高中生物教學中培養學生理性思維的策略

王劍鋒

【摘 要】本文分析高中生物教學中培養學生理性思維素養的意義，解讀高中生物理性思維素養與學科關鍵能力，論述高中生物教學實踐中提升學生理性思維能力的策略，提出運用高中生物教材中的“資料分析”和“思考與討論”等專欄、以學生的認知沖突為載體、根據學生思維特點設計個性化作業、整合與高中生物相關的諾貝爾獎素材等做法，以有效培養學生理性思維。

【關鍵詞】高中生物 理性思維 培養策略

【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）07B-0080-02

在新一輪課程改革背景下，生物核心素養成為高中生物教學的重要教學目標，而理性思維是高中生物核心素養的重要內容。基于此，教師依托校本課程資源，深度融合信息技術與教學內容，滲透理性思維能力，強化學生思維的形成過程，以達到培養學生理性思維素養的目的。

一、高中生物教學中培養學生理性思維素養的意義

高中生物課程改革的聚焦點就是生物核心素養，而高中生物教材是培養生物核心素養的重要載體。高中生物教材主要側重于生命的規律和本質的研究，基于這樣的特點，教師在生物教學實踐中更加需要關注學生理性思維素養。在高中生物教學中培養理性思維既是提升學生生物學科關鍵能力的重要舉措，又是學生開啟人生智慧的“起搏器”。通過對近三年全國理科綜合卷（生物部分）試題的分析，發現這樣一些規律：試題對生物核心素養考查更加凸顯，尤其是理性思維素養有關的試題所占比例越來越大。其中，2017 年課標Ⅰ卷生物試題中以解釋原因類的設問出現了 4 次，2018 年課標卷生物試題中解釋原因、原理、現象等類型題出現了近 10 次。高考試題命題角度的變化既為高中生物教學指明方向，又突顯新一輪生物課程改革的主題（聚焦生物核心素養）。在高中生物日常教學環節中不斷滲透和培養理性思維素養，不僅可以提高生物學方面的素養，而且有利于學生綜合素養的發展，進而形成理性思維的態度。

二、高中生物理性思維素養與學科關鍵能力的解讀

理性思維是實現科學探究的關鍵能力。《2017 年普通高中生物學課程標準》（修訂稿）將“高中生物理性思維”定義為：尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。把質疑是思考的視角、實證是判斷的尺度、邏輯是論辯的準繩作為理性思維的聚焦點。要讓這些聚焦點在日常教學中得以落實，首先是不斷地引導學生用理性思維的方式分析生物現象和規律，其次是選取恰當的素材進行理性思維方法的訓練。對相關生命現象、規律及生物學事件進行分析時，在運用所學生物知識的基礎上靈活運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，從而在高中三年生物課程學習中不斷地發展理性思維素養，為相關素養的養成奠定基礎。

三、高中生物教學中培養學生理性思維面臨的問題

以筆者所在學校為例來說明面臨的困境，主要表現在如下三方面：首先，學校屬于少數民族欠發達地區的普通高中，生物師資不足，師資隊伍的年齡結構不合理，部分教師的教育觀念轉變緩慢;其次，生物課時量較少，導致實驗課無法正常開展;再次，農村鄉鎮中學的生物教學開設存在很大的困難，初中生物成績較差，大部分高一學生呈現出生物零基礎的狀態。

四、高中生物教學實踐中培養學生理性思維能力的策略

（一）運用高中生物教材中的“資料分析”和“思考與討論”等專欄，培養理性思維能力

“問題討論”“與社會聯系”“資料分析”等是高中生物教材中培養理性思維素養的經典素材。人教版高中生物教材中涉及“資料分析”欄目共計 29 個，“資料分析”欄目資料以文字、圖片、數據和表格等形式表現。近幾年的高考命題強化了材料閱讀素養以及語言表達能力的考查，運用教材中“資料分析”的內容，可以有效提升考生的這些能力。例如必修1第一章第一節“從生物圈到細胞”中的“資料分析”提供四個實例，在學習“生命活動離不開細胞”時，首先觀察草履蟲的運動和分裂、人的生殖和發育、縮手放射的結構基礎和艾滋病的相關圖片，其次引導學生分析生命活動包括哪些方面，進一步分析細胞與生命活動的關系，從而可以訓練學生的發散思維和分析實際情境的能力。再如必修1第五章第三節“ATP 的主要來源—— 細胞呼吸”中的“資料分析”展現了與細胞呼吸原理有關的生活現象，指導學生閱讀相關信息，提煉關鍵信息，進而運用生物知識解決真實問題。現在高考試題都是以真實的材料作為命題的情境，如果高中生物教學中多關注這方面的能力，就會更有利于學生理性思維素養的提升，學生也就會更加適應高考的命題方式。

（二）以學生的認知沖突為載體，培養學生的批判性思維能力

問題是產生思維的源泉，要培養學生思維能力就必須創設認知沖突相關的教學情境。根據所帶班級學生的生物知識儲備情況和認知規律，整合教材相關內容，設計一系列問題情境，誘導學生不斷地產生認知沖突，由淺入深，讓學生有效地融入教學情境，進而調動學生主動積極思索，尋找解決問題的方法。以高中生物人教版必修 1 第五章第三節“細胞衰老和凋亡”教學為例，要求學生首先個人收集整理家人年輕時的照片和現在的照片，小組內對比分析這些照片，總結出同一個人兩張照片的差異;然后小組討論問題：人的死亡與細胞凋亡的關系？接著通過微視頻展示人由受精卵開始到死亡的整個過程，結合微視頻情境解答學生對人細胞凋亡與個體死亡關系的疑惑。在疑惑的解答基礎上進一步設疑：細胞生物有多細胞生物和單細胞生物，而我們剛才解答的是多細胞生物，像草履蟲這樣的單細胞生物，細胞凋亡與個體死亡的關系又如何？層層深入研究，從而一一解答生命系統結構層次、單細胞的衰老和凋亡、細胞衰老和凋亡與人類死亡的關系等問題，提升學生的質疑思辨能力。

（三）根據學生思維特點，設計個性化作業，培養學生理性思維素養

由于學生的思維能力和學習能力存在個體差異，在教學中要使不同學生的理性思維素養得到更好的發展，就必須設計個性化的生物作業。例如，在學習“DNA 分子的結構”時，布置作業“以日常生活廢舊用品為材料，根據自己對 DNA 結構的理解，設計制作 DNA 的結構模型”，這樣的動手作業有利于學生對 DNA 結構相關知識的理解，進而更好地構建結構與功能觀。再如，必修 3 第二章第四節“免疫調節中的免疫失調引起的疾病”，課前布置學生收集整理免疫失調疾病相關資料，然后讓學生分享自己的成果，教師引導學生分析這些案例，進而對免疫失調的特點進行梳理，教會學生分析新情境的方法，這樣可以刺激學生的學習興趣，培養學生的語言表達能力，訓練學生的思維能力。

（四）整合與高中生物相關的諾貝爾獎素材，培養學生的邏輯推理能力

每屆諾貝爾生理學或醫學獎的成果都與高中生物知識有關聯。在學習相應內容時，把對應的諾貝爾獎成果材料作為情境，提煉關鍵信息，訓練學生的信息提取和邏輯推理能力。例如學習現代生物進化理論相關內容時，以屠呦呦教授發現了青蒿素、極大地降低瘧疾患者的死亡率而獲得“2015 年諾貝爾生理學或醫學獎”為例，分析為什么青蒿素對瘧疾患者的治療更加顯著。點撥學生從生物進化的方面來分析，通過視頻資料，探尋青蒿素的發現歷程，領會科學家的研究思路和邏輯推理能力。再如以 2017 年三個美國科學家揭秘生命的“生物鐘”獲得諾貝爾生理學獎為例，生物鐘實質上是生物體生命活動的內在節律性，作為命題素材，結合神經調節和體液免疫設計綜合題型，通過題目訓練來培養學生的邏輯推理能力。

（五）依托校本課程資源，滲透理性思維能力

高中生物內容與日常生產生活密切相關，這在高中生物課程標準中有明確的規定，高考試題中也有體現。根據高中生物的這一特點，結合學校的情況開設校本課程。學校生物組開設了《園藝與生活》和《食育》兩門選修課，這兩門校本課程以生活與健康為主題，以實踐活動為載體，激發學生的生物學習熱情，滲透理性思維能力和社會實踐能力。在《園藝與生活》中以校園植物園、無涯亭和日新園為例整理校園植物名錄，分析這些景觀體現了生態工程的哪些原理;在《食育》課程中讓學生收集整理宜州地方小吃的制作方法（如豆腐圓、龍棒、艾饃、劉三姐香粽等），結合自己所學的生物學知識解讀這些特色小吃的營養特點，提出合理、健康的生活方式;在校園科技運動會中開展高中生物實驗設計大賽和生物模型制作大賽，等等。

（六）深度融合信息技術與教學內容，強化思維形成過程

高中生物教材中抽象和微觀的內容較多，學生在理解和分析的過程中存在許多的困惑，要解決學生的這些困惑就必須將教學內容與信息技術進行有效的融合。例如學習分泌蛋白的合成和運輸時，運用信息技術將分泌蛋白產生的動態全過程展示給學生，基于視頻引導學生分析，讓學生形成系統的思維。

總而言之，理性思維既是高中階段生物學科的四大核心素養之一，又是生物科技發展的助推器。理性思維素養的形成和發展需要長期的訓練，就高中階段而言，教師需要借助高中生物教學這一平臺，不斷地培養學生的理性思維習慣和能力，引導學生將知識儲備與現實生活建立聯系，從而形成解決現實生物問題的能力，進一步提升學生綜合素養。

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（責編 羅汝君）