量生物学事实的基础上对生物学规则的概括和总结，可作为培养学生科学思维的重要手段。高中生物教学中运用较多的有物理模型、概念模型以及数学模型。建构模型的过程不仅需要通过抽象、概括，抓住事物的本质，又需要将抽象的认识具象化地展现，具有很高的思维训练价值。

课堂教学中应多引导学生运用分析综合、归纳总结及类比推理等思维方法来实现模型建构。要根据具体的教学目标，选择适宜的模型进行模型建构教学，注意让学生通过尝试建立模型，体验建立模型建构中的思维过程，熟悉建模方法，并加深相关生物学概念的理解。如：在建立“真核細胞的三维结构”模型中，教材中并没有指定具体的材料，而给学生自由发挥创造留出了极大的空间。在学习完细胞器和细胞核的相关知识后，以小组为单位，教师布置学生做动植物细胞模型，提醒学生制作时的注意事项，如动植物细胞的不同，细胞核和细胞器的比例，如何体现细胞器间的协调配合等。这样的模型建构活动能够充分激发学生学习的积极性、主动性和创造性，并在小组协作中体验到合作学习的乐趣，有助于学生更好地掌握细胞的结构，活化了抽象概念，强化了相关概念的生成。

三、利用生物科学史，培养学生的批判性思维

“生物科学史”是以生物学产生和发展过程为框架，对具有里程碑式意义的成果的发现探索过程中科学家所遇到的难题以及相关解决方法的记录，是落实学科核心素养的关键环节。很多生物学发现都离不开对历史结论的质疑和批判，如：“光合作用的探索历程”“DNA结构的探索历程”和“生长素的发现”等，因此在遇到认知冲突时，要引导学生突破思维定式，敢于质疑，培养学生敢于挑战的批判性思维。

在生物史课堂教学中，教师要创设情境，给予学生相关的研究背景，引导学生置身科学家当时的情境，明晰科学研究的思路和方法。通过重温科学家们的探索历程来发展学生的科学探究和思维能力。如在细胞膜成分探索历程中，教材中安排了大量科学史的内容，可先通过资料展示，列举科学家已观察到的现象和已有的知识，重温科学家们对生物学现象或结论不断质疑和论证的过程。采用问题导学，学生分组讨论，学习“提出假说”这一科学研究方法，体验构建细胞膜结构模型的科学历程，认同科学理论的形成是永无止境的，需要有科学探索的精神、科学思维和技术手段的结合。学生通过分析科学史，促进了学生对知识的主动建构，加深了对抽象概念的理解，有利于更好地掌握基本概念和原理。同时也体验了科学家的探究方法，感悟到了科学家不断探索钻研的精神品质，从而提高学生的核心素养，体现学科育人价值。

四、聚焦生物概念的建构，提升学生的归纳与概括能力

生物学概念是建立生命观念、提升科学思维的基础，在生物教学中应聚焦生物学重要概念的建构，考虑概念之间内在的逻辑，形成概念体系。概念教学要求学生将大量的生物学事实进行归纳概括，需对概念有充分的理解。概念式教学策略不仅可以提高学生思维的敏捷性，也可提高学生的归纳与概括能力，促进学生科学思维的发展。

教师在教学中要帮助学生自主构建知识点，将形象具体的知识上升到抽象概括的知识，可通过实物、标本、模型和多媒体等直观材料让学生认识概念。在教学中要明确将概念的建立作为内容选择和组织的目标。例如：在“蛋白质是生命活动的主要承担者”一课中，关于氨基酸概念的生成，可先根据教材中“氨基酸的结构特点”思考讨论活动，让学生比较几种氨基酸的结构，求同归纳，自行总结出氨基酸的结构，同时通过这样的思维过程生成氨基酸的概念，不仅理解深刻，也容易迁移应用。“蛋白质的功能和结构有何关系？”教师应当充分利用教材中氨基酸形成血红蛋白的示意图，启发学生思考氨基酸如何构成蛋白质，帮助学生从图式直观中提炼出问题的本质并形成概念，阐明“氨基酸是蛋白质的基本单位”，“氨基酸的序列及其空间结构决定了它的功能”等概念，从而形成“蛋白质是生命活动的主要承担者”这一重要概念。归纳与概括方法是学生在概念构建时最常用的一种思维方法，能促进有意义的学习，故可聚焦生物学概念建构，引导学生进行有意义的知识建构，培养学生的归纳与概括能力。

五、重视科学实验过程，提升学生的演绎推理能力

生物实验是一种以认识生命运动的本质和规律为目的的实践，意在提高学生的实验操作能力和科学思维品质，特别是科学思维的培养。

教师可多运用探究实验来激发学生的思维，培养学生的创新能力和逻辑思维能力。鼓励学生敢于对一些操作或结论提出质疑，“提出假说”，并自行设计探究方案合作讨论，培养学生发现问题并解决问题的能力，提升学生的思维品质。如在“基因在染色体上”一课中，教师在介绍萨顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验时可按科学史的顺序，引导学生分析摩尔根的果蝇杂交实验，再利用教材中的“思考讨论”活动，启发学生结合之前所学的假说演绎法，自主设计实验来对摩尔根的解释进行验证。使学生认识到实验验证的重要性，进一步体验假说——演绎法，最终认同基因位于染色体上這一事实。生物实验是培养学生科学思维的重地，学生通过重温科学实验过程，置身于相应的情境，积极主动思考，能够促使其高阶思维的发展，最终达到知识学习和思维训练的同步发展。

参考文献

周红.生物学核心素养在高中生物科学史教学中的实现[J].生物学教学，2017，42（06）：12-14.