試論高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)思維能力的培養(yǎng)

師喆瑋

摘 要：在新課標(biāo)指導(dǎo)下，高中生物教師必須改變傳統(tǒng)表層學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，指向深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)作為當(dāng)前最為重要的學(xué)習(xí)理念之一，以知識(shí)技能目標(biāo)為基礎(chǔ)目標(biāo)，進(jìn)一步重視了學(xué)生綜合素養(yǎng)的發(fā)展。本文在學(xué)科核心素養(yǎng)基礎(chǔ)上提出科學(xué)思維能力，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活性、獨(dú)立性、思辨性，探究高中生物學(xué)如何促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生理性思維品質(zhì)的培養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，提高學(xué)生綜合能力。

關(guān)鍵詞：高中生物學(xué)；深度學(xué)習(xí)；科學(xué)思維能力；培養(yǎng)策略

【中圖分類號(hào)】G633.91 ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】2097-2539（2023）18-0125-03

新課改強(qiáng)調(diào)教師要結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)對(duì)教學(xué)模式加以調(diào)整，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，促使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生物學(xué)在人類生存、科技發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步等方面的貢獻(xiàn)，樹立生命觀念，形成科學(xué)思維習(xí)慣，掌握科學(xué)探究的思路與方法，具有開展實(shí)踐活動(dòng)的意愿和社會(huì)責(zé)任感。為此，教師必須改變傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)，讓學(xué)生可以將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)其對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生活等方面的積極影響。

1.高中生物學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀

（1）學(xué)生淺層學(xué)習(xí)現(xiàn)象的普遍性

順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，大力推動(dòng)教育教學(xué)改革創(chuàng)新。在此背景下，傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端顯現(xiàn)出來(lái)，逐步被優(yōu)化和改進(jìn)。比如，出現(xiàn)了探究式教學(xué)模式、情境式教學(xué)模式，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，更為關(guān)注學(xué)生參與和發(fā)展。其中淺層次學(xué)習(xí)就是傳統(tǒng)教學(xué)模式下最大的一個(gè)問(wèn)題，將書本內(nèi)容作為核心，教師作為主體，導(dǎo)致學(xué)生成了知識(shí)的接收者，這不符合新時(shí)代教育思想。雖然教育教學(xué)改革持續(xù)推進(jìn)，這種淺層式學(xué)習(xí)問(wèn)題仍然存在，還非常普遍，比如，教師關(guān)注學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)和知識(shí)記憶情況，忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的思維發(fā)展、知識(shí)系統(tǒng)構(gòu)建、知識(shí)遷移運(yùn)用等深度學(xué)習(xí)能力。

結(jié)合學(xué)生在高中生物學(xué)科學(xué)的深度學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，效果并不理想，還是有接近一半以上的學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)的過(guò)程中以淺層學(xué)習(xí)方式為主，沒(méi)有達(dá)到深度學(xué)習(xí)狀態(tài)。對(duì)于高中學(xué)生，教師在教學(xué)中會(huì)潛意識(shí)地將高考作為核心目標(biāo)，希望學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)獲取好成績(jī)。為此，整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，過(guò)于關(guān)注知識(shí)記憶和解題，讓學(xué)生的理解處于淺層次，而不是深度學(xué)習(xí)。

（2）高中生物學(xué)教學(xué)中科學(xué)思維培養(yǎng)現(xiàn)狀

科學(xué)思維是有意識(shí)地尋求知識(shí)的過(guò)程，重視思考，有著尊重事實(shí)、崇尚事實(shí)的求知態(tài)度，能夠運(yùn)用科學(xué)的思維去認(rèn)識(shí)事物，提出并解決問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。新課標(biāo)對(duì)于科學(xué)思維的定義，指的是尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用理性思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)中，科學(xué)思維能力是學(xué)生有意識(shí)地尋求生物知識(shí)的過(guò)程，掌握科學(xué)論證技能并且可以按照思維規(guī)律認(rèn)識(shí)生物內(nèi)容的理性活動(dòng)。生物學(xué)中的理性思維具有概括性、實(shí)踐性、邏輯性、目的性特點(diǎn)。

高中生物學(xué)教學(xué)中，對(duì)于學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)并不理想，學(xué)生在學(xué)習(xí)中缺乏理性思維，理解分析問(wèn)題都趨于表面化。科學(xué)思維能力主要包括思維習(xí)慣、問(wèn)題意識(shí)、獨(dú)立思考的習(xí)慣，思維目的；問(wèn)題的預(yù)見性、目標(biāo)的清晰性，認(rèn)知態(tài)度；尊重事實(shí)和證據(jù)，甄別信息、辯證求實(shí)，學(xué)習(xí)策略；觀察、比較、分析、抽象與概括的能力；建模、總結(jié)概括、歸納演繹等。結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)于高中生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，還存在諸多問(wèn)題：第一，思維目標(biāo)意識(shí)薄弱，學(xué)生對(duì)問(wèn)題的觀察能力和預(yù)知性不足，整合信息能力弱，更為關(guān)注對(duì)理論知識(shí)的直接套用，而不是形成自己的理解。第二，思維缺乏主動(dòng)性，受傳統(tǒng)教學(xué)思想影響，學(xué)生面對(duì)問(wèn)題，更多是尋求教師的幫助和指導(dǎo)。就如在生活中發(fā)現(xiàn)的生物現(xiàn)象和問(wèn)題，第一時(shí)間去詢問(wèn)教師，而不是主動(dòng)搜集資料解決問(wèn)題，教師也會(huì)夸獎(jiǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)，并且為其解釋問(wèn)題，學(xué)生習(xí)慣于接受現(xiàn)成的知識(shí)。第三，思維遷移能力不足，學(xué)生對(duì)于生物知識(shí)的掌握屬于硬性記憶，缺少靈活性，導(dǎo)致學(xué)生在運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生物學(xué)現(xiàn)象和解決生活問(wèn)題的能力弱，無(wú)法將生活與知識(shí)緊密聯(lián)系起來(lái)，可以對(duì)考試題目對(duì)答如流，遇到真實(shí)問(wèn)題卻不能靈活應(yīng)用。第四，思維概括能力弱，思維定式嚴(yán)重，學(xué)生在生物學(xué)習(xí)過(guò)程中，無(wú)法有效地對(duì)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納，將知識(shí)碎片化的存放在腦海中，沒(méi)有構(gòu)建屬于自己的知識(shí)體系。

2.高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)與科學(xué)思維的聯(lián)系

（1）新課標(biāo)對(duì)高中生物學(xué)教學(xué)的要求

在新時(shí)代，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，信息化進(jìn)程加速推進(jìn)傳統(tǒng)領(lǐng)域與智能、信息之間的交互和融合，并實(shí)現(xiàn)革新，更好地適應(yīng)并推動(dòng)新時(shí)代發(fā)展。全球經(jīng)濟(jì)背景下，各方面競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，社會(huì)對(duì)人才也提出了更高要求，這對(duì)教育來(lái)講是新的挑戰(zhàn)也是創(chuàng)新機(jī)遇。為此，教師要通過(guò)各種思維模式和方法培養(yǎng)出具有綜合能力的人才，更為關(guān)注人才實(shí)際能力和現(xiàn)實(shí)發(fā)展，而不是局限于分?jǐn)?shù)。在傳統(tǒng)淺層學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，教師要引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中高度投入和積極體驗(yàn)，去掌握核心知識(shí)，并且可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。深度學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)且有意義學(xué)習(xí)的高階學(xué)習(xí)方式，最終指向?qū)W生思維發(fā)展。

在此背景下，新課標(biāo)也在不斷更新，其中，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為重要內(nèi)容，核心素養(yǎng)也成為新時(shí)代對(duì)人才衡量的一個(gè)綜合標(biāo)準(zhǔn)。各學(xué)科也結(jié)合自身學(xué)科特點(diǎn)探究核心素養(yǎng)具體的內(nèi)容。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)則是生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任四個(gè)部分，以此為目標(biāo)，課堂教學(xué)隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變，從淺層次教學(xué)逐步轉(zhuǎn)為深度教學(xué)。

（2）深度學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是發(fā)展科學(xué)思維能力

深度學(xué)習(xí)，是被不斷挖掘和豐富的，不局限于文字概念，包括從對(duì)知識(shí)的深入理解到知識(shí)遷移應(yīng)用，從知識(shí)延伸到對(duì)過(guò)程策略的探索。深度學(xué)習(xí)是學(xué)生通過(guò)具體的活動(dòng)和切實(shí)體驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的自主加工，重視對(duì)知識(shí)靈活遷移應(yīng)用，發(fā)展高階思維，實(shí)現(xiàn)終身學(xué)習(xí)。所以深度學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)就是促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展，思維發(fā)展是深度學(xué)習(xí)核心目標(biāo)及意義，可以讓學(xué)生思維高度投入，完成任務(wù)。這里的深就體現(xiàn)于高層次思維活動(dòng)上。通過(guò)深度學(xué)習(xí)，不斷拓展學(xué)生思維深度，引領(lǐng)學(xué)生思維水平實(shí)現(xiàn)高層次發(fā)展。

（3）科學(xué)思維發(fā)展促進(jìn)深度學(xué)習(xí)

深度學(xué)習(xí)的核心是實(shí)現(xiàn)學(xué)生思維發(fā)展，反之，科學(xué)思維品質(zhì)發(fā)展可以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的開展，也就是深度學(xué)習(xí)能有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)，要想培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)，就必須引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，如此可見二者之間的關(guān)系。培養(yǎng)科學(xué)思維能力和學(xué)生深度學(xué)習(xí)是存在一致性的，二者相互作用相互促進(jìn)，深度學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)是科學(xué)思維品質(zhì)發(fā)展。

3.高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)思維能力培養(yǎng)策略

（1）設(shè)計(jì)開放性問(wèn)題，拓展學(xué)生思維

基于深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)對(duì)科學(xué)思維品質(zhì)的培養(yǎng)，首先就要打開學(xué)生思維，如此才能進(jìn)一步讓學(xué)生全面考察問(wèn)題，從事物多種多樣的聯(lián)系和關(guān)系中去認(rèn)識(shí)事物。思維的關(guān)鍵在于學(xué)生自主、主動(dòng)地思考分析。本文建議教師設(shè)計(jì)開放性的問(wèn)題，以問(wèn)題激發(fā)學(xué)生思維發(fā)展，實(shí)現(xiàn)思維拓展。在以往教學(xué)中，學(xué)生對(duì)于知識(shí)出現(xiàn)了碎片性的認(rèn)知，缺少對(duì)其的整合。教師就可以借助這一點(diǎn)，合理設(shè)計(jì)開放性問(wèn)題，讓學(xué)生的思維走出課堂所學(xué)，走向?qū)W科，走進(jìn)生活，回顧以往知識(shí)，拓展思維。

在教學(xué)某些小章節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師可以讓學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識(shí)去思考更多與之有聯(lián)系的知識(shí)和現(xiàn)象，打開學(xué)生思維，實(shí)現(xiàn)對(duì)思維的拓展。例如，在完成對(duì)“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”該小節(jié)知識(shí)教學(xué)的同時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)開放性的問(wèn)題：“圍繞蛋白質(zhì)可以聯(lián)系哪些知識(shí)呢，你能想到現(xiàn)實(shí)生活中哪些問(wèn)題呢？”這樣完全開放性的問(wèn)題，可以讓學(xué)生不再將思維局限于蛋白質(zhì)的學(xué)習(xí)，而可以主動(dòng)去整合和回顧所學(xué)知識(shí)。學(xué)生可以從氨基酸、化合物、結(jié)構(gòu)蛋白等知識(shí)入手，然后經(jīng)過(guò)繼續(xù)思考，提出其相關(guān)作用，最后將思維拓展到實(shí)際生活，從雞蛋、羽毛、頭發(fā)等去探究相關(guān)知識(shí)，如雞蛋煮熟后蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性。整個(gè)過(guò)程所有學(xué)生一起思考，相互補(bǔ)充，推動(dòng)思考的逐步深入拓展。思維的碰撞會(huì)讓答案更為全面，有助于學(xué)生相互學(xué)習(xí)，從多個(gè)角度思考問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生思維廣闊性。

（2）構(gòu)建概念圖，訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維

邏輯思維也是科學(xué)思維品質(zhì)的一部分，思維邏輯性是學(xué)生在考慮和解決問(wèn)題時(shí)能夠做到腦路清晰，條理清楚，嚴(yán)格遵守邏輯規(guī)定，并且實(shí)事求是。在高中生物學(xué)學(xué)習(xí)中，不論是教師的“教”還是學(xué)生的“學(xué)”，對(duì)于知識(shí)都是碎片化的呈現(xiàn)，未能構(gòu)建完整的知識(shí)框架。為此，教師可以運(yùn)用概念圖，也可以利用思維導(dǎo)圖，借此訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維。

高中生物學(xué)教材的每一個(gè)章節(jié)都圍繞一個(gè)主題設(shè)置知識(shí)點(diǎn)，比如，“走進(jìn)細(xì)胞”章節(jié)下有兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)：細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性?！凹?xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”設(shè)置三個(gè)知識(shí)點(diǎn)：細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能，細(xì)胞器之間的分工合作，細(xì)胞核的結(jié)構(gòu)和功能。每一個(gè)章節(jié)的主體都是緊扣單元主題。為此，教師在教學(xué)中就可以利用這一點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生基于主題視角主動(dòng)去構(gòu)建概念圖。比如，以“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)為主題”構(gòu)建該單元思維導(dǎo)圖，匯總章節(jié)知識(shí)，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理，繪制思維導(dǎo)圖，基于單元視角構(gòu)建知識(shí)體系，還能完成對(duì)相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固與匯總。就如上述舉例對(duì)于蛋白質(zhì)相關(guān)知識(shí)的思維發(fā)散，學(xué)生諸多答案是發(fā)散凌亂的，結(jié)果對(duì)于學(xué)生來(lái)講根本無(wú)從掌握。為此，教師就可以以“蛋白質(zhì)”為中心，繪制概念圖，讓無(wú)序的知識(shí)變?yōu)橛行颍瑢哟畏置?，不僅可以幫助學(xué)生內(nèi)化知識(shí)，還能訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維。

（3）探索科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生批判思維

學(xué)生可以根據(jù)客觀標(biāo)準(zhǔn)，從實(shí)際出發(fā)，公正評(píng)價(jià)，明辨是非，這也是科學(xué)思維的重要凸顯，要實(shí)事求是。培養(yǎng)學(xué)生的批判思維能力，可以讓學(xué)生不受他人思想影響，嚴(yán)格正確對(duì)待他人觀點(diǎn)，分析優(yōu)缺點(diǎn)，相信科學(xué)。生物學(xué)科蘊(yùn)含著豐富的科學(xué)思想，科學(xué)方法，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生批判思維有著重要作用。教師可以利用科學(xué)史培養(yǎng)學(xué)生批判思維，改變傳統(tǒng)思維限制。

科學(xué)史是一個(gè)發(fā)展歷程，也是探索過(guò)程，在教學(xué)中，教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)一些任務(wù)來(lái)激發(fā)學(xué)生去探究：重走科學(xué)家的探究之路。在探究過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生親歷探索知識(shí)的過(guò)程，一步一步在探索中獲得相關(guān)概念和經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)科學(xué)史學(xué)習(xí)，學(xué)生可以體會(huì)科學(xué)家深入探究、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)家思考問(wèn)題的方式，培養(yǎng)思維的批判性。

（4）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促進(jìn)思維靈活性

很多學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)，都只是將教材內(nèi)容進(jìn)行記憶，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)其的應(yīng)用與理解，這就是學(xué)生思維缺乏靈活性的表現(xiàn)。教師在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)時(shí)，也需要注意學(xué)生思維的靈活性，促使學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，能夠根據(jù)事物的發(fā)展具體隨機(jī)應(yīng)變，從不同角度和方向，提出符合實(shí)際的方案，去解決實(shí)際問(wèn)題。

教師可以充分借助實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)來(lái)促進(jìn)學(xué)生思維靈活性。一方面，教師在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以基于教材實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行內(nèi)容拓展，比如，從“綠葉中色素的提取與分離”拓展到思考探究“變黃蔬菜葉子、三角梅等其他顏色的葉子做實(shí)驗(yàn)材料，會(huì)得出什么樣的結(jié)果”，將簡(jiǎn)單對(duì)照課本重復(fù)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)，變?yōu)樾虑榫诚碌纳飳W(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題。另一方面，可以充分借助實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的“失誤”，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)犯錯(cuò)，教師就可以借助失誤讓學(xué)生去思考探究，讓學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。最后要將復(fù)雜的生物現(xiàn)象和實(shí)踐結(jié)合進(jìn)行分析加工，抓住事物本質(zhì)與規(guī)律。如針對(duì)泡菜的酸來(lái)探索酸味來(lái)自哪種物質(zhì)，可以從乳酸的產(chǎn)生、乳酸菌代謝類型、乳酸發(fā)酵反應(yīng)以及利用乳酸發(fā)酵可以制作什么等方面出發(fā)，逐步從現(xiàn)象到本質(zhì)，深化學(xué)生理解，內(nèi)化知識(shí)。

4.結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)于高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)思維能力培養(yǎng)的研究，明確了目前高中生物學(xué)教學(xué)中，不論是深度學(xué)習(xí)還是科學(xué)思維能力培養(yǎng)，都存在諸多不足，需要進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。并且基于新時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)要求以及核心素養(yǎng)的提出，對(duì)高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)思維品質(zhì)培養(yǎng)提出具體的策略：設(shè)計(jì)開放性問(wèn)題、利用概念圖、探索科學(xué)史、實(shí)驗(yàn)操作，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，希望對(duì)教學(xué)實(shí)踐有一定參考作用。

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