高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的策略研究

劉影

摘要： 《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確指出，高中生物教學(xué)要培養(yǎng)科學(xué)思維、生命觀念、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)。其中，科學(xué)思維的培養(yǎng)對(duì)高中生生物知識(shí)的掌握和關(guān)鍵能力的提高有很大幫助，不僅能夠激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，而且可以提高他們對(duì)生物知識(shí)的理解效率，幫助他們從本質(zhì)上把握生物學(xué)的核心理論。所以，在新課改背景下，高中生物教師不僅要重視學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，而且應(yīng)該深入研究生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，立足于課堂實(shí)踐，設(shè)計(jì)有效問(wèn)題創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，借助信息技術(shù)手段，最終讓學(xué)生形成良好的科學(xué)思維習(xí)慣，掌握基本的學(xué)科思維方法，從而形成生物學(xué)科核心素養(yǎng)。本文從高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的價(jià)值出發(fā)，分析了當(dāng)前高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的教學(xué)策略，以期為高中生物教學(xué)提供一定參考。

關(guān)鍵詞： 新課標(biāo) ?高中生物 ?科學(xué)思維 ?培養(yǎng) ?教學(xué)策略

一、高中生物學(xué)科學(xué)思維概述

（一）高中生物學(xué)科學(xué)思維內(nèi)涵

隨著新課標(biāo)的實(shí)施、新高考推進(jìn)以及新教材的投入使用，作為綜合性較高的高中生物學(xué)在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成，其中的科學(xué)思維就屬于生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠尊重事實(shí)和證據(jù)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度，通過(guò)比較、分析、歸納、推理等方式，達(dá)到分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的目的。科學(xué)思維從認(rèn)知方式上應(yīng)更關(guān)注抽象思維，從形式上應(yīng)該更加關(guān)注邏輯思維與推理，從形成生命觀念上應(yīng)該更加關(guān)注模型與建模，并培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與創(chuàng)造性思維。高中生物教學(xué)不僅要傳授學(xué)生基本的生物知識(shí)，還應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生良好的思維方式。高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的主要目的是引導(dǎo)學(xué)生形成良好的科學(xué)思維習(xí)慣，掌握正確的科學(xué)方法，提高學(xué)習(xí)效率。

（二）高中生物學(xué)科學(xué)思維教學(xué)價(jià)值

在核心素養(yǎng)背景下，高中生物教師要讓學(xué)生積極地參與學(xué)習(xí)，從而更好地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。高中生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中滲透科學(xué)思維，則能讓學(xué)生們體會(huì)到學(xué)習(xí)生物學(xué)的快樂(lè)，從而產(chǎn)生比較濃厚的學(xué)習(xí)興趣。例如，在教學(xué)“生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者——蛋白質(zhì)”時(shí)，我們就可以讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，要求他們搜集自己所知道的、生活中的關(guān)于蛋白質(zhì)的知識(shí)，然后在筆記本上分類，形成基本的知識(shí)框架圖，這樣與生活結(jié)合的科學(xué)思維訓(xùn)練，就能更好地激發(fā)他們對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)熱情。

同時(shí)，作為科學(xué)思維重要組成部分的邏輯思維，是人類大腦進(jìn)行思維活動(dòng)所特有的一種高級(jí)思維形式，它具有整體性、邏輯性和演繹性等特點(diǎn)。在高中生物學(xué)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理的訓(xùn)練，既能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的過(guò)程中掌握生物學(xué)研究所具備的普遍規(guī)律和普遍方法，也能夠讓學(xué)生總結(jié)、歸納出解決問(wèn)題的思路，從而更好地在生物學(xué)的學(xué)習(xí)中運(yùn)用科學(xué)思維方法。

另外，隨著新高考的不斷推進(jìn)，普通高中與大學(xué)的銜接越來(lái)越受到重視，某種程度上說(shuō)，高中教學(xué)是為學(xué)生進(jìn)入高等院校打基礎(chǔ)，生物學(xué)科也不例外。相應(yīng)地，高中生進(jìn)入大學(xué)之后所進(jìn)行的深層次內(nèi)容的學(xué)習(xí)，對(duì)科學(xué)思維的要求更高。所以，在高中階段的生物教學(xué)中，對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，其實(shí)是為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

二、當(dāng)前高中生物教學(xué)中科學(xué)思維培養(yǎng)現(xiàn)狀

在新課標(biāo)、新教材、新高考的大背景下，教師要改變以往的教學(xué)模式和教學(xué)方法，采用多種教學(xué)方式來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)?？梢哉f(shuō)，只有教師重視科學(xué)思維的培養(yǎng)，才能提高生物教學(xué)質(zhì)量，也才能讓學(xué)生形成良好的科學(xué)思維習(xí)慣。但是，實(shí)際教學(xué)卻存在著很多問(wèn)題。比如，部分教師雖然在課堂上教授了生物學(xué)知識(shí)和技能，但是沒(méi)有注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入探究和思考，具體表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

（一）教師意識(shí)

高中生學(xué)習(xí)生物課程需要具備一定的思維能力，但是在當(dāng)前的高中生物教學(xué)中，大多數(shù)教師對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重視程度不夠。而且部分教師認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)生自己的事情，與教師的教學(xué)沒(méi)有特別的關(guān)系。在此教育理念的影響下，部分教師對(duì)科學(xué)思維培養(yǎng)沒(méi)有給予足夠重視，認(rèn)為生物課程不用太在意學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。同時(shí)，高中生物的學(xué)習(xí)內(nèi)容有著嚴(yán)密性與科學(xué)性，僅僅依靠死記硬背難以形成核心素養(yǎng)。但是，當(dāng)前高中生物教師大多數(shù)依舊以傳統(tǒng)的講授法、題海戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生的探究意識(shí)顯得比較薄弱，更不要說(shuō)科學(xué)思維能力的提升了。

（二）策略指導(dǎo)

目前，部分高中生物教師自身的科學(xué)思維能力較差，沒(méi)有從根本上認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要性，只是在教學(xué)過(guò)程中將生物知識(shí)作為教學(xué)內(nèi)容，忽視對(duì)促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維形成的學(xué)習(xí)策略的指導(dǎo)。例如，在講授“細(xì)胞結(jié)構(gòu)”的知識(shí)時(shí)，老師僅僅用信息化手段給學(xué)生呈現(xiàn)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的原理圖，并將細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖上的各部分名稱展示給學(xué)生，然后結(jié)合文字和圖片向?qū)W生介紹細(xì)胞的基本組成部分以及細(xì)胞內(nèi)各部分之間的相互關(guān)系。學(xué)生雖然了解到每個(gè)部分都有自己獨(dú)特的功能和作用，但是其中蘊(yùn)含的科學(xué)思維方法，老師并沒(méi)有對(duì)學(xué)生進(jìn)行細(xì)心的指導(dǎo)。

（三）學(xué)生參與

在高中生物教學(xué)中，生物實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重要途徑之一。但是，因?yàn)閭鹘y(tǒng)教學(xué)理念、教學(xué)方式以及學(xué)生認(rèn)知水平等因素的影響，大多數(shù)高中生在生物實(shí)驗(yàn)中的參與性都不高，他們對(duì)生物實(shí)驗(yàn)沒(méi)有濃厚的興趣，很多學(xué)生認(rèn)為生物實(shí)驗(yàn)比較枯燥、煩瑣且沒(méi)有什么用處。而且不少學(xué)生在做生物實(shí)驗(yàn)的時(shí)候缺乏主動(dòng)性和積極性，主要表現(xiàn)為觀察不仔細(xì)、操作不規(guī)范、思考不深入等。再加上教師沒(méi)有進(jìn)行有效引導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生不能進(jìn)行有效的探索和實(shí)踐。最終，這就對(duì)學(xué)生感知實(shí)驗(yàn)過(guò)程、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)效果產(chǎn)生諸多不利影響，限制了他們科學(xué)思維的發(fā)展。

三、高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)策略

（一）深入分析教材內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的分析思維

對(duì)于高中生科學(xué)思維的培養(yǎng)，教師不僅要從思想上高度重視起來(lái)，還要引導(dǎo)學(xué)生在生物學(xué)習(xí)過(guò)程中以理性的思維解決遇到的問(wèn)題。同時(shí)，新人教版高中生物教材的內(nèi)容編排、插圖、練習(xí)等，都十分注重學(xué)生能力的培養(yǎng)。教師應(yīng)該充分挖掘教材中對(duì)于科學(xué)思維訓(xùn)練的相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)適合學(xué)生的教學(xué)環(huán)節(jié)，用好教材，用活教材，讓學(xué)生在學(xué)到知識(shí)的同時(shí)，形成科學(xué)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維素養(yǎng)。另外，高中生物學(xué)中有很多的知識(shí)點(diǎn)是需要學(xué)生記憶的。為幫助學(xué)生牢固記憶所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，老師在生物教學(xué)中要運(yùn)用不同的教學(xué)方式，以此來(lái)訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力。

例如，人教版（2019年）必修2“DNA的結(jié)構(gòu)”，內(nèi)容主要講述DNA分子的結(jié)構(gòu)及其發(fā)現(xiàn)史，而DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)比較抽象，會(huì)造成與遺傳內(nèi)容的銜接困難，給教師的后續(xù)教學(xué)帶來(lái)困擾。所以，在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，分析和解決問(wèn)題以及協(xié)同配合的能力，以加深學(xué)生對(duì)該結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)和理解。具體來(lái)說(shuō)，首先，讓學(xué)生依據(jù)已經(jīng)學(xué)過(guò)的DNA分子的知識(shí)，依次構(gòu)建脫氧核苷酸模型、一條脫氧核糖核酸單鏈模型。然后，讓學(xué)生閱讀教材中的3個(gè)小資料，介紹沃森和克里克構(gòu)建該結(jié)構(gòu)的研究歷程，并讓學(xué)生嘗試構(gòu)建DNA分子雙鏈的平面模型，再分組討論總結(jié)DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。最后，利用信息技術(shù)手段多角度展示DNA分子模型的動(dòng)畫，以加深學(xué)生對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解，進(jìn)而構(gòu)建出DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)立體模型，鍛煉學(xué)生的分析能力。

（二）設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，提高學(xué)生的歸納思維

新課標(biāo)指出，在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)該努力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，比如歸納與概括、演繹與推理等，而這些思維方法并不是學(xué)生能夠在短期內(nèi)形成的，需要我們持之以恒地對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，問(wèn)題教學(xué)法作為非常重要的教學(xué)方法，就成為比較理想的途徑。當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題的設(shè)置不是憑空想象的，要有根有據(jù)，既可以來(lái)自學(xué)生的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，也可以是日常生活中的現(xiàn)象，更可以是生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中的實(shí)驗(yàn)、圖片、視頻等。

例如，在復(fù)習(xí)“血糖調(diào)節(jié)”內(nèi)容時(shí)，教師可根據(jù)學(xué)生已知的現(xiàn)象“體檢時(shí)空腹查血糖”設(shè)計(jì)問(wèn)題：同學(xué)們，為什么測(cè)血糖要空腹？人進(jìn)食之后血糖會(huì)如何變化？以此問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的探究興趣，而后再出示人進(jìn)食之后血糖變化的曲線圖。緊接著，可以繼續(xù)提問(wèn)：我們吃飯之后，血糖為何先升后降？下降之后，又為何會(huì)回升？最后是如何維持穩(wěn)定的？由此總結(jié)出血糖平衡的調(diào)節(jié)機(jī)理，進(jìn)而完善概念的建構(gòu)，提升學(xué)生的歸納思維能力。

（三）依托信息技術(shù)手段，激活學(xué)生的推理思維

在教育數(shù)字化背景下，信息技術(shù)手段能夠有效創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，進(jìn)而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，高中生物學(xué)中有很多抽象、難以理解的概念、事物，我們可以通過(guò)制作、展示模型，將事物的特征、結(jié)構(gòu)和功能以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)出來(lái)，幫助學(xué)生激活推理能力，更好地理解事物的本質(zhì)和內(nèi)涵。此時(shí)，信息技術(shù)手段就可以合理加以運(yùn)用。

仍以人教版（2019年）必修2“DNA的結(jié)構(gòu)”為例，教師可利用數(shù)字化技術(shù)，播放與 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、生物進(jìn)化、細(xì)胞分裂等相關(guān)的視頻，將 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模式圖呈現(xiàn)給學(xué)生，并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，讓學(xué)生初步熟悉模式圖。然后，呈現(xiàn)問(wèn)題讓學(xué)生思考：“DNA分子中兩條鏈?zhǔn)侨绾谓Y(jié)合在一起的？”以此激活學(xué)生的推理思維。又如，人教版（2019年）必修2“基因突變和基因重組”中，選用鐮刀型細(xì)胞貧血癥的實(shí)例，從現(xiàn)象開始，引導(dǎo)學(xué)生理解基因突變的根本原因，又從多個(gè)角度分析基因突變的影響因素，進(jìn)而分析基因突變的特點(diǎn)及意義。教師可以借助bilibili網(wǎng)站上的學(xué)習(xí)視頻，讓他們通過(guò)視頻了解基因突變的原理、類型，特別是其中的原理，教材并沒(méi)有直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，而視頻中的內(nèi)容能夠形象地讓學(xué)生理解推理的過(guò)程，以此讓他們積極參與課堂教學(xué)活動(dòng)，從而有效激活學(xué)生的科學(xué)思維。

（四）創(chuàng)設(shè)真實(shí)學(xué)習(xí)情境，發(fā)展學(xué)生的證據(jù)思維

新高考更加注重問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，而創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境的關(guān)鍵在于真實(shí)，要能夠達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的水平，要與學(xué)生的身心發(fā)展特點(diǎn)相一致，激發(fā)他們積極思考和探究。例如，人教版（2019年）必修2“自然選擇對(duì)種群基因頻率變化的影響”，其中要構(gòu)建的重要概念是“適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果”。概念的構(gòu)建需要學(xué)生通過(guò)觀察、尋找和分析證據(jù)、邏輯推理得出結(jié)論。在導(dǎo)入之后，筆者展示適應(yīng)相對(duì)性的圖片視頻、資料，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，隨后讓學(xué)生根據(jù)資料思考相關(guān)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)信息的提取與分析，發(fā)展基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)的思維能力，解釋適應(yīng)性和多樣性是自然選擇的結(jié)果。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在新課標(biāo)、新教材、新高考的背景下，科學(xué)思維作為高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，應(yīng)該得到廣大教師的重視。在高中生物教學(xué)中，教師要通過(guò)對(duì)課標(biāo)的研究，對(duì)教材內(nèi)容的挖掘，設(shè)計(jì)合適的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，借助信息技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的學(xué)習(xí)情境，注意知識(shí)的整合與遷移，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)聯(lián)系與擴(kuò)展，使其能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，最終促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的形成，培養(yǎng)他們的生物核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳文雅.高中生物學(xué)教學(xué)中學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)策略研究[D].長(zhǎng)沙：湖南師范大學(xué)，2020.

[2]王上銳，凌瑩穎.指向科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物深度學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)踐[J].中學(xué)生物學(xué)，2022，38（6）：26-28.

[3]毛洪文.高中生物遺傳學(xué)教學(xué)中科學(xué)思維能力培養(yǎng)的教學(xué)策略[J].教學(xué)考試，2021（33）：68-71.

[4]馬燕.核心素養(yǎng)視域下的高中生物科學(xué)思維培養(yǎng)策略[J].新課程研究，2021，601（33）：94-95.

[5]陳興.科學(xué)思維培養(yǎng)視域下高中生物真實(shí)情境創(chuàng)設(shè)路徑研究[J].教學(xué)管理與教育研究，2022，152（8）：80-82.

[6]周軍花.高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的實(shí)踐探索[J].甘肅教育研究，2022，17（9）：80-82.

責(zé)任編輯：黃大燦