高中生物課堂進行科學思維實踐初探

高中生物學科素養明確要求，使高中生崇尚并形成科學思維的習慣。為了能讓學生崇尚并形成科學思維的習慣，作為高中的生物教師，在自己的生物課堂教學中，就應該為達成此生物素養進行教學設計。本文筆者從《蘇教版必修生物2遺傳與進化》一書中隨機選取了一個內容進行教學設計，讓學生在生物課堂上就能對科學思維進行實踐，增強學生學習的積極性，也為提升高中生的生物素養奠定堅實的基礎。

一、為什么要讓高中生實踐科學思維

第一是高中生物素養第二條“理性思維”明確提出：崇尚并形成科學思維的習慣；能夠運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法探討生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題。第二是普通高中生物學教材——蘇教版必修2第一章第二個知識點，專門學習了“科學思維”的基本過程，學生對“科學思維”在理論上有了一定的基礎，但他們無法形成科學思維，更談不上形成科學思維的習慣。

故此，教師應該利用自己的課堂教學，結合具體的科學實驗，設計出能讓學生在課堂上實踐科學思維的教學情景，來培養學生科學思維的能力，使其形成科學思維的習慣。

二、如何利用課堂教學指導學生進行科學思維的實踐

生命科學離不開科學思維，科學思維促進科學理論的發展。像科學家一樣進行科學思維，是我們學習生物科學的目標之一。

那么，教師如何利用課堂教學來指導學生科學思維的實踐呢？這里筆者以基因的分離定律為例，進行教學設計：

教師利用多媒體，展示孟德爾利用豌豆進行雜交實驗的過程（圖略）。

講述孟德爾豌豆雜交的過程，重點講清楚去雄、傳粉、套袋，并利用上圖講清幾個概念：雜交、正交、反交。

展示一對相對性狀的雜交試驗（蘇教版必修2《遺傳與進化》2013年12月第8版P27圖3-1）：

教師講述一對相對性狀的雜交實驗過程，同時給學生講清楚三個概念：顯性性狀、隱形性狀、形狀分離。

展示孟德爾豌豆7對相對性狀的雜交實驗結果（蘇教版必修2《遺傳與進化》2013年12月第8版P28表3-1）：

然后，針對上圖結果和表格數據，讓學生來充當孟德爾，根據觀察到的現象提出問題。

如果學生不能提出問題，教師可以用引導方式來引導學生提出問題：

F1為什么表現顯性性狀？

F2為什么表現出性狀分離，且分離比接近3：1？

教師根據提出的問題，引導學生進行分析，對產生性狀分離的原因做出解釋：

①生物性狀由 （現稱 ）控制的。②顯性性狀由 控制，用 字母（如 ）表示，隱性性狀由 控制，用 字母（如 ）表示。③在體細胞中，基因 存在。④生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的 彼此 ，分別進入 。⑤受精時，雌雄配子的結合是 ，合子中的 恢復成對。顯性基因（A）對隱性基因（a）有 。所以F1表現 。

根據以上解釋，要求學生寫出純種紫花與白花雜交的遺傳圖解（蘇教版必修2《遺傳與進化》2013年12月第8版P29圖3-2）。學生寫遺傳圖解，教師給與評價。

然后根據遺傳圖解引導學生進行分析：如果以上假設成立，那么F1紫花的基因型應為Aa，白花的基因型為aa。現在我們設計實驗來驗證對分離現象的解釋。在理論上就應該有如下圖所示的預期結果（蘇教版必修2《遺傳與進化》2013年12月第8版P30圖3-3 豌豆1對相對性狀測交實驗遺傳圖解）：

孟德爾當時的測交結果是30：34，接近 1：1。預期結果與實踐結果是一致的。測交證實了F1是雜合體，F1在形成配子時，成對的基因發生了分離，分離后的基因分別進入到不同的配子中。因此孟德爾的解釋（假說）應上升為理論。從而得出基因分離定律的實質。

以上這個設計，實際就是模擬孟德爾的科學思維：實驗結果→假說→實驗驗證→驗證結果與假說推論結果一致→假說上升為真理（若二者不一致，否定假說）。以上設計也就是讓學生在課堂上實踐科學思維的過程。

三、學生在生物課堂對“科學思維”過程實踐的意義

第一，學生在生物課堂對“科學思維”過程實踐是一種實現新課程標準的方法之一，用此增強高中生的生物素養。為學生將來崇尚并形成科學思維的習慣、能夠運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法探討生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題奠定堅實的基礎。

第二，在課堂上，讓學生來模擬科學家的科學思維，提高學生學習的積極性。