基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物學(xué)教學(xué)實(shí)踐策略

齊曉慶

摘 要：文章分析高中生物學(xué)課堂教學(xué)、建模教學(xué)、習(xí)題教學(xué)等不同課型，提出以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維為目標(biāo)的生物學(xué)有效教學(xué)方法和策略：創(chuàng)設(shè)探究式教學(xué)情景，提升學(xué)生科學(xué)思維能力;巧用建模教學(xué)策略，培養(yǎng)積極科學(xué)思維品質(zhì);注重結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活，激發(fā)科學(xué)思維學(xué)以致用;善用生物科學(xué)發(fā)展史，形成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維態(tài)度;借力習(xí)題評(píng)講，提煉科學(xué)思維方法。

關(guān)鍵詞：科學(xué)思維;生物學(xué)教學(xué);模型構(gòu)建;核心素養(yǎng)

生物學(xué)科的“科學(xué)思維”是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力，它包括歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法?？茖W(xué)思維方法在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中占有重要地位，將科學(xué)思維方法滲透到教學(xué)中具有必要性，可以提高學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和運(yùn)用學(xué)科知識(shí)的能力。

一、創(chuàng)設(shè)探究式教學(xué)情境，提升學(xué)生科學(xué)思維能力

生物學(xué)核心素養(yǎng)要求學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)從而掌握知識(shí)的能力。因此，教師應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，給予學(xué)生自主思考和探究問題的機(jī)會(huì)和空間，創(chuàng)建探究式教學(xué)情境就符合這一要求。有意義的教學(xué)情境的設(shè)計(jì)將對(duì)教學(xué)效果起到事半功倍的作用，可以激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)地思考。教師創(chuàng)設(shè)的情境要盡量貼近學(xué)生的生活，具有一定難度，又易于探究的研究型問題，這樣既具有趣味性，又能起到促進(jìn)學(xué)生積極思考，努力實(shí)踐。如在進(jìn)行《影響光合作用的環(huán)境因素》的教學(xué)時(shí)，可以結(jié)合地域特點(diǎn)，安排學(xué)生提前一周觀察校園植物或者自家果園菜園作物的生長(zhǎng)情況，對(duì)周邊農(nóng)作物種植的方法以及近幾年氣候?qū)ψ魑锂a(chǎn)量的影響等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查和研究。根據(jù)自己的調(diào)查情況，制成簡(jiǎn)要的報(bào)表在課堂上與同學(xué)交流討論。創(chuàng)設(shè)了這樣的情境后，課堂上教師就可以引導(dǎo)學(xué)生思考幾個(gè)問題：周邊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中怎樣提高作物的產(chǎn)量？農(nóng)作物產(chǎn)量會(huì)受哪些因素的影響？如何影響？在這個(gè)過程中學(xué)生通過親自參與探究式學(xué)習(xí)，真切體驗(yàn)獲得知識(shí)，印象深刻，從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的熱情。這樣的探究式學(xué)習(xí)情境可以說是一舉兩得，科學(xué)思維在潛移默化中就得以培養(yǎng)，核心素養(yǎng)的要求得以落實(shí)。

二、巧用建模教學(xué)策略，培養(yǎng)積極科學(xué)思維品質(zhì)

模型構(gòu)建作為科學(xué)思維方法的一種形式，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模型構(gòu)建訓(xùn)練不但能提高學(xué)生的建模能力，而且能幫助學(xué)生深入理解生物學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維品質(zhì)，提高學(xué)習(xí)成績(jī)。

生物學(xué)學(xué)科的研究對(duì)象是復(fù)雜多變的生命系統(tǒng)，要深刻理解它，其難度和重要性不言而喻。建模教學(xué)既可以使復(fù)雜抽象的事物簡(jiǎn)單化、形象化，幫助學(xué)生減少理解上的困難，更直觀地感受復(fù)雜精密的生命系統(tǒng);又有利于培養(yǎng)學(xué)生透過事物現(xiàn)象揭示其本質(zhì)特點(diǎn)的洞察力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)。比如，在進(jìn)行核酸相關(guān)知識(shí)的教學(xué)時(shí)，學(xué)生往往會(huì)遇到很多理解上的困難：核酸是生物體遺傳信息的攜帶者，但是核酸分子比較小，我們?nèi)庋蹮o法看到它的具體結(jié)構(gòu)，僅僅以書上的圖為載體又無法深刻地理解。針對(duì)這些問題，教師可以讓學(xué)生制作核苷酸和核苷酸鏈的實(shí)物模型，在此過程中引導(dǎo)學(xué)生思考：核酸為什么可以攜帶遺傳信息？為什么每個(gè)人的DNA都有特異性呢？當(dāng)把模型展示給學(xué)生時(shí)，許多難題就迎刃而解。并且核酸與核苷酸的合成與水解的過程，通過模型的組裝和拆分形象地表現(xiàn)出來。

在每次構(gòu)建模型的完成后，我們可以對(duì)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過討論讓學(xué)生找到自己所做模型的不足之處，要求學(xué)生進(jìn)一步完善模型。這種教學(xué)策略讓學(xué)生充分參與到科學(xué)發(fā)現(xiàn)和思考當(dāng)中，不斷進(jìn)行分析推理，構(gòu)建模型，又不斷修正和完善模型。這樣既能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，還能提高學(xué)生分析解決問題的能力。

三、注重結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活，激發(fā)科學(xué)思維學(xué)以致用

科學(xué)來源于生活，對(duì)人類社會(huì)發(fā)展又有著極大的影響，在時(shí)事熱點(diǎn)中找出一些生命科學(xué)問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，讓學(xué)生參與到生命科學(xué)相關(guān)問題討論中去。比如，諾貝爾獎(jiǎng)涉及的生物學(xué)問題，頗有爭(zhēng)議的基因編輯技術(shù)，授課過程中可以將這些問題與“從雜交育種到基因工程”等相關(guān)章節(jié)聯(lián)系。這樣即能幫助學(xué)生開闊視野，又能讓學(xué)生弄明白這些科學(xué)技術(shù)的根本原理，進(jìn)一步構(gòu)建完整的生物學(xué)知識(shí)體系。從社會(huì)生活出發(fā)，提供給學(xué)生一些思考和探究的問題：如計(jì)劃生育二孩的父母期望能生一個(gè)健康的“二寶”，他們應(yīng)該要注意哪些問題？糖尿病的病因，糖尿病患者控制飲食有哪些措施？現(xiàn)在對(duì)防治癌癥等有什么新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)？這些問題與實(shí)際生活聯(lián)系緊密，學(xué)生耳濡目染，或許已經(jīng)有一定思考，通過這種方式引起學(xué)生興趣，從而積極主動(dòng)地參與交流討論，圍繞現(xiàn)實(shí)生活思考問題，激發(fā)更豐富的思維活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

四、善用生物科學(xué)發(fā)展史，形成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維態(tài)度

對(duì)于生物科學(xué)來說，科學(xué)史是承載學(xué)科價(jià)值內(nèi)涵的重要載體。生物科學(xué)史能讓學(xué)生對(duì)學(xué)科發(fā)展過程有一定了解，更能讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究方法、感悟科學(xué)探究精神。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)史中體會(huì)科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)問題、作出假設(shè)、推理論證、解決問題的。如遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)史上的經(jīng)典案例，孟德爾運(yùn)用假說演繹法進(jìn)行遺傳學(xué)研究，經(jīng)過認(rèn)真的觀察、比較、分析、推理、總結(jié)，成功地發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律。教師在教學(xué)中應(yīng)努力再現(xiàn)孟德爾科學(xué)探究的思維邏輯，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究中的分析思考方法，把探究各環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系和科學(xué)思維方法作為教學(xué)重點(diǎn)。讓學(xué)生重走孟德爾思考分析之路，這是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的重要途徑。再如摩爾根果蠅實(shí)驗(yàn)，摩爾根由認(rèn)同孟德爾的遺傳規(guī)律，到后來在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同的結(jié)果，對(duì)孟德爾遺傳定律產(chǎn)生懷疑。再到進(jìn)行一系列新的實(shí)驗(yàn)，大量果蠅實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了孟德爾的遺傳定律，再承認(rèn)，進(jìn)而又發(fā)現(xiàn)新的遺傳規(guī)律。摩爾根不迷信權(quán)威，具有科學(xué)研究的批判性思維，勤于實(shí)踐，基于可靠的實(shí)驗(yàn)和實(shí)證數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度非常值得學(xué)生學(xué)習(xí)。

也可多舉例一些國(guó)內(nèi)杰出科學(xué)家的科學(xué)故事，如屠呦呦、鐘南山、袁隆平等。讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛，學(xué)習(xí)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，使之受到科學(xué)家在研究中堅(jiān)韌不拔的科學(xué)精神感染。這樣可以不斷引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)，主動(dòng)學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，逐步發(fā)展科學(xué)思維，提高學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感。

五、借力習(xí)題評(píng)講，提煉科學(xué)思維方法

新課程背景下的高考提倡“能力立意”，主要體現(xiàn)理解能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力、獲取信息能力及綜合運(yùn)用能力的考查。只有具備一定的科學(xué)思維能力才能迅速?gòu)脑囶}中獲取有效信息，并將其與已有的知識(shí)建立關(guān)聯(lián)，成功解題。在教學(xué)中，教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的方法指導(dǎo)，加強(qiáng)分析和概括等能力的訓(xùn)練。

現(xiàn)在的高考題中信息量大，情境新穎，圖表相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于學(xué)生解答來說，具有一定難度。信息量大的題往往是區(qū)分度比較大的題目，教師在講解這類題目時(shí)就要注重培養(yǎng)學(xué)生分析解答的思維方法。如文字信息題：先找出信息中的關(guān)鍵詞，排除起干擾信息，再將繁雜的文字轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)要的概念圖、標(biāo)注等，可以大大地簡(jiǎn)化分析難度。接著，分析題干與所學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，定位知識(shí)點(diǎn)。最后運(yùn)用推理、歸納的思維，寫出正確答案。圖表信息題：重點(diǎn)關(guān)注分析圖表信息，即橫縱坐標(biāo)所表示的含義，隨自變量的變化因變量的變化，以及變化的趨勢(shì)是單一上升或是單一下降，還是有拐點(diǎn)或極值的。當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)因變量時(shí)，隨自變量的變化，多個(gè)因變量各自的變化趨勢(shì)、速率的差別、差別的原因等。總之，習(xí)題講評(píng)時(shí)，要結(jié)合試題進(jìn)行分析、比較、歸納、總結(jié)，注重揭示蘊(yùn)含的思維方法，指導(dǎo)學(xué)生分析命題意圖，明確解題思路，構(gòu)建思維模型，提高解題的效率。

總之，教師要不斷更新教育理念，尋找新的教育方式，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維。要緊跟教育改革的步伐，注重培養(yǎng)學(xué)生以創(chuàng)新的視角發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生對(duì)未知領(lǐng)域的探索的興趣，使學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)思維習(xí)慣，提高學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

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