黄蕊

【摘要】新课改的提出以及不断深入，在为初中生物课程教学改革工作带来创新发展机遇的同时，也对初中生物课程教学活动提出更高要求。初中生物教师应当在传统教学模式的基础上做出优化与调整，针对初中学生的科学思维与自主意识展开有效培养，可以助力学生综合素质与综合能力协调发展。基于此，本文以肺与外界的气体交换教学片断课程为例，探索在初中生物课堂开展科学思维教育的实践策略，供广大教育界同仁参考。

【关键词】初中生教育  生物课程  科学思维培养  教学策略分析

【中图分类号】G633.91   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2022）06-0148-03

一、引言

在初中生物课程教学环节培养学生科学思维，要求学生可以合理运用归纳方法、概括方法、推理方法、建模方法以及习惯性思维探索生命现象与生命发展规律，正确审视生物学科社会议题，是一种建立在逻辑思维基础上生成的科学思维方式。为此，初中生物教师应当在生物课程教学环节，合理利用各种优质教学资源，使学生进入到深度参与、深度分析状态，使学生大胆设想、大胆求证、科学归纳，确保科学思维能力培养可以得到有效落实。

二、在生物课程教学环节培养初中学生科学思维的重要意义

生物课程是落实“双减”政策优势与作用的核心载体，在“双减”政策正式发布之前，初中生物课程一直作为实践性较强、技能性较强的科学类学科出现。而在“双减”政策提出以及新课改不断深入的背景下，生物课程教学应当积极创新生物课程教学模式，不断提升初中生物教学质量，培养学生科学思维能力与综合素质，发挥生物课程育人功能。为此，中学生物教师应当重新定位生物课程在基础教育阶段当中的重要价值与重要作用。将模拟赛场模式、小组合作模式、个性化训练模式引入到初中生物课程教学环节，从多角度、全方位提升中学生物课堂教学质量，在完成基础生物知识教学任务的同时，也为学生分析能力、理解能力、想象能力、推理能力等科学思维能力发展提供助力。

（一）社会发展的必然需求

随着移动互联网完成普及与信息化技术的日益发展，借助技术升级与理念创新完成产品升级，将成为经济发展的核心。国际经济正在朝向全球化发展、统一化发展，越来越多的常规性操作，将逐渐被计算机程序所替代。为确保学生在未来职场当中拥有良好的表现，就需要在初中教育阶段，对学生的科学思维展开有效培养，确保学生具备计算机无法替代的复杂性能力。信息化技术发展不仅为教育改革工作带来创新发展动力，同时也对传统模仿式教学、零散式教学模式带来巨大挑战，国内教育改革工作正在如火如荼地开展。为此，学校需要在初中生物等课程教学环节，培养学生科学思维能力，使学生形成终身学习意识，更好地适应社会发展需求，在为自身赢得良好职业发展前景的同时，也为国家发展、社会发展提供助力[1]。

（二）课程改革工作必然发展需求

自21世纪以来，结合生物学科特点，针对学生创新思维与科学思维培养开展的课程改革工作从未停止，生物学课程标准当中明确提出：基础教育阶段生物学科分属基础学科，因此不仅包含理论型体系，还需通过实践操作探索解决问题的办法。在生物学科学习环节，教师应当对学生展开科学引导，要求学生更加积极、更加主动地参与到课堂研讨活动当中，提升课堂参与度，从而养成良好的科学思维能力与科学思维习惯。随着新课改的提出以及不断深入，初中生物教师在教学环节更加注重向学生展示，并且梳理逻辑关系，创新传统生物课程教学策略，并且精心设计一系列生物课程教学活动[2]。在生物知识教学的基础上，对学生开展科学思维教育。由此可见，在初中生物课程教学环节，对学生开展科学思维教育是教学改革工作的必然选择。然而，结合目前形势而言，部分初中生物教师仍然受到传统教育观念影响，对生物学科性质认知不足，仍然以传统理论灌输教学模式为主，这也导致学生长期处于被动学习状态，主体优势并未得到有效发挥。学生对所学内容的理解不够深刻，无法完成知识内化，更加无法将所学到的知识应用于解题环节与生活实际中。因此，在初中生物课堂教学环节对学生的科学思维与创新思维展开培养价值不言而喻[3]。

（三）满足初中时期学生发展要求

皮亚杰提出：人类借助外界环境发展思维，也会经历由量变到质变的发展过程，不僅生理逐渐走向成熟，社会经验以及平衡作用都会对学生思维发展带来影响。初中时期正处于学生认知能力发展的黄金时期，然而，受到传统教育观念影响，思维教育并未得到初中生物教育人员的重视，甚至部分教育工作者对思维教育的重要性视而不见。这也导致初中生群体思维能力发展差异较大，部分学生已经完全进入高阶思维发展状态，但仍有部分学生处于低阶思维运算阶段。针对这一情况，初中生物教师应当科学开展生物教学活动，在教学环节对学生科学思维展开有效培养，助力学生思维朝向高等级发展、高层次发展。可以说任何一项学科能力，都需要学生主动参与、主动获取，并且在解决问题的环节，不断训练自身思维方式。初中生物作为自然科学类学科，在学生思维能力培养方面具有得天独厚的优势与不可推卸的责任。因此，在生物课堂教学环节，教师不仅需要对学生基础生物知识展开有效培养，而且需要助力学生科学思维能力发展。综上所述，在初中生物课堂教学环节，对学生开展思维教育，是学生思维能力发展的有效途径。

三、在初中生物课程教学环节培养学生科学思维的实践策略

（一）科学设计认知冲突，培养学生批判性思维

科学设计认知冲突，是学生科学思维与创新思维培养的关键性环节，同时也是学生思维能力发展的基础条件。但就性质而言，认知冲突可以分为以下类型，即主体之间认知冲突以及主体内部认知冲突。在认知冲突设计环节，教师应当结合学生的认知能力与兴趣特点，创设课前小游戏，要求学生将双手置于肋骨两侧，通过深呼吸感受身体变化，并且鼓励学生大胆表达自己的观点。学生在观点表达环节与小组讨论环节就会由于理解不同而产生认知冲突，同时学生通过现有知识无法解释这一原理而产生矛盾，激发学生对生物知识的学习兴趣与探索欲望，调动学生学习动机，从而培养学生批判性思维。其中多数学生认为吸气可以引起胸廓扩大，而通过一系列生物知识学习，最终得出：胸廓扩大引发吸气这一生物原理。由于教学内容与学生生活体验产生冲突，学生通过自我反省与自我调整，重建认知结构。在此环节，初中学生的批判性思维得到有效培养。具体而言，批判性思维包括阐释能力、推理能力、评估能力、分析能力以及自我调节能力，同时也包括求知欲望、求真思维以及敏锐思维。因此，初中生物教师应当科学设置认知冲突，有效激发学生学习兴趣，使学生更加积极主动地参与到主动质疑、主动批判、主动思考的深度学习环节，并且通过生物知识学习，形成良好的批判性思维[4]。

（二）科學引入生物模型，培养学生形象思维能力

形象思维是指学生通过形象材料完成思考的思维方式，主要包括表象再现、表象想象以及表象联想。初中生物课程当中包含大量的概念性知识与抽象型生物现象，教师可以借助模型以及其他形象帮助学生完成联想，培养学生形象思维能力，提升学生对生物知识的理解程度，助力学生完成生物知识学习与知识内涵，提升知识迁移效果与知识应用效果。与此同时，建模思维与模型思维，是科学思维的核心构成部分。初中生物教师可以向学生提出以下问题：“在胸廓容积出现变化时，肺部会出现何种变化？”随后向学生展示模型装置，由塑料瓶替代胸廓设置;独立的外形管模拟支气管与气管;再由气球替代肺部器官，以更加直观的方式呈现实验步骤，克服生物知识抽象性过强这一教学难点，使学生以更加直观的方式观看到无法直接观察的膈运动。学生通过教师演示，最终得出以下结论：膈肌收缩，胸廓扩大，肺扩大;反之则胸廓缩小，肺部收缩。学生在观察环节，在头脑当中生成一系列表象，联想整个运动过程，助力学生养成良好的形象思维能力[5]。

（三）科学设计生物实验，培养学生综合思维

综合思维能力设置，学生将整体划分为局部，再由局部分别开展研究，分析后最终形成整体性思维、综合性思维。初中生物课堂教学环节，包含大量的实验活动。因此，初中生物教师可以通过科学设计课堂教学实验活动，培养学生综合思维能力以及分析能力，助力初中学生早日养成良好的课堂学习习惯，科学设计生物实验活动，可以助力学生思维能力发展。举例说明：在学生学完肺器官变化与胸廓变化之间的生物原理后，教师可以提出以下问题：肺部收缩与肺部扩张间，气体运动轨迹如何？并且为学生创设趣味性实验，学生可以通过实验得出结论。由于初一阶段学生并未接触过初中物理知识，因此在气压原理方面存在严重认知障碍，为此，教师应当在最为恰当的教学时机，引入针筒实验这一生物实验活动，帮助学生理解气压知识。具体而言，首先，初中生物教师需要为每位学生准备针筒设备，并且要求结合教师演示开展模式操作，首先教师将针筒活塞拉出后用左手手指堵住针孔，右手缓缓推动针筒活塞，并且向学生提出以下问题：在针筒活塞缓缓推动期间会产生什么感觉？什么原理导致活塞推不动？随后，要求学生松开针筒口，再向学生提出以下问题：活塞位置变化规律如何？针管活塞后退速度又如何？由全体师生共同完成以上实验操作，并且得出以下结论：气体当中带有压力，在容积变小时，则气体压力随着提升。而在容积逐渐变大时，则气体压力也随之缩小，在此之后，初中生物教师要求全体学生在针口处连接气球，重复以上操作，向学生展开以下提问：在手指松开后气球发生哪些变化？气体流向如何？通过师生通力协作，最终得出以下结论：气体流向受到气压影响。教师通过科学设计、科学实施实验活动，对学生展开循序渐进的引导，最终得出以下原理：肺部扩张，内部气压低于外部大气压，产生缩气;在肺部收缩期间，肺部内气压高于大气压，则呼气[6]。

（四）科学设计问题链，培养学生逻辑思维能力

逻辑思维能力是人体特有的抽象性思维能力，人体可以通过概念分析、概念判断、概念推理与概念论证、概念理解与概念区分形成独特的理解与判断。在科学思维培养环节，教师应当以清晰的逻辑，对学生展开引导，设置问题组，循序渐进地提出问题，使学生结合线索开展逻辑推理从而完成新知识学习，提升学生逻辑思维培养效果。需要注意的是，问题设计也是针对初中生开展逻辑思维培养的关键性步骤，在初中生物课堂，教师需要将不同类型生物知识点设计成各式各样课堂教学问题，并且汇成完整的问题链，引导学生循序渐进地开展探索，解决核心问题。与此同时，在课堂导入环节，初中生物教师应当向学生提出核心性问题，要求学生通过模拟膈肌运动探索胸廓变化与肺部变化之间的关系，随后提出以下流程：通过针筒实验活动，探索气体压强与体积之间的关系，最终得出气体运动理论与肺部变化之间的关系，整个教学以问题为核心导向。各个问题环环相扣、层层递进，逐渐得出生物规律，培养学生逻辑思维能力，提升初中生物课程教学效率。

四、结语

总而言之，初中生物课程是针对初中时期学生开展科学思维能力培养的有效策略。初中生物教师可以通过科学设计认知冲突，助力学生养成批判性思维、科学引入生物模型，助力养成形象思维能力、科学设计生物实验，助力学生形成综合思维能力、引入生活化案例，助力学生形成迁移思维能力、加强课堂总结训练，助力学生形成概括思维能力、科学设计问题链，助力学生形成逻辑思维能力等方式开展一系列初中生物课程教学活动。

参考文献：

[1]吴文清.初中生物课堂开展思维教学、培育关键能力的教学尝试——以“人体对食物的消化和吸收”一课为例[J].中学生物学，2020，36（4）：121-123.

[2]戴朝霞，陈雪玲.初中生物教学中培养学生理性思维的策略——以《输送血液的泵——心脏》的教学为例[J].中学教学参考，2018，13（17）：187-188.

[3]唐倩，张锋.基于“理性思维”的初中生物学探究活动教学策略——以“绿色植物参与生物圈中的水循环”一课为例[J].生物学通报，2017，52（9）：229-231.

[4]张若姮.初中生物实验教学的思维挖掘与创新设计——以《绿色植物的生长需要水和无机盐》教学为例[J].中学教学参考，2019，13（20）：1288-1289.

[5]艾萌.基于理性思维的初中生物学探究活动教学策略——以《基因控制生物的性状》一课为例[J].神州，2018（21）：166-167.

[6]王桂玲.基于理性思维的初中生物学探究活动教学策略——以绿色植物参与生物圈中的水循环一课为例[J].新智慧，2019，13（20）：69-70.