高中生物課堂教學(xué)中情境教學(xué)與科學(xué)思維的培養(yǎng)

王軍紅

摘 要：在高中生物課程教學(xué)中，為了有效運(yùn)用探究性學(xué)習(xí)理念、有效培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科學(xué)思維，教師需要精心設(shè)置問(wèn)題情境激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生成為具有生物科學(xué)思維的新一代學(xué)生。本文就生物課堂教學(xué)中如何通過(guò)設(shè)置問(wèn)題情境、如何通過(guò)具體情境的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)的科學(xué)思維進(jìn)行簡(jiǎn)單探討。

關(guān)鍵詞：高中生物;課堂教學(xué);情境教學(xué);科學(xué)思維

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)解讀》提出：“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(wèn)題的思維習(xí)慣和能力?！彪m然高中生已經(jīng)擁有了一些思考問(wèn)題的方式和習(xí)慣，但對(duì)一些問(wèn)題缺少正確、全面的分析與解決能力，為解決這方面的欠缺，本文嘗試在生物課堂教學(xué)中通過(guò)運(yùn)用設(shè)置情境、用直觀的情境教學(xué)法給學(xué)生更直接的感官觸動(dòng)，從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深層次的思考與解決問(wèn)題。教育家杜威認(rèn)為“激發(fā)學(xué)生的思維，必須有一個(gè)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)環(huán)境”。因此，在具體、直觀的情境學(xué)習(xí)模式下，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是非常有益和重要的。

一、激發(fā)、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是前提

生物科學(xué)思維的養(yǎng)成最重要的就是要激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)習(xí)的興趣，只有讓他們對(duì)所學(xué)的生物知識(shí)產(chǎn)生濃厚興趣與好奇心，才能將之轉(zhuǎn)化為對(duì)知識(shí)的渴求與獲得，興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。如學(xué)習(xí)必修一“光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換”這一內(nèi)容時(shí)，教師首先引導(dǎo)學(xué)生分析初中階段學(xué)習(xí)過(guò)的海爾蒙特的“柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)”，思考：（1）我們認(rèn)同海爾蒙特關(guān)于“柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)”的設(shè)計(jì)和結(jié)論嗎？（2）根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)分析，土壤中減少的物質(zhì)主要是什么？大柳樹(shù)增加的物質(zhì)主要是什么？這些物質(zhì)又是從何處來(lái)的呢？經(jīng)過(guò)學(xué)生討論分析后，教師指出：“在探索光合作用原理的過(guò)程中，人類逐漸認(rèn)識(shí)到綠色植物究竟利用什么物質(zhì)和結(jié)構(gòu)來(lái)吸收光能？吸收的光能又經(jīng)歷了怎樣的過(guò)程變?yōu)閮?chǔ)存在有機(jī)物中的能力？”教師通過(guò)這樣的引導(dǎo)容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們想探討這些問(wèn)題的答案及光合作用的來(lái)龍去脈。同時(shí)，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生觀察生活周圍關(guān)于植物的光合作用的實(shí)例，讓學(xué)生自己去觀察、分析。采用這種教學(xué)方式，不僅有助于理解所學(xué)的知識(shí)，還能從實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中體驗(yàn)到動(dòng)手操作和學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，激發(fā)出他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。另外，每個(gè)學(xué)生都會(huì)有自己的想法，有自己獨(dú)特的見(jiàn)解，教師在根據(jù)學(xué)生個(gè)性特征進(jìn)行指導(dǎo)時(shí)，充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，鼓勵(lì)他們發(fā)揮所長(zhǎng)。如學(xué)習(xí)本課前布置學(xué)生搜集整理有關(guān)光合作用發(fā)展歷程的資料，教師再創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家所經(jīng)歷的“想知道什么”“怎么知道”“知道什么”的過(guò)程，讓學(xué)生明白光合作用的產(chǎn)物、場(chǎng)所、原料等一步步被“發(fā)現(xiàn)”的過(guò)程，這樣有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。“知之者不如好之者，好之者不如樂(lè)之者”！重視、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，引發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，將是提高課堂教學(xué)與培養(yǎng)科學(xué)思維的前提和必備條件。

二、以合作學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生參與、整合知識(shí)的能力

教師可以從學(xué)生不同學(xué)習(xí)風(fēng)格上入手，幫助學(xué)生改善學(xué)習(xí)思路與方法，發(fā)揮其思考和學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)合作學(xué)習(xí)，讓其更為積極地投入到學(xué)習(xí)中，避免出現(xiàn)心理排斥的情況。合作學(xué)習(xí)能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性、合作意識(shí)，能夠活躍課堂氛圍，擴(kuò)展學(xué)生思維，使學(xué)生思維更加發(fā)散，通過(guò)各方面的認(rèn)識(shí)整合，使學(xué)生思考問(wèn)題的視角更為全面，解決問(wèn)題的手段更加多樣化，避免思維模式單一。所以，營(yíng)造良好的合作學(xué)習(xí)環(huán)境，需要教師適時(shí)、合理地對(duì)學(xué)生進(jìn)行小組劃分，對(duì)各個(gè)小組進(jìn)行恰當(dāng)分工，使每個(gè)成員都積極參與到課堂學(xué)習(xí)之中，提升學(xué)生合作學(xué)習(xí)與交流能力，讓學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的集體榮譽(yù)感，意識(shí)到合作學(xué)習(xí)的重要性，從而能夠提升學(xué)生的綜合思維和解決問(wèn)題的能力。如學(xué)習(xí)“提取和分離葉綠體中的光合色素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師從實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材的作用、步驟的合理性等方面，針對(duì)課本提供的實(shí)驗(yàn)討論題，依據(jù)學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)能力、知識(shí)儲(chǔ)備情況將學(xué)生分為幾個(gè)合作學(xué)習(xí)小組，每組承擔(dān)一個(gè)方面的探究問(wèn)題，要求每組學(xué)生進(jìn)行討論交流，提出自己的觀點(diǎn)想法，并以小組為單位，選出一名代表闡述本組的觀點(diǎn)，展示學(xué)習(xí)成果。教師和其他組同學(xué)對(duì)展示組的觀點(diǎn)、結(jié)論及該組同學(xué)的課堂表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，表?yè)P(yáng)積極，改正存在的問(wèn)題，從而提升學(xué)生自身學(xué)習(xí)及與人合作、交流的能力。當(dāng)然，生物實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的綜合實(shí)力也有較高要求，需要學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)知識(shí)有所了解，還需要有一定的實(shí)踐操作能力，因此，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行合作學(xué)習(xí)十分必要，能夠使學(xué)生在遇到困難時(shí)集眾人之長(zhǎng)，促進(jìn)個(gè)人與群體的共同進(jìn)步。還可以通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式激發(fā)學(xué)生之間的良性競(jìng)爭(zhēng)，調(diào)動(dòng)其積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)精神和協(xié)作能力，提升學(xué)生生物學(xué)科的科學(xué)思維、動(dòng)手實(shí)踐、語(yǔ)言表達(dá)等各個(gè)方面的能力。

三、以知識(shí)的問(wèn)題化培養(yǎng)學(xué)生梳理、質(zhì)疑的思維能力

教師在開(kāi)展課堂教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要和學(xué)生進(jìn)行交流和互動(dòng)，創(chuàng)造輕松、愉快的學(xué)習(xí)氛圍，為此，教師要學(xué)會(huì)傾聽(tīng)、了解學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的理解和感受，及時(shí)對(duì)教學(xué)思路、方案進(jìn)行調(diào)整，提高生物教學(xué)的效率。如教師可以指導(dǎo)學(xué)生把每一節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合、梳理，形成完整的知識(shí)脈絡(luò)，把重要知識(shí)及相關(guān)聯(lián)的知識(shí)設(shè)計(jì)為深入淺出、縱橫聯(lián)系的問(wèn)題，通過(guò)這些問(wèn)題把本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，形成系統(tǒng)、直接、層次遞進(jìn)的思考題，做成完整的思維導(dǎo)圖，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)去思考、解決問(wèn)題，在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行限時(shí)記憶和鞏固。教師在指導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與把握的過(guò)程中，要求讓學(xué)生了解分析問(wèn)題的思維習(xí)慣、思考問(wèn)題的角度與方式對(duì)學(xué)習(xí)生物知識(shí)的重要性。這樣，明白、直觀的問(wèn)題情境將會(huì)有助于激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)尋求分析、尋找解決問(wèn)題的方法、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)散思維。如，學(xué)習(xí)必修二“DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制”一課時(shí)，把本課主要知識(shí)點(diǎn)用問(wèn)題形式展示出來(lái)：“（1）富蘭克林為DNA分子結(jié)構(gòu)模型的建立做出來(lái)什么杰出貢獻(xiàn)？意義是什么？有人認(rèn)為他的成果應(yīng)該獲得諾貝爾獎(jiǎng)，你贊成這種說(shuō)法嗎？為什么？（2）試運(yùn)用搜集的生物科學(xué)史資料，圍繞沃森和克里克解開(kāi)DNA分子結(jié)構(gòu)之謎，歸納科學(xué)家提出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究過(guò)程是什么？（3）如何理解“DNA分子中脫氧核糖與磷酸交替連接，排列在雙螺旋結(jié)構(gòu)的外側(cè)，構(gòu)成DNA分子的基本骨架？”（4）DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型具有什么特點(diǎn)？DNA分子只含有四種脫氧核苷酸，卻能儲(chǔ)存大量遺傳信息，根據(jù)自制的模型，請(qǐng)解釋原因。（5）沃森和克里克能成功建立DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，原因是什么？有其他科學(xué)家在生物學(xué)研究中采用了模型建構(gòu)法嗎？（6）DNA分子是如何復(fù)制的？”這些問(wèn)題的設(shè)置是按照將科學(xué)家如何探究DNA分子結(jié)構(gòu)、DNA如何復(fù)制的過(guò)程呈現(xiàn)出來(lái)，要求學(xué)生在理解科學(xué)發(fā)展邏輯的基礎(chǔ)上，利用邏輯推理、批判性思維等科學(xué)思維方法，處理好事實(shí)和證據(jù)之間的關(guān)系。能夠使學(xué)生對(duì)生物的知識(shí)體系和整體的框架結(jié)構(gòu)有一個(gè)很好的把握，從而更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)并提高授課的質(zhì)量。

四、以作業(yè)自評(píng)及互評(píng)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、查漏補(bǔ)差的思維習(xí)慣

以書(shū)面作業(yè)、生物實(shí)驗(yàn)等作業(yè)為例，書(shū)面作業(yè)既能提高學(xué)生的思考和動(dòng)手能力又能很好地把解決知識(shí)的成果顯現(xiàn)出來(lái)，便于直接地糾錯(cuò)補(bǔ)差;又如實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課外調(diào)查、繪制知識(shí)結(jié)構(gòu)圖等作業(yè)更能把學(xué)生的學(xué)習(xí)情況完整地展示出來(lái)。讓學(xué)生在面對(duì)書(shū)寫(xiě)、實(shí)驗(yàn)等實(shí)際動(dòng)手操作的過(guò)程中輕松完成生物作業(yè)。教師要關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，設(shè)計(jì)具有一定層次性的作業(yè)，促進(jìn)不同層次、類型學(xué)生的發(fā)展。在這一過(guò)程中，每個(gè)同學(xué)的作業(yè)，通過(guò)作業(yè)本、屏幕展示，讓其解說(shuō)考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)、解決問(wèn)題的具體思路，如何做好和該項(xiàng)問(wèn)題有關(guān)聯(lián)的知識(shí)的縱橫聯(lián)系，如何提升對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的把握。本組或其他組同學(xué)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。一方面，通過(guò)多樣化的作業(yè)形式，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性，讓學(xué)生動(dòng)起來(lái)，讓課堂“活起來(lái)”。另一方面，通過(guò)設(shè)計(jì)不同認(rèn)知程度和問(wèn)題難度的作業(yè)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，發(fā)揮個(gè)人的優(yōu)勢(shì)、長(zhǎng)處，吸取其他人的長(zhǎng)處來(lái)補(bǔ)己不足。這樣，通過(guò)典型作業(yè)的相互點(diǎn)評(píng)學(xué)習(xí)，才能促進(jìn)各個(gè)層次學(xué)生的共同發(fā)展。而且，按照學(xué)生的知識(shí)層次、年齡階段的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，通過(guò)有層次、有梯度的作業(yè)訓(xùn)練，使學(xué)生從不同的視角深入分析、把握知識(shí)，將書(shū)本的呆板的知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，才能促進(jìn)學(xué)生的智力開(kāi)發(fā)與發(fā)展。另外，還可以設(shè)計(jì)開(kāi)放性的題目來(lái)開(kāi)闊學(xué)生視野，如從多角度、多維度設(shè)計(jì)作業(yè)題，創(chuàng)設(shè)跟生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，促使學(xué)生用生物學(xué)的知識(shí)靈活地解決生活實(shí)際問(wèn)題，做到學(xué)以致用，才能讓學(xué)生從更廣闊的思維視角思考問(wèn)題，提高思考、處理問(wèn)題的個(gè)人素養(yǎng)與學(xué)科思維能力。

五、將書(shū)本知識(shí)物化于生活培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移運(yùn)用的思維能力

生物學(xué)是一門實(shí)用的學(xué)習(xí)與應(yīng)用科目，知識(shí)點(diǎn)繁多、復(fù)雜，相互之間的關(guān)聯(lián)性比較高，這就給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)一定的壓力。因此，為提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，教師需要指導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，體會(huì)生物知識(shí)與生活之間的廣泛聯(lián)系，通過(guò)觀察身邊的生活實(shí)例理解生物知識(shí)的問(wèn)題本質(zhì)，把生物學(xué)知識(shí)用于解決與之相關(guān)的一些生活問(wèn)題，讓學(xué)生在獨(dú)立探究的過(guò)程中逐步提高學(xué)習(xí)的興趣，提升學(xué)生的知識(shí)遷移和創(chuàng)新思維能力，最終達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通。如學(xué)習(xí)必修一“影響光合作用和細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素”一課時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從物理學(xué)視角分析：為什么在不同色光照射下看同一個(gè)物體，這個(gè)物體的顏色也會(huì)不一樣？為什么夏天一般選擇清晨或傍晚給植物澆水？塑料大棚一定要用無(wú)色透明的塑料薄膜嗎？等等。生活中與生物知識(shí)有關(guān)的實(shí)例很多，只要善于發(fā)現(xiàn)、合理利用生物知識(shí)去處理問(wèn)題就能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且能提高學(xué)習(xí)效率。又如學(xué)習(xí)必修一“細(xì)胞分化、衰老和死亡”一課時(shí)，教師可以把細(xì)胞衰老和生物個(gè)體衰老聯(lián)系起來(lái)，探究為什么老年人皺紋較多，頭發(fā)變白，長(zhǎng)“老年斑”等，引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)含量、細(xì)胞結(jié)構(gòu)、代謝水平等角度進(jìn)行分析問(wèn)題。所以，針對(duì)生活中經(jīng)常遇到的一些現(xiàn)象，教師可以設(shè)計(jì)一些學(xué)生感興趣的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，讓其主動(dòng)、積極的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)他們不斷地去感知、分析包括人類在內(nèi)的生物世界的奇妙和美好，主動(dòng)思考課本知識(shí)與日常生活的緊密聯(lián)系，既拓寬了學(xué)生的知識(shí)視野，又培養(yǎng)了學(xué)生的思維方式與學(xué)科素養(yǎng)。

總之，“科學(xué)思維能夠支持學(xué)生獲取新知識(shí)，學(xué)會(huì)如何使用知識(shí)，建構(gòu)并評(píng)價(jià)假設(shè)和觀點(diǎn)。具備科學(xué)思維的學(xué)生能夠成為獨(dú)立的學(xué)習(xí)者，能夠自主地為自己遇到的問(wèn)題尋求答案。學(xué)生對(duì)科學(xué)進(jìn)行探索的過(guò)程都需要使用科學(xué)思維”。因此，為使“學(xué)生能夠運(yùn)用創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物社會(huì)議題”，教師要及時(shí)、準(zhǔn)確、科學(xué)地把握學(xué)生的思想與知識(shí)儲(chǔ)存的現(xiàn)狀，依據(jù)教學(xué)和學(xué)習(xí)計(jì)劃，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，培養(yǎng)其客觀、全面、辯證地分析、解決問(wèn)題，提升學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的學(xué)科素養(yǎng)與科學(xué)思維，切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)新思維能力，更好地提升教學(xué)質(zhì)量。

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