釋放學(xué)生潛能構(gòu)建高中生物科學(xué)思維課堂

正所謂 “學(xué)起于思，思源于疑”，有 “疑” 便有“思”。然而，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維并不僅僅是提出問題以牽引學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，而是要引導(dǎo)他們主動思考與積極探究，使其能夠發(fā)現(xiàn)新問題并深入思考，從而釋放學(xué)習(xí)潛能。在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)千方百計(jì)地幫助學(xué)生釋放學(xué)習(xí)潛能，引領(lǐng)學(xué)生主動思考生物現(xiàn)象，激活他們的生物思維，讓他們積極探索生物科學(xué)的奧秘，進(jìn)而順利構(gòu)建科學(xué)思維課堂。

一、高中生物科學(xué)思維的具體內(nèi)涵

科學(xué)思維屬于思考方式的一種，屬于人類認(rèn)識現(xiàn)實(shí)世界、參與科學(xué)探究需要遵循的方法、規(guī)律及路徑，在高中生物學(xué)科中，科學(xué)思維主要涉及以下方面：第一，概括和歸納能力。通過觀察、分析和研究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，概括歸納出規(guī)律性和本質(zhì)性結(jié)論，以生物實(shí)驗(yàn)助推學(xué)生理解記憶知識要點(diǎn)，感悟科學(xué)思維，促進(jìn)能力發(fā)展。第二，演繹和推理能力。高中生物教學(xué)常用 “假說演繹法”，教師引領(lǐng)學(xué)生觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提出假設(shè)并推理演繹，驗(yàn)證假設(shè)得出結(jié)論，培養(yǎng)演繹推理能力。第三，建模和模型能力。模型設(shè)計(jì)是高中生物有效直觀的學(xué)習(xí)方法，教師借助模型讓學(xué)生認(rèn)識生物與實(shí)物關(guān)系本質(zhì)，記錄分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，培養(yǎng)建模和模型能力。第四，創(chuàng)造和批判能力。在科學(xué)探究中，創(chuàng)造性與批判性思維體現(xiàn)為反思意識和質(zhì)疑精神。高中生物教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生保持質(zhì)疑精神，提出疑問和見解，共同分析探討，培養(yǎng)創(chuàng)造和批判能力。

二、構(gòu)建高中生物科學(xué)思維課堂的要點(diǎn)

（一）統(tǒng)籌兼顧，科學(xué)制定培養(yǎng)計(jì)劃

在高中生物教學(xué)中構(gòu)建科學(xué)思維課堂時(shí)，教師需從學(xué)生視角切入，對科學(xué)思維教育進(jìn)行深入解讀。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力有助于他們生物學(xué)科成績的提升，使其生物學(xué)習(xí)能力與個(gè)性特征均得到一定程度的發(fā)展。其中，科學(xué)思維強(qiáng)調(diào)知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，參照客觀事實(shí)，依據(jù)科學(xué)規(guī)律，能夠按照不一樣的分類思路呈現(xiàn)出多元化的思維培養(yǎng)方向，促進(jìn)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。基于學(xué)生革新學(xué)習(xí)行為視角來看，培養(yǎng)科學(xué)思維能夠推動他們實(shí)現(xiàn)個(gè)性發(fā)展與成長；而在生物學(xué)科成績提高方面，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維有助于邏輯思維的發(fā)展，使其以邏輯視角審視生物知識，深度解讀知識之間存在的內(nèi)在聯(lián)系。構(gòu)建高中生物科學(xué)思維課堂過程中，教師應(yīng)兼顧統(tǒng)籌，科學(xué)制定培養(yǎng)計(jì)劃，全面梳理與合理分配能力培養(yǎng)目標(biāo)，達(dá)到全面訓(xùn)練與全方位覆蓋的效果，讓學(xué)生的科學(xué)思維可以在每一節(jié)課中均得到一定的訓(xùn)練，不斷發(fā)展他們的科學(xué)思維能力。

（二）循序漸進(jìn)，建立能力培養(yǎng)階梯

在構(gòu)建高中生物科學(xué)思維課堂過程中，釋放學(xué)生潛能的同時(shí)，會受到科學(xué)思維模式的感染，學(xué)會以科學(xué)視角來看待生活中的生物現(xiàn)象，通過科學(xué)行為審視、分析與處理生活中的生物問題，長此以往，他們的個(gè)性特征將會向著更為理性的方向發(fā)展，慢慢形成嚴(yán)謹(jǐn)、縝密、務(wù)實(shí)、求真的優(yōu)秀品格?；趯W(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力視角來說，科學(xué)思維的影響力并不僅僅對生物學(xué)科的學(xué)習(xí)有所影響，還對化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等多個(gè)學(xué)科有較為密切的聯(lián)系。科學(xué)思維的培養(yǎng)是一項(xiàng)重要的長期教育任務(wù)，短時(shí)間內(nèi)很難一蹴而就，而是要持續(xù)發(fā)展，慢慢見成效。學(xué)生思維能力的發(fā)展具有一定的漸進(jìn)性，他們的認(rèn)知水平將會伴隨著思維能力的發(fā)展而緩緩提升。故而，高中生物教師構(gòu)建科學(xué)思維課堂時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到學(xué)生的認(rèn)知特征與身心發(fā)展規(guī)律，精心設(shè)計(jì)從低階到高階、由易到難的階梯性科學(xué)思維培養(yǎng)規(guī)劃，循序漸進(jìn)地提升他們的科學(xué)思維能力，使其實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步成長。

三、構(gòu)建高中生物科學(xué)思維課堂的途徑

（一）巧妙設(shè)計(jì)課堂活動，有效激活學(xué)生思維

崇尚且形成良好的科學(xué)思維習(xí)慣，是高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要求之一，這表明在課堂上應(yīng)極力發(fā)揮出學(xué)生的主體作用，圍繞教學(xué)主線，確定科學(xué)思維的培養(yǎng)為核心，著重發(fā)展他們的自主思維、批判精神與創(chuàng)新意識。因此，為釋放學(xué)生潛能，構(gòu)建高中生物科學(xué)思維課堂，教師首先需巧妙設(shè)計(jì)豐富多樣的課堂學(xué)習(xí)活動，利用一些有趣的生物現(xiàn)象或資源有效激活學(xué)生的思維，使其主動學(xué)習(xí)。

例如，在進(jìn)行“細(xì)胞是生命的單位”教學(xué)時(shí)，教師先在課件中呈現(xiàn)一組常見生物的圖片，搭配導(dǎo)語：自然界中的生物種類繁多、千差萬別，組成這些生物體的細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)與功能各異，但是又有不少共同特征，直至17世紀(jì)中期，制成第一臺光學(xué)顯微鏡后科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)細(xì)胞，那么細(xì)胞是怎么構(gòu)成生物體的？構(gòu)成不同生物體的細(xì)胞有何共同點(diǎn)？讓學(xué)生回憶之前所認(rèn)識的細(xì)胞，激活他們的知識背景。接著，教師要求學(xué)生認(rèn)真觀察自己的雙手，嘗試找出單個(gè)細(xì)胞，他們發(fā)現(xiàn)無法看到單個(gè)皮膚細(xì)胞，主要原因在于肉眼分辨率低，細(xì)胞卻十分微小。然后，教師設(shè)疑：有何辦法能夠看到手上的單個(gè)細(xì)胞？最早發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的科學(xué)家是誰？他是如何發(fā)現(xiàn)的？引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀教材內(nèi)容，嘗試歸納細(xì)胞學(xué)說的建立過程，使其發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)漫長的過程，科學(xué)發(fā)現(xiàn)是眾多科學(xué)家共同參與努力的結(jié)果，還離不開科學(xué)技術(shù)的支持。

（二）緊密結(jié)合生活實(shí)際，引發(fā)學(xué)生思維靈感

從根源上看，大部分學(xué)科知識都來源于實(shí)際生活，高中生物這一自然科學(xué)類科目也不例外，生物學(xué)是一門同實(shí)際生活密切相連的學(xué)科，不僅課本中有大量的生活元素，而且生活中的生物現(xiàn)象更是隨處可見，這為生活化教學(xué)的推進(jìn)提供了優(yōu)質(zhì)資源與良好契機(jī)。對此，高中生物教師可緊密結(jié)合生活設(shè)計(jì)構(gòu)建科學(xué)思維課堂，利用熟知的生活現(xiàn)象引發(fā)學(xué)生的思維靈感，使其學(xué)習(xí)潛能得到充分釋放，讓他們從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)、分析與處理問題。

例如，在進(jìn)行“酶是生物催化劑”教學(xué)時(shí)，教師可采用談話導(dǎo)入法：大家平時(shí)在生活中是否聽說過酶？然后設(shè)計(jì)過渡語：酶與實(shí)際生活關(guān)系密切，吃飯時(shí)細(xì)嚼慢咽就會產(chǎn)生甜甜的感覺，原因在于唾液中含有淀粉酶，能將淀粉分解成有甜味的麥芽糖；加酶洗衣粉和普通洗衣粉相比，洗完的衣服會更加干凈，因?yàn)槊改軌虼龠M(jìn)臟污的分解；當(dāng)胃不好時(shí)，醫(yī)生會給病人開一些含酶藥物幫助消化。接著，教師設(shè)疑：酶在生活中有著如此廣泛的運(yùn)用，那么酶到底是什么物質(zhì)？在生物體中起著什么樣的作用？要求學(xué)生自主閱讀“斯帕蘭扎尼喂鷹實(shí)驗(yàn)”，思考：為什么要把肉放到金屬籠子里面？根據(jù)該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻玫绞裁唇Y(jié)論？學(xué)生發(fā)現(xiàn)，是為了排除物理性消化，胃能夠消化肉類物質(zhì)，讓他們結(jié)合生活實(shí)際產(chǎn)生思維靈感，促進(jìn)科學(xué)思維課堂的構(gòu)建。

（三）精心設(shè)置課堂提問，充分展現(xiàn)個(gè)人思維

提問作為課堂教學(xué)中的一個(gè)常規(guī)環(huán)節(jié)和常用手段，對調(diào)動學(xué)生積極思維有著重要作用，使其找到思考的方向，讓他們以解決問題為導(dǎo)向，并通過處理問題獲得一定的成就感與滿足感，有助于科學(xué)思維的發(fā)展。具體到高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)圍繞所授內(nèi)容精心設(shè)置課堂提問，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識及認(rèn)知積極表述自己的看法與見解，使其充分展現(xiàn)出個(gè)人思維，盡情釋放自身生物學(xué)習(xí)潛能，借此培養(yǎng)他們批判性、獨(dú)創(chuàng)性與靈活性的思維品質(zhì)。

例如，在進(jìn)行“光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能”教學(xué)時(shí)，教師先拋出問題：怎么解決日益增長的人口與糧食緊缺問題？提示學(xué)生聯(lián)系初中時(shí)所學(xué)的生物知識，聯(lián)想到有機(jī)物的來源是植物的光合作用，然后出示有關(guān)地球表面上綠色植物每年通過光合作用制造有機(jī)物的資料，引導(dǎo)他們一起閱讀、分析和討論，順勢導(dǎo)入新課。接著，教師指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教材內(nèi)容操作實(shí)驗(yàn)“綠葉中色素的提取和分離”，討論以下問題：為什么要使用新鮮綠葉，否則會出現(xiàn)什么結(jié)果？研磨時(shí)為什么要加入碳酸鈣與二氧化硅？為何要剪去濾紙條的兩角？層析時(shí)層析液為什么不能沒過濾液細(xì)線？綠葉中的色素在層析液中溶解度大小該怎么排序？哪種色素含量最多？加入濾紙條上沒出現(xiàn)色素帶，可能原因是什么？顏色偏淺的原因又是什么？引領(lǐng)他們在問題導(dǎo)向下深入分析實(shí)驗(yàn)，使其積極釋放潛能，展現(xiàn)出個(gè)人思維，把實(shí)驗(yàn)結(jié)果與操作相結(jié)合，形成科學(xué)思維。

（四）借助現(xiàn)代教育技術(shù)，極力調(diào)動學(xué)生思維

當(dāng)前，以信息技術(shù)、多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)資源等為代表的現(xiàn)代教育技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用至教學(xué)領(lǐng)域，能夠強(qiáng)烈刺激學(xué)生的聽覺、視覺等多個(gè)感官，有效調(diào)動他們的思維，使其學(xué)習(xí)效率變得更高，且對所學(xué)內(nèi)容記憶得更為深刻、牢固。要想通過釋放學(xué)生潛能構(gòu)建高中生物科學(xué)思維課堂，教師應(yīng)借助現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合圖片、視頻、動畫等以圖文并茂的方式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)疏通學(xué)生的思維，使其可以合理、靈活地學(xué)習(xí)，培育他們的科學(xué)思維。

例如，在進(jìn)行“細(xì)胞通過分裂增殖”教學(xué)時(shí)，教師先講述：細(xì)胞如生物體一樣要經(jīng)歷生長、衰老、死亡，假如只有死亡，沒有增殖是不可能的，那么細(xì)胞是怎么增殖的？細(xì)胞增殖對生物體有何意義呢？學(xué)生經(jīng)過簡單思考以后發(fā)現(xiàn)，僅靠原有生物知識難以解決問題，這便激發(fā)了他們學(xué)習(xí)新課的欲望。接著，教師利用多媒體技術(shù)展示細(xì)胞周期示意圖及不同細(xì)胞的周期持續(xù)時(shí)間表，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)細(xì)胞周期相關(guān)知識，使學(xué)生意識到細(xì)胞分裂是一個(gè)較長的周期，原因是細(xì)胞分裂期間要做充分的物質(zhì)準(zhǔn)備，課件中同步呈現(xiàn)資料，讓他們了解細(xì)胞增殖過程。之后，教師利用信息技術(shù)手段展示植物細(xì)胞有絲分裂的動態(tài)過程，通過分段播放的方式介紹細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)的變化，且將各個(gè)階段典型特征的剪貼圖粘貼到黑板上，要求學(xué)生認(rèn)真觀察與比較，說出不同分裂期的主要依據(jù)，隨后運(yùn)用同樣的方式帶領(lǐng)他們學(xué)習(xí)動物細(xì)胞分裂增殖情況，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維課堂的構(gòu)建。

（五）把握實(shí)驗(yàn)教學(xué)契機(jī)，發(fā)展創(chuàng)新科學(xué)思維

生物學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，不少知識結(jié)論都是前人經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)獲得的，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也屬于高中生物教學(xué)中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，既是學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識的重要途徑，也是培養(yǎng)他們科學(xué)思維的關(guān)鍵渠道，使其在實(shí)驗(yàn)輔助下展開科學(xué)思考。對此，高中生物教師應(yīng)把握好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的契機(jī)，以演示實(shí)驗(yàn)為發(fā)起點(diǎn)，盡可能為學(xué)生提供自主設(shè)計(jì)、操作與完成實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，使其在實(shí)驗(yàn)中釋放學(xué)習(xí)生物的潛能，發(fā)展他們的創(chuàng)新科學(xué)思維及研究的科學(xué)態(tài)度。

例如，在進(jìn)行“物質(zhì)通過多種方式出入細(xì)胞”教學(xué)時(shí)，當(dāng)學(xué)習(xí)“被動運(yùn)輸”這部分內(nèi)容時(shí)，教師可以組織學(xué)生圍繞“植物細(xì)胞的吸水與失水”重新設(shè)計(jì)與優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，在該實(shí)驗(yàn)中，通常使用的材料為洋蔥鱗片葉外表皮，由于細(xì)胞液是紫色，所以無需染色，在確保細(xì)胞具有活性的基礎(chǔ)上就能夠看到細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁的分離現(xiàn)象。教師可借此引領(lǐng)學(xué)生提出猜想與思考：如果使用洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞操作同樣的實(shí)驗(yàn)，是否同樣會產(chǎn)生細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁的分離現(xiàn)象？假如存在的話，需要如何操作才可以看得到？由此釋放學(xué)生的潛能，使他們對實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行改進(jìn)，即只需把蔗糖溶液添加顏色即可，即便在同樣的步驟操作下，也能夠看到細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞壁的分離現(xiàn)象，通過染色發(fā)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)無色、細(xì)胞外有顏色。這樣通過對原有實(shí)驗(yàn)的微小改動，讓學(xué)生通過釋放潛能改進(jìn)實(shí)驗(yàn)思路與操作方法，以此培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)與創(chuàng)新的科學(xué)思維。

（六）合理運(yùn)用激勵(lì)評價(jià)，促使學(xué)生呈現(xiàn)思維成果

思維是在大腦中發(fā)生和運(yùn)行的，要想了解學(xué)生是怎么進(jìn)行思考的，教師就需刻意安排一些特殊環(huán)節(jié)對他們的思維活動進(jìn)行評價(jià)，合理、及時(shí)地反饋學(xué)生的思維質(zhì)量，以此促進(jìn)他們科學(xué)思維的發(fā)展與提升。這就要求高中生物教師在日常的教學(xué)中合理運(yùn)用激勵(lì)評價(jià)，提倡學(xué)生大膽發(fā)言，釋放學(xué)習(xí)潛能，使其呈現(xiàn)思維成果，并長期跟蹤他們的思維變化與發(fā)展，通過系統(tǒng)化訓(xùn)練有效提高學(xué)生的思維品質(zhì)與科學(xué)思維，促進(jìn)高中生物科學(xué)思維課堂的構(gòu)建。

例如，在進(jìn)行“基因突變可能引起性狀改變”教學(xué)時(shí)，針對“同一個(gè)體的骨骼肌細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞中所表達(dá)的基因是否相同”這個(gè)問題，教師在不同學(xué)段可以提問同一位同學(xué)，這位同學(xué)在高一年級時(shí)可能會回答：因?yàn)榛虼嬖谟羞x擇性表達(dá)，在同一個(gè)體內(nèi)骨骼肌細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞中所表達(dá)的基因是不一樣的；在高二年級時(shí)可能會回答：因?yàn)榕咛ジ杉?xì)胞可以分化為多種細(xì)胞，故胚胎干細(xì)胞所表達(dá)的基因種類比骨骼肌細(xì)胞要多；而在高三年級時(shí)可能會這樣回答：這兩種細(xì)胞中存在的基因數(shù)目相同，一些基因均有所表達(dá)，不過有的基因只會在某種細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)，如同呼吸有關(guān)的酶在很多種細(xì)胞中均有所表達(dá)，但是在另外部分基因中卻有選擇地表達(dá)。結(jié)合學(xué)生的回答，教師可以發(fā)現(xiàn)他們一開始是對所學(xué)知識的生搬硬套，然后可以把已學(xué)的新舊生物知識聯(lián)系起來，最后形成深刻理解，使其思維變得更為開闊。

總的來說，在現(xiàn)代化教育觀視角下的高中生物教學(xué)活動中，教師須盡力釋放學(xué)生潛能，深入領(lǐng)會科學(xué)思維課堂的內(nèi)涵、要點(diǎn)與實(shí)質(zhì)，及時(shí)轉(zhuǎn)變原有教學(xué)方式，采用科學(xué)合理的教學(xué)途徑構(gòu)建科學(xué)思維課堂，巧妙設(shè)計(jì)貼近學(xué)生實(shí)際思維水平的學(xué)習(xí)活動，激活他們的生物思維，同時(shí)搭配評價(jià)量規(guī)，有效增強(qiáng)學(xué)生的思維能力及品質(zhì)，通過釋放他們的潛能實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。