基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物課堂教學(xué)研究

丘霞

在新課程改革全面推進(jìn)的背景下，高中生物教師需要結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)的要求，基于科學(xué)思維培養(yǎng)來不斷優(yōu)化和改進(jìn)高中生物教學(xué)，以此來充分利用教材中豐富的內(nèi)涵，實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)的有效引領(lǐng)，幫助高中學(xué)生適應(yīng)高中階段生物學(xué)科的學(xué)習(xí)。這也意味著教師在教學(xué)過程中需要認(rèn)真做好問題分析，在此基礎(chǔ)上才能不斷提升教學(xué)活動的有效性，實現(xiàn)對學(xué)生的全面引領(lǐng)。

一、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物課堂教學(xué)目前面臨的問題

高中生物教師基于科學(xué)思維培養(yǎng)來開展課程教學(xué)，這對教師個人于學(xué)科核心素養(yǎng)的認(rèn)識有著較高要求。但在目前的教學(xué)實踐中，多數(shù)教師在領(lǐng)會和應(yīng)用學(xué)科核心素養(yǎng)方面都存在著不足之處，問題主要體現(xiàn)在以下三個層面：

1. 教師本人對核心素養(yǎng)的認(rèn)識

科學(xué)思維作為學(xué)科核心素養(yǎng)重要的內(nèi)涵，教師在教學(xué)活動中要想以此為基礎(chǔ)做好對學(xué)生的培養(yǎng)，就需要教師個人對學(xué)科核心素養(yǎng)有全面的認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上教師才能準(zhǔn)確把握科學(xué)思維培養(yǎng)的具體標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)生進(jìn)行有針對性地引導(dǎo)。但在具體的教學(xué)實踐中，教師習(xí)慣于應(yīng)用傳統(tǒng)的教學(xué)理念和方法來開展教學(xué)活動，而且高中階段學(xué)生面臨著高考的壓力，這也導(dǎo)致很多教師并不注重對學(xué)科核心素養(yǎng)的研究，使得教師很難結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容，基于科學(xué)思維培養(yǎng)對高中學(xué)生開展生物教學(xué)。

2. 對教材缺乏深度挖掘

高中生物教材中有著極為豐富的內(nèi)涵，教師在教學(xué)活動開展過程中只有深度挖掘教材內(nèi)容，才能充分結(jié)合科學(xué)思維培養(yǎng)的相關(guān)要求來應(yīng)用教材中的不同模塊，將培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與不同教學(xué)模塊的內(nèi)容密切聯(lián)系起來，實現(xiàn)對學(xué)生有針對性地指導(dǎo)。但在實際的教學(xué)活動中，很多教師習(xí)慣于圍繞教輔資料中的題目對學(xué)生開展教學(xué)，缺乏對教材內(nèi)容的深度挖掘，導(dǎo)致學(xué)生的科學(xué)思維很難得到有效培養(yǎng)，嚴(yán)重制約了學(xué)科核心素養(yǎng)教學(xué)活動的穩(wěn)步開展。

3. 學(xué)校的實驗教學(xué)條件

基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物課堂，在教學(xué)活動開展過程中需要學(xué)校為教師配備充足的實驗設(shè)備，在此基礎(chǔ)上，教師才能更好地引領(lǐng)學(xué)生參與到生物實驗中，在實驗中強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思維。但多數(shù)高中學(xué)校在生物實驗教學(xué)條件方面都存在著不足之處，導(dǎo)致教師在教學(xué)活動開展過程中很難借助實驗對學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行培養(yǎng)，這嚴(yán)重制約了教學(xué)活動的有效性。

4. 過于重視課本知識點的教學(xué)

在基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物課堂教學(xué)實踐中，盡管部分教師也認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要性，但由于自身缺乏此類教學(xué)培訓(xùn)，導(dǎo)致在教學(xué)活動開展過程中很難準(zhǔn)確把握培養(yǎng)的方法，使得教師在教學(xué)過程中習(xí)慣于圍繞課本的知識點來對學(xué)生開展教學(xué)活動，由于教學(xué)活動存在著過于理論化的問題，導(dǎo)致教學(xué)活動無法實現(xiàn)預(yù)期效果。

二、對高中生物教師提出的要求

為了充分適應(yīng)當(dāng)前基于科學(xué)思維培養(yǎng)的生物課堂教學(xué)，需要高中生物教師在平時不斷加大對最新教學(xué)理念的學(xué)習(xí)力度，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法，更加注重圍繞培養(yǎng)科學(xué)思維，對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)和引領(lǐng)，使學(xué)生在思考過程中不斷強(qiáng)化對學(xué)科的認(rèn)識。同時，教師也要積極參與到教育培訓(xùn)與教學(xué)研究活動中，以便準(zhǔn)確把握高中生物教材。在此基礎(chǔ)上，教師就能為學(xué)生營造培養(yǎng)科學(xué)思維的教學(xué)氛圍，充分利用學(xué)校的辦學(xué)條件，實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)的有效引領(lǐng)。

三、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物課堂教學(xué)策略

在高中生物教學(xué)實踐中，基于科學(xué)思維培養(yǎng)的課堂教學(xué)需要教師充分利用課堂上的有限時間，引領(lǐng)學(xué)生在觀察和研究中，不斷強(qiáng)化對學(xué)科的認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并探尋解決問題的方法，因此就能幫助學(xué)生重新構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)框架，以此實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)的有效引導(dǎo)。

1. 借助構(gòu)建生物模型來開展課程教學(xué)

基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物課堂非常注重對學(xué)生思維過程的引領(lǐng)，在引領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程中構(gòu)建生物模型，對于幫助學(xué)生全面認(rèn)識生物現(xiàn)象的規(guī)律能發(fā)揮出重要意義，學(xué)生也能在總結(jié)和概括的過程中不斷提高自己運(yùn)用生物知識解決實際問題的能力。

以“血糖調(diào)節(jié)的模型構(gòu)建與應(yīng)用”為例，這是人教版高中生物教材中專門安排的模型構(gòu)建活動，借助課程教學(xué)活動的深入開展，教師能夠圍繞血糖調(diào)節(jié)，來充分引導(dǎo)學(xué)生融入到對章節(jié)知識點的思考和應(yīng)用之中。在具體教學(xué)活動開展過程期間，為引導(dǎo)學(xué)生充分融入到學(xué)科探究之中，在課前教學(xué)的導(dǎo)入階段，教師可以向?qū)W生展示醫(yī)療機(jī)構(gòu)出具的血液生化六項化驗單（詳見圖1），引導(dǎo)學(xué)生對比其中的數(shù)據(jù)，結(jié)合本單元所學(xué)糖尿病患者癥狀的知識來展開分析。學(xué)生們在教師的引領(lǐng)下就能充分發(fā)揮出自身的主觀能動性來開展數(shù)據(jù)分析活動。通過分析，學(xué)生們可以發(fā)現(xiàn)化驗單中患者血清葡萄糖含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上，學(xué)生們就可以初步判斷這個人可能患有糖尿病。之后教師要引導(dǎo)學(xué)生思考糖尿病的癥狀，學(xué)生們就能結(jié)合“三多一少”來展開探究。只要在教學(xué)活動中按照這一思路循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生融入到探究之中，學(xué)生們就能在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出生物模型，從而深入到課程學(xué)習(xí)之中，使課程教學(xué)發(fā)揮出更大價值。

當(dāng)學(xué)生在教師的引領(lǐng)下逐漸融入到本課的教學(xué)活動中后，教師就要借助多媒體教學(xué)設(shè)備向?qū)W生展示血糖調(diào)節(jié)模型，引導(dǎo)學(xué)生深入展開探究，學(xué)生們在探究的過程中可以將血管、消化系統(tǒng)、肝臟、胰腺等補(bǔ)充到模型圖中，在補(bǔ)充的過程中，學(xué)生們要充分利用本節(jié)課所學(xué)知識圍繞人體正常的血糖標(biāo)準(zhǔn)來完成這項教學(xué)任務(wù)。當(dāng)學(xué)生們在教師的引導(dǎo)下完成模型圖的補(bǔ)充之后，師生之間就要結(jié)合血糖的三大來源來展開探究，在分析和解決問題的過程中，教師要給予學(xué)生充分的自主權(quán)，讓學(xué)生通過自主探究總結(jié)出血糖主要來源于肝糖原、各種食物中的糖分以及各類非糖物質(zhì)。在明確這三大來源之后，要側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生對血糖的去向進(jìn)行探究，師生之間可以共同結(jié)合模型圖來展開有效的溝通與互動。這樣學(xué)生就能在教師的引領(lǐng)下認(rèn)識到，血糖借助氧化分解能夠被合成為肌糖原、肝糖原，在此基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換為脂肪。當(dāng)學(xué)生在教師的指導(dǎo)下對這一流程有了充分認(rèn)識之后，學(xué)生腦海中就會形成初步的知識結(jié)構(gòu)框架，由此學(xué)生的科學(xué)思維就能得到有效培養(yǎng)。在此項教學(xué)活動開展過程中，為使教學(xué)活動能夠充分發(fā)揮出對學(xué)生學(xué)習(xí)的引領(lǐng)作用，教師要特別注意給學(xué)生留出時間，讓學(xué)生自己親自動手參與到圖形的演示之中，借助這種方法的有效應(yīng)用，學(xué)生就能通過親自參與演示，對這一模型有更加深入的了解，之后教師要借助課堂總結(jié)，促使學(xué)生形象生動地理解和認(rèn)識這一知識點。

2. 借助模型來展開深入分析

在模型構(gòu)建出來之后，通過學(xué)生對模型的分析和探討，學(xué)生已初步了解了血液中血糖的主要來源以及被身體代謝之后的去向。在此基礎(chǔ)上，教師就要特別注意引導(dǎo)學(xué)生思考血糖如何才能處于動態(tài)平衡狀態(tài)，需要哪兩種激素的參與？教師提出問題之后，學(xué)生會結(jié)合自己已經(jīng)掌握的知識，準(zhǔn)確回答出問題的答案“胰島素和胰高血糖素”。

在接下來的教學(xué)活動中，教師就要圍繞兩種激素的作用機(jī)制來對學(xué)生進(jìn)行有效引導(dǎo)，并向?qū)W生擴(kuò)充知識點，使學(xué)生認(rèn)識到腎上腺素分泌增多也會導(dǎo)致血糖升高。由此教師就可以積極引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建分析模型，以此來組織學(xué)生在課堂上對相關(guān)知識點進(jìn)行探究，學(xué)生就能形象生動地理解作用機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，教師就要結(jié)合糖尿病患者的血糖值為什么會升高，來引導(dǎo)學(xué)生思考其原因。在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生就會想到問題出現(xiàn)的主要原因在于血糖的來源或者去向存在異常，由此就能結(jié)合作用機(jī)制模型圖來展開深入探究“胰島素或者魚高血糖素分泌不足為什么會導(dǎo)致血糖值出現(xiàn)異?！钡葐栴}。

在具體的教學(xué)實踐中，教師要特別注意充分發(fā)揮出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主觀能動性，讓學(xué)生結(jié)合自己在生活中的體驗和對糖尿病人的認(rèn)知來了解為什么糖尿病人很容易出現(xiàn)饑餓感、為什么會出現(xiàn)消瘦等問題？學(xué)生就能在教師的引領(lǐng)下結(jié)合血糖升高會導(dǎo)致細(xì)胞過多吸收人體組織中的水分，從而導(dǎo)致機(jī)體失水，在這種背景下，人們就必須要通過大量喝水來維持血糖調(diào)節(jié)的動態(tài)平衡；同時人體血糖濃度不斷升高之后，身體內(nèi)會出現(xiàn)過多的葡萄糖，這些葡萄糖無法通過代謝被人體吸收，只能借助尿液來排出體外，而人體排尿的過程中也會帶走很多水分，在這種背景之下也會導(dǎo)致患者出現(xiàn)口渴等問題。當(dāng)學(xué)生在教師的引領(lǐng)下，利用這種方法深入到章節(jié)知識點的學(xué)習(xí)活動中后，教師就能從不同層面對學(xué)生進(jìn)行有效引領(lǐng)，從而使課程教學(xué)發(fā)生根本性改變，學(xué)生的科學(xué)思維也能得到培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生利用生物知識解決和分析實際問題的能力也會得到培養(yǎng)和提升。

3. 小組合作展開探究活動

在借助構(gòu)建模型對血糖調(diào)節(jié)相關(guān)問題進(jìn)行全面分析之后，在課堂上教師要留出時間引導(dǎo)學(xué)生借助小組合作的方式來展開探究，以便學(xué)生充分利用課堂上所總結(jié)出的模型圖，使學(xué)生在應(yīng)用的過程中科學(xué)思維得到培養(yǎng)。在這一環(huán)節(jié)的教學(xué)實踐中，教師可以為學(xué)生提供日常生活中常見的案例，例如人們在進(jìn)食之后血糖會發(fā)生哪些變化？這一過程怎樣用血糖調(diào)節(jié)模型來展開分析？在學(xué)校長跑比賽過程中，參與比賽的同學(xué)在運(yùn)動過程中，血糖會發(fā)生怎樣的變化？為什么吃糖過多很容易導(dǎo)致人體肥胖？怎樣做才能有效減肥？這些問題與本單元所學(xué)知識點都有密切聯(lián)系，在教學(xué)活動開展過程中，教師要給予學(xué)生充足的時間，讓學(xué)生對相關(guān)問題進(jìn)行分析和探究，在此基礎(chǔ)上就能使學(xué)生在合作探究問題的過程中充分應(yīng)用本單元所學(xué)知識，從而熟練掌握分析模型中的相關(guān)內(nèi)容，使學(xué)生的科學(xué)思維得到培養(yǎng)。當(dāng)學(xué)生借助模型對相關(guān)問題進(jìn)行全面分析之后，教師要特別注重指導(dǎo)學(xué)生在課堂上進(jìn)行總結(jié)，以便活學(xué)活用本節(jié)課所涉及的知識點，在此基礎(chǔ)上就能改變傳統(tǒng)教學(xué)模式下過于注重理論教學(xué)，忽視對學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀，使制約教學(xué)活動有效開展的因素得以解決。

總之，高中生物教師基于科學(xué)思維培養(yǎng)開展生物課堂教學(xué)的過程中，要著力改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式和方法，積極引導(dǎo)學(xué)生借助構(gòu)建模型來綜合利用章節(jié)所學(xué)知識。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生就能深入到對知識點的應(yīng)用和問題的探究活動中，從而使學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)得以培養(yǎng)，使教學(xué)活動取得理想效果。