開展深度學習培養生物科學思維

摘 要：科學思維能力的培養是生物教學的重要內容之一，在生物教學中，教師要著力于學生科學思維的培養，將學生綜合素養的提升貫穿在平時教學的點滴之中，為此，開展深度學習，引導學生深入新知探究的內在，這樣才能真正將科學思維的培養落到實處。

關鍵詞：高中生物;深度學習;科學思維

科學思維的培養有助于學生運用合理正確的思維方式思考問題、客觀準確地解釋生命現象與事實規律，深度學習是培養科學思維的重要方法，是引領學生步入知識殿堂的關鍵。高中生物學科研究領域廣泛，對個體的成長和發展都有著重要意義。在平時的生物教學中，開展深度學習，不僅有利于促進學生深入融進學習的內在，提升學習的實效性，更能培養學生良好的綜合素養，發展學生的學習能力。本文從實驗探究，感性認知概念、基于學史，嘗試質疑解答、有效辯論，引導理性發散三個方面論述如何開展深度學習培養生物科學思維。

一、 實驗探究，感性認知概念

概念是生物的基石，深入理解概念是深度學習的第一步，學生要進行科學的探究思考首先要將生物學概念領悟透徹，而概念教學往往被一筆帶過導致學生對其并不重視，我采取學生自主實驗探究的教學方式引導學生對概念進行深入感知，在探究時鍛煉科學思維。

例如我在教學“酶的作用及本質”時，這節內容要求學生能夠理解并說明酶的概念和它在細胞代謝過程中所起的作用，我組織學生開展了探究實驗來學習這節課。教材中已經給出來實驗方案，每組學生分別用水浴加熱、Fe3+、新鮮肝臟研磨液（H2O2酶）和常溫（空白對照）四種方式處理四個試管中的H2O2溶液，直接觀察氣泡冒出情況。在實驗前同學們已經在化學課程中學習了H2O2在常溫下即可分解產生O2，而實驗中發現對照組的試管中產生的氣泡極少且慢，水浴加熱的試管中氣泡冒出稍快，加入Fe3+和肝臟研磨液的兩支試管氣泡冒出的速率快并且數量多，相比之下后者反應更劇烈。觀察到實驗現象后同學們可以理解概念中“有催化活性”的意義，同時也能夠理解酶的特性中“高效催化性”一點，因其比無機催化劑和加熱處理的兩組反應更明顯，提現了它的高效性。學生在實驗時還想到：高溫使新鮮肝臟細胞失活后酶的催化作用能否實現？H2O2溶液量增多會不會使分解速率加快？

實驗是生物學科的基本特征，是連接生物新知和學生感官的重要橋梁。教師在教學中，要抓住生物實驗這一重要資源，挖掘其中的隱形條件，提升學生的生物學習能力。在教學中，我鼓勵學生在課堂上對他們的疑問自己設計實驗進行探究，學生興致很高并在完成后加以討論，相互之間交流想法，課后總結時學生都能準確地講出酶的概念及作用，甚至提出自己的見解與思考，實驗探究引導了學生深入感知概念、鍛煉科學思維。

二、 基于學史，嘗試質疑解答

生物學史的教學常被忽視，大多數教師認為只挑關鍵內容進行講解就可以了，學生在這樣的環境下會覺得生物學史枯燥無味且無意義，但我認為這部分內容在培養學生科學思維的過程中起到了重要作用，在教學時鼓勵學生基于此類內容提出疑問見解。

例如我在教學“生物膜的流動鑲嵌模型”時，學生已經掌握了組成細胞的分子和細胞的基本結構，這節內容要學生建立起結構與功能相適應的理念，即通過課堂學習后形成這樣的思維。我利用教材中的生物學史，一步步引導學生思考，首先是19世紀末歐文頓實驗，他發現能溶于脂質的物質比不能溶的物質更容易通過細胞膜，這一現象說明細胞膜可能是由脂質組成或含有大量脂質的;20世紀初科學家發現蛋白酶可以破壞細胞膜，說明細胞膜含有蛋白質。了解細胞膜組成成分后我們繼續探討結構，細胞膜的脂質含量最多的是磷脂，它有親水端和疏水端，如何排列才能構成球形的細胞膜呢？學生們進行熱烈討論后有了自己的想法，1925年荷蘭科學家的實驗能夠說明細胞膜是兩層磷脂分子層，且應當是“尾對尾”排列;1959年羅伯特森在實驗基礎上提出生物膜是“蛋白質-磷脂-蛋白質”三層結構的假說，但這與細胞膜流動性相矛盾;之后科技不斷進步，科學家們進行了更多的實驗在1972年提出了更為合理的生物膜流動鑲嵌模型。

教師在平時的教學中，往往忽視學科本身蘊含的人文性，這既讓學科教學變得僵硬無生氣，學生學得枯燥乏味，長此以往，更導致學生對生物產生了心理上的距離感，讓學生產生被動學習的抗拒心理。而如果我們在教學中，挖掘生物史將其呈現給學生，則會讓學生感覺生物知識的新鮮真實，學生學習起來也變得快樂輕松。此外，生物學史的教學重在引導思考，學生在每個現象提出時用合理的思維方式對其進行解釋才能達到教學效果，質疑與解答交替進行，使思維更具目的性，提升深度學習的效率。

三、 有效辯論，引導理性發散

高效的課堂必然是豐富多彩，形式多樣的課堂，教師作為教學的主導者，不僅注重激活學生的學習意識，更會運用多種手段，整合多種資源，靈活教學方式。為此，我們教師在教學中，要針對生物學科獨特的性質特點，采用多種教學形式，豐富生物課堂，優化學生的思維，辯論就是其中一種行之有效的方式。科學思維的培養除了教師課堂的引導外，還需要學生積極地進行自主感悟，許多高中生物知識與現代科技生活密切相關，組織學生圍繞現實問題展開辯論可以幫助學生發散思維，在富有邏輯與批判性的有效辯論中完善科學思維。

例如在教學“轉基因生物的安全性”時，由于教學內容有很大的拓展空間，我組織學生圍繞轉基因生物安全與否這一辯題展開辯論。正方認為轉基因生物是科技發展的產物，其安全性是可以得到保障的;反方則認為轉基因生物不符合自然規律，會造成很大的安全隱患。兩方發言時都提及了轉基因生物對食品安全、環境安全以及生物安全等方面的影響，正方提出轉基因農作物如大豆、玉米、水稻等產量高、抗性好，解決了人多地少、受自然災害影響的問題;反方則認為目前已有報道因食用轉基因農作物導致嚴重過敏反應和家畜死亡的案例;正方提到轉基因農作物可以使農藥和化肥的使用量下降，對土地和環境的污染大大減輕;反方則認為雖然此類污染減輕了，但轉基因作物并不符合自然規律，它們雖然抗蟲抗病，但如果其他生物發生變異，逐漸演變出超級害蟲，對環境和人類都會造成巨大的傷害……雙方在辯論中提到的事例可謂面面俱到，學生參與的積極性被充分調動起來。

課堂教學中，教師要采用多種方式，激活學生的思維，讓學生在課堂上盡情展示自我，從而綻放思維。在這堂辯論課上學生進行了良好的思維發散，他們并沒有局限于某一個方面發表意見，而是用大量事實依據解釋自己的論點，將科學思維融入到辯論中。

總之，高效課堂離不開學生科學思維的培養，思維的培養在各類課堂中都在潛移默化地進行，在生物教學中，教師要點燃學生的探究熱情，激活學生的探究欲望。無論是實驗探究、了解學史還是進行辯論，教師要做的是引導學生進行思考，真正將其置于深度學習的情境之中，這樣才能使其在主動思考中深入學習，從而錘煉科學思維，提高其學習的本領。

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作者簡介：

蔣玉貴，江蘇省淮安市，淮安市楚州中學。