例談生物教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)

戴莉茜

【摘要】生物學(xué)課程目標(biāo)之一是能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。人教版生物新教材的思維訓(xùn)練欄目中的科學(xué)史素材是教師在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要資源。分析利用好教材，指導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣思考解決問題，培養(yǎng)嚴(yán)密的邏輯思維能力;學(xué)會(huì)分析評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的合理性，嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn);能夠在生活實(shí)踐中應(yīng)用科學(xué)思維，認(rèn)同知識(shí)的力量。

【關(guān)鍵詞】生物教學(xué);科學(xué)思維;教材

落實(shí)生物核心素養(yǎng)，是生物學(xué)課程的根本任務(wù)，而科學(xué)思維是生物核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，即是培養(yǎng)學(xué)生能利用已學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，對相應(yīng)結(jié)論進(jìn)行推理判斷;培養(yǎng)學(xué)生對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行比較求異，歸納求同;使學(xué)生愿意在解決問題時(shí)運(yùn)用科學(xué)思維。在人教版生物新教材中，關(guān)于科學(xué)史、思維訓(xùn)練等素材，能很好地在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣進(jìn)行思考。下面以《植物生長素》為例，淺談在生物教學(xué)中對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)的策略。

一、分析實(shí)驗(yàn)，邏輯嚴(yán)密

生物教科書中的知識(shí)主要以結(jié)論的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，以讓學(xué)生便捷吸收生物學(xué)的主干知識(shí)和核心概念。為了培養(yǎng)具有較高生物學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生，部分章節(jié)對一些重要知識(shí)介紹了相關(guān)的科學(xué)史，如，“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”中穿插介紹了探索光合作用原理的相關(guān)實(shí)驗(yàn);“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”中，介紹了對遺傳物質(zhì)探究的主要科學(xué)家的實(shí)驗(yàn);“植物生長素”中，介紹了關(guān)于生長素發(fā)現(xiàn)過程的實(shí)驗(yàn)等。生物科學(xué)史不僅能讓生物學(xué)知識(shí)變得更加豐富，展現(xiàn)科學(xué)家思考過程，啟迪學(xué)生思考，在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方面有重要作用;而且在學(xué)習(xí)科學(xué)史的過程中，學(xué)生通過感悟科學(xué)家的故事，領(lǐng)悟到科學(xué)在不斷發(fā)展，在現(xiàn)在知識(shí)充分的基礎(chǔ)上對原有的實(shí)驗(yàn)提出補(bǔ)充方案，培養(yǎng)科學(xué)的懷疑精神和創(chuàng)新精神。如，在“植物生長素”一節(jié)中，對于達(dá)爾文、詹森、拜爾等科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程進(jìn)行學(xué)習(xí)。為了巧用科學(xué)史達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的目的，教師先深挖各實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵，逐步引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)思維分析實(shí)驗(yàn)，看科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)是否邏輯嚴(yán)密，存在疏漏可以如何改進(jìn)。比如，達(dá)爾文的多組實(shí)驗(yàn)中，得出了“胚芽鞘彎曲生長的區(qū)域是尖端下面一段”的結(jié)論，讓學(xué)生思考，能否設(shè)計(jì)出相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明該結(jié)論？教師可提示學(xué)生可以用刻度標(biāo)記法或鏡檢法，從而開拓了學(xué)生思維。再如，詹森的實(shí)驗(yàn)證明“胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部”。那么，教師可以向?qū)W生提出問題：“如何進(jìn)一步證明是尖端產(chǎn)生的‘影響’？如何證明‘影響’是傳遞到下部才能得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？”學(xué)生思考，提出可以加設(shè)一組玻璃片（不能透過“影響”的材料）取代瓊脂片，以此作為實(shí)驗(yàn)對照，以加強(qiáng)原本實(shí)驗(yàn)說服力。

科學(xué)發(fā)展過程中，對于科學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)，在當(dāng)時(shí)對于新結(jié)論的證明無疑具有劃時(shí)代的意義。但由于教材篇幅有限，可能省略了一些對比實(shí)驗(yàn)的介紹，所以，教師可以抓住契機(jī)，多做研究，參考教參、典型例題，合理設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生深入分析實(shí)驗(yàn)，拓展學(xué)生思維。在分析實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生思考問題的邏輯性、嚴(yán)密性，提高科學(xué)思維。

二、思維訓(xùn)練，辯證分析

人教版生物新教材中，不少章節(jié)有“思維訓(xùn)練”這一欄目，如，“細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用”中，關(guān)于真核細(xì)胞線粒體的起源，旨在訓(xùn)練學(xué)生能運(yùn)用證據(jù)和邏輯評(píng)價(jià)論點(diǎn);“孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）”中，通過創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案;“植物生長素”中，通過檢測生長素的運(yùn)輸方向的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生訓(xùn)練評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論的能力。對于改版后的新教材，更為突出地設(shè)計(jì)了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的內(nèi)容。如果說科學(xué)史等素材是隱性內(nèi)容，那“思維訓(xùn)練”欄目正是其中的顯性內(nèi)容。教師在教學(xué)過程中要分析教材，用好教材，并依據(jù)學(xué)生實(shí)際情況組織教學(xué)，開展科學(xué)思維的培養(yǎng)。如，在《植物生長素》一課中，學(xué)生提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，除了預(yù)期中的“將胚芽鞘形態(tài)學(xué)上下端顛倒作為對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)”外，學(xué)生提到，不改變胚芽鞘形態(tài)學(xué)上下端位置，將上端含有生長素的瓊脂塊與下端的空白瓊脂塊顛倒位置。同樣是理論上增設(shè)了一組“探究生長素是否能從形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)上端”的實(shí)驗(yàn)，教師幫助學(xué)生分析該組實(shí)驗(yàn)的不科學(xué)之處，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要遵循單一變量原則。如按此法設(shè)計(jì)，則該實(shí)驗(yàn)存在兩個(gè)變量，一是生長素運(yùn)輸?shù)姆较颍巧L素存在的物理位置，因此不可取。教師可進(jìn)一步設(shè)置問題，讓學(xué)生設(shè)置實(shí)驗(yàn)，探究生長素極性運(yùn)輸是否與重力有關(guān)，從而深化學(xué)生對科學(xué)思維的培養(yǎng)。

對于教材中，關(guān)于思維訓(xùn)練的內(nèi)容有限，但教師可利用多種機(jī)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生思考，并在應(yīng)用過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，不一定只局限于教材提供的素材，適當(dāng)查找資料，根據(jù)實(shí)際情況引入課堂，使之變得充實(shí)豐滿，將教材資源用足用活。

三、聯(lián)系生活，知行合一

高中生物新教材重視科學(xué)思維的培養(yǎng)，注意引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)思維方法并應(yīng)用于實(shí)踐。當(dāng)所學(xué)的知識(shí)和生活實(shí)踐有所關(guān)聯(lián)，學(xué)生能主動(dòng)地感受到知識(shí)的價(jià)值，無須教師強(qiáng)調(diào)。學(xué)生在學(xué)以致用的過程中加深基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，激發(fā)求知欲望。如，“細(xì)胞中的無機(jī)物”的旁欄，思考攝入食鹽過多或過少對人體健康影響的問題;“減數(shù)分裂和受精作用”正文中的“植物生長素”課后練習(xí)與應(yīng)用，3道拓展應(yīng)用題，從室內(nèi)養(yǎng)花到盆景造型設(shè)計(jì)，從現(xiàn)代生活到古代《種藝必用》的實(shí)例，都是相當(dāng)貼切生活氣息的情景應(yīng)用題。在學(xué)生解決問題的過程中，既學(xué)會(huì)了知識(shí)，又相互啟發(fā)，多角度訓(xùn)練了科學(xué)思維。因此，將科學(xué)思維的培養(yǎng)隱含在正文敘述、旁欄思考及習(xí)題檢測等內(nèi)容中，都是編者在有意識(shí)地訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維。

四、結(jié)語

生物學(xué)主要是學(xué)習(xí)概念體系。教師要在概念教學(xué)中嵌入科學(xué)思維的內(nèi)容，從顯性的思維訓(xùn)練欄目，到隱性的科學(xué)史等素材，重視教材，注意顯隱結(jié)合，整體把握，在科學(xué)課程中訓(xùn)練科學(xué)思維，讓學(xué)生能運(yùn)用科學(xué)的思維方式認(rèn)識(shí)事物，以嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的態(tài)度解決問題，培養(yǎng)一批批不僅能掌握生物學(xué)知識(shí)，還富含生物學(xué)素養(yǎng)的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚永平.再論“用教材教”——發(fā)展高中生科學(xué)思維的視角[J].生物學(xué)教學(xué)，2020，45（9）.

責(zé)任編輯 ?鐘春雪