基于發(fā)展科學(xué)思維的模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用

楊東輝

隨著新課程改革思想的發(fā)展和不斷深化，使得傳統(tǒng)教學(xué)面臨著變革。生物是一種開闊視野、認(rèn)識世界上一切事物自然規(guī)律的科學(xué)課程。在高中生物教學(xué)中，要通過生物研究，讓學(xué)生對生物學(xué)產(chǎn)生濃厚的好奇心，從而提高他們提出問題、解決問題的能力。然而，從目前高中生物的教學(xué)狀況來看，基于發(fā)展科學(xué)思維模型在教學(xué)中沒有得到重視，這會對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提升產(chǎn)生一定的不利作用。為此，應(yīng)加大對基于發(fā)展科學(xué)思維模型構(gòu)建的課程探索，讓學(xué)生逐漸發(fā)展其科研意識?？茖W(xué)思維并非天生，而是需要學(xué)生在后天的學(xué)習(xí)中不斷培養(yǎng)。科學(xué)思維在自然科學(xué)中有清晰的發(fā)展路徑，而生物學(xué)又是自然科學(xué)中的重要內(nèi)容，因此，在高中生物教學(xué)實踐中，構(gòu)建基于發(fā)展科學(xué)思維的模型也是學(xué)科屬性的有效需求。

一、發(fā)展科學(xué)思維相關(guān)內(nèi)容

任何一種科學(xué)都有其特定的規(guī)律和形態(tài)，可以用一種科學(xué)的方式加以檢驗和闡釋，而要想找到正確的答案，就必須養(yǎng)成一種科學(xué)的思維方式，用科學(xué)的方式去觀察和發(fā)現(xiàn)問題，且在發(fā)展中不斷完善思維，這就是科學(xué)思維。在生物教學(xué)過程中，發(fā)展科學(xué)思維模型的構(gòu)建就是要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會“動手”，從海量的生物現(xiàn)象中尋找關(guān)鍵內(nèi)容，歸納、總結(jié)生物現(xiàn)象中的根本法則;利用生物定律對有關(guān)的生物現(xiàn)象進(jìn)行探索，能夠運(yùn)用文字、圖解、模型等正確表達(dá)和闡述有關(guān)的生活規(guī)律;從生物原則和現(xiàn)實情況出發(fā)，對生物問題或思想進(jìn)行挑戰(zhàn)或證明，從而培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、批判思維和質(zhì)疑探索精神，并能應(yīng)用歸納總結(jié)、演繹推理等方式探索生物現(xiàn)象和法則，從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

二、在高中生物教學(xué)中構(gòu)建發(fā)展科學(xué)思維模型的意義

（一）有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情

高中生物主要講述的是自然界的各種自然現(xiàn)象和法則，這些東西用眼睛是看不見的，只能依靠自己的研究去理解。生物課中會有很多關(guān)于生物學(xué)科的專用術(shù)語，這會讓學(xué)生認(rèn)為生物課程的學(xué)習(xí)較為困難。發(fā)展科學(xué)思維是對生物課程教學(xué)的深度探究，通過探究，使學(xué)生能夠更好地理解生物的基本原理。將學(xué)生的科學(xué)探索思維能力與高中生物教學(xué)相結(jié)合，將有助于建立起一個良好的課堂氛圍，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生逐漸提高學(xué)習(xí)的興趣，在探索中發(fā)現(xiàn)問題，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

（二）幫助學(xué)生突破生物學(xué)的重難點，構(gòu)建高效生物課堂

高中生物課程中，有許多內(nèi)容光靠記憶是無法掌握和理解的，學(xué)生必須要經(jīng)過無數(shù)次的探究，才能將結(jié)果和結(jié)論掌握。改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法，以促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)思維，生物教師必須在教學(xué)方式上進(jìn)行改革，構(gòu)建發(fā)展科學(xué)思維模型，將多種教學(xué)手段結(jié)合起來，以提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力。通過反復(fù)的探索與實驗，幫助學(xué)生突破生物學(xué)重難點，構(gòu)建高效生物課堂。

（三）有利于培養(yǎng)和提升學(xué)生的綜合素質(zhì)

在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，社會對高層次的人才需求不斷提高，這也導(dǎo)致了教育教學(xué)領(lǐng)域的變革。高中生物需要教師在教學(xué)中具有高度的前瞻性，利用發(fā)展科學(xué)思維模型培養(yǎng)、提升學(xué)生的綜合素質(zhì);同時，有助于實現(xiàn)學(xué)生生物核心素養(yǎng)的提升，為解決現(xiàn)實問題打下堅實的基礎(chǔ)，使學(xué)生全面發(fā)展，為社會將來的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的生物領(lǐng)域人才。

三、高中生物教學(xué)中構(gòu)建發(fā)展科學(xué)思維模型存在的問題

（一）過于強(qiáng)調(diào)單獨(dú)知識點的記憶

許多高中以分?jǐn)?shù)和升學(xué)率為導(dǎo)向，而分?jǐn)?shù)則成了學(xué)生的“命根”。這種情況下，教師們往往會加強(qiáng)對知識點的背誦，讓學(xué)生把更多的精力放在提升記憶力上，而非讓學(xué)生自己去理解和思考。這種情況下，很多時候?qū)W生把生物當(dāng)成“副科”或者“文科”來看待。在平時的測試中，試題更注重的是死板知識的測試，在考查知識的連貫性、邏輯性等方面做得差強(qiáng)人意，長此以往，只會讓學(xué)生覺得死記硬背是十分有效的學(xué)習(xí)方法，不利于學(xué)生的綜合發(fā)展。

（二）省略探究過程

高中的生物課程是很緊湊的，教師們要根據(jù)課程大綱來做相應(yīng)的教學(xué)計劃，這就意味著教師們要花更多的時間來做更多的教學(xué)準(zhǔn)備。教師們在教學(xué)過程中，如何有效地組織和指導(dǎo)探究教學(xué)，這是十分重要的問題，因為發(fā)展科學(xué)思維模型的構(gòu)建會讓教師不僅花費(fèi)大量的精力，而且還要求學(xué)生逐漸調(diào)整學(xué)習(xí)習(xí)慣，所以很多教師和學(xué)生都選擇放棄了這種費(fèi)時、費(fèi)力的教學(xué)、學(xué)習(xí)方式，而是把一些重要的內(nèi)容和要點通過傳統(tǒng)教學(xué)的方式進(jìn)行，省略探究過程。其實，這樣的教學(xué)方式僅僅是讓學(xué)生掌握了一些單一的知識，卻忽視了生物知識的產(chǎn)生和應(yīng)用，時間一長，不僅會讓學(xué)生感覺到厭煩，也會讓他們喪失對生物學(xué)習(xí)的興趣，甚至還會影響到學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

（三）缺乏培養(yǎng)科學(xué)思維的氛圍

在教學(xué)大綱中，教師應(yīng)該將重點放在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維上，要讓他們擁有這種思維的能力，就需要師生們有一個公平、公正的環(huán)境，讓他們可以盡情地表達(dá)自己的想法，只有在這種環(huán)境下，他們才能夠?qū)⒆约翰欢闹R梳理出來。在良好的學(xué)習(xí)方式下，學(xué)生們就可以不斷地提升自己，改變對事物的看法，從而產(chǎn)生批判和創(chuàng)新精神。

四、基于發(fā)展科學(xué)思維的模型構(gòu)建在高中生物教學(xué)中應(yīng)用的策略

（一）圍繞解決真實問題設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)

教學(xué)的主要目的在于發(fā)展和提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，使學(xué)生可以利用生物知識處理各種問題。在將發(fā)展思維模型應(yīng)用于高中生物教學(xué)時，在教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計上，教師注重對學(xué)生的實際體驗，為學(xué)生的探究和拓展實踐創(chuàng)造了有利的環(huán)境;圍繞解決真實問題設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)。讓學(xué)生通過實際操作，“觸及”各種科學(xué)現(xiàn)象，構(gòu)建合作的研究團(tuán)體，經(jīng)歷信息收集、組織、比較、分類等認(rèn)知過程，在原有思想與新思想間架起一座橋梁，深入探討生物的實質(zhì)問題，通過問題的方式來完成知識集成，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

以“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”教學(xué)為例，以“尊重自然法則，維持生態(tài)平衡”為中心思想，組織學(xué)生設(shè)計與制造環(huán)境缸，并觀測其穩(wěn)定性作為教學(xué)活動主題，讓學(xué)生們通過了解微生態(tài)系統(tǒng)，來掌握所學(xué)知識;并持續(xù)進(jìn)行觀測，真實觀察所制作的生態(tài)缸中水質(zhì)、土壤、生物種類和數(shù)目等的改變，以體會生態(tài)環(huán)境的自我調(diào)控能力，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的目的。在發(fā)展科學(xué)思維模型引導(dǎo)下，讓學(xué)生認(rèn)真組織生態(tài)缸的規(guī)劃與設(shè)計，采集動植物材料，做好觀察、記錄，最后撰寫課題報告、制作PPT等。在此學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的想法可以用不同的方式表達(dá)出來，例如學(xué)生在繪圖、模型制作、實時資料收集中都會產(chǎn)生不同的想法，讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素養(yǎng)，樹立認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度。讓學(xué)生學(xué)會深入探究現(xiàn)實問題，不斷反省學(xué)科內(nèi)涵和科學(xué)實質(zhì)，綜合知識，擴(kuò)展知識運(yùn)用，建立科學(xué)理念。

（二）促進(jìn)概念教學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)散，將教學(xué)過程直觀化

發(fā)展科學(xué)思維模型構(gòu)建較為繁瑣，而模型構(gòu)成的特殊性又使生物教學(xué)在理論知識體系上存在著很大的拓展余地。所以在教學(xué)中，教師要促進(jìn)概念教學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)散，將教學(xué)過程直觀化。在“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”教學(xué)中，要讓學(xué)生明白，相對于其它要素，人類能夠更容易地介入到生態(tài)體系統(tǒng)的各個部分。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以在微型生態(tài)體系中加入某些物種和數(shù)目，從而加速了一個整體的運(yùn)行速度;通過大量投入多種無機(jī)物質(zhì)，加快生態(tài)循環(huán)，就此讓學(xué)生思考生態(tài)系統(tǒng)最理想的運(yùn)行狀態(tài)。

同時，在概念教學(xué)上，要讓學(xué)生對人類在生態(tài)環(huán)境中的作用有更深刻的認(rèn)識。例如，讓學(xué)生模擬出旨在突出人與自然之間和諧的生態(tài)系統(tǒng)。發(fā)展科學(xué)思維模型往往帶有很強(qiáng)的抽象性。因此，在有關(guān)知識的研究中，許多教師都會試圖通過建立相應(yīng)的生態(tài)模式來展示不同元素之間的互動。大部分的學(xué)生相信，大型的生物系統(tǒng)是由于其成分的多樣性而變得更加穩(wěn)定。事實上，生態(tài)體系的穩(wěn)定在很大程度上取決于分解者。教師和學(xué)生可以制作簡易的生態(tài)容器，可以通過引入微生物來加速生物反應(yīng)。透過觀察各生物要素之間的關(guān)系，來掌握課程核心知識概念。

（三）運(yùn)用PBL策略，引導(dǎo)學(xué)生主動獲取知識

PBL教學(xué)的全名為“Problem-Based Learning”，這種授課方式有別于傳統(tǒng)的師生角色，教師在教學(xué)中發(fā)揮主導(dǎo)作用，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。PBL模型強(qiáng)調(diào)教學(xué)要建立在特定的情境中組織進(jìn)行，學(xué)生要根據(jù)生物的事實和證據(jù)進(jìn)行討論和探究，培養(yǎng)出解決問題的思維方式和技能，這對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維具有重要意義。比如，在“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”教學(xué)中，教師會向?qū)W生們展示有關(guān)生態(tài)環(huán)境的信息，并以影像形式展示，讓學(xué)生從中找到各種例子所展示的特定信息。該課程要求學(xué)生分組進(jìn)行討論，通過對生物、化學(xué)、行為等不同觀念的對比，從而建立起有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的基本知識庫。接下來，要讓學(xué)生把難點理解清楚，讓他們從自己的生活經(jīng)歷中得到答案。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況，教師可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)那榫耙?guī)劃，并運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)信息來引導(dǎo)學(xué)生：“如果你是一個農(nóng)民，你的農(nóng)田里有糧食、有水果、有牲畜，你怎么利用生態(tài)系統(tǒng)來提高你的收入？”學(xué)生在運(yùn)用所學(xué)的生物知識的基礎(chǔ)上，進(jìn)行推論、分析、驗證，提高了學(xué)生的綜合實踐能力。

綜上所述，在高中生物課中，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維意識是十分必要的。因此，在教學(xué)中可以基于發(fā)展科學(xué)思維的模型構(gòu)建適用的生物教學(xué)模式，使學(xué)生對生物的學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，使他們更好地理解所學(xué)知識，從而使學(xué)生得到更好的發(fā)展。在教學(xué)中，教師應(yīng)注意運(yùn)用情景創(chuàng)設(shè)法、問題串聯(lián)法來組織有效的教學(xué)活動，讓學(xué)生在小組合作活動、拓展實驗等多種教學(xué)手段中逐步提高科學(xué)意識、科學(xué)思維及科學(xué)能力，實現(xiàn)生物核心素養(yǎng)的提升。