淺談高中生物備考中培養學生科學思維的做法

美國心理學家和教育家布魯納認為：學習的最好狀態就是思維，而思維的核心要素是思維方式。“科學思維”是指尊重事實和證據，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。《普通高中生物學課程標準(2017 版)》在課程目標中明確地將科學思維作為生物學核心素養培養的目標之一，它是核心素養培養時代廣大生物教師的價值取向和實踐的選擇。科學思維是培養創新思維的前提，但在普通高中生物學的教育活動中，還沒有普遍認識到科學思維教育的重要性，教師忽視了對學生科學思維的培養，大多數學生學習障礙最多的就是科學思維能力不夠強。本文以教材為本，培養學生歸納與概括的能力，提高學生理解并運用假說-演繹法的能力，發展學生的批判性思維，提高了課堂的教學效果。

一、以教材為本，培養學生歸納與概括的能力

教材是學生學習的主要資源，是教師傳授知識與技能的良好介質，高考是考查學生知識、能力、情感是否達到要求的一個重要手段。歸納與概括是新教材第一個重點介紹的科學方法，就是希望同學們從學習開始就學會通過一系列事實推出一般結論。教材中也有大量的例子，分布在問題探討、探究·實踐、思考討論、文中插圖等欄目中，通過設置情景、擺事實，再通過問題提示，步步引導同學們歸納與概括出有關的結論。高三備考過程中要以教材為本，充分利用教材，進一步培養學生的歸納與概括的能力，由依靠老師概括出有關結論，逐漸過度到依靠自己，以事實為基礎，以知識為根據，自主獨立分析，得出正確的結論。例如：新教材P106 拓展應用題，我們可以引導同學們看圖分析某種綠色植物葉片光合作用的曲線，分析相關的問題情景，再而由同學們自己嘗試歸納總結出：光照強度是影響光合作用速率的環境因素，在一定光照強度范圍內，隨著光照強度的升高，植物光合作用速率隨著升高，光照強度過高反而使光合作用速率降低。當然，文字總結概述不能一蹴而就，需要長期的訓練，所以進入高考備考，就要重視語言的描述能力培養，從基本事實、基本概念、原理、規律入手，通過學生自我描述，解釋生命現象等方式，讓學生運用生物學的知識，對有關的情景、生活現象進行歸納概括，形成合理的結論。

二、模式訓練，提高學生理解并運用假說-演繹法的能力

假說-演繹法是現代科學研究中常用的一種科學方法，它包括發現問題→提出假說→演繹推理→實驗驗證→得出結論等多個步驟。假說-演繹法是教材中重點介紹的實驗方法，孟德爾豌豆雜交實驗(一)、孟德爾豌豆雜交實驗(二)、摩爾根證明基因在染色體上的實驗、DNA 半保留復制的實驗等都應用了此方法，這也是高考中考查學生思維邏輯能力層次的一個重點考查知識，也是學生學習過程的一個難點。備考過程中，我們可以組織備課組老師在此類類型題上反復研究，形成解題、分析問題的模式，破解解題難關。例如：我們可以把判斷基因的顯隱性、判斷基因在染色體上的位置(基因是伴X 染色體遺傳還是位于常染色體遺傳，基因是伴X 染色體遺傳還是X、Y 染色體同源區段的遺傳，基因位于常染色體上還是X、Y 染色體同源區段上)等各種類型題的解題思路整理出來，并搭配典型例題，通過針對性訓練，啟發引導學生悟出解題思路和方法，把方法內化為自己的東西，做到解題時思維程序化，答案模板化，語言專業化。

三、設置情景，發展學生的批判性思維

批判性思維是思維發展的高層次階段。不少學生的思維水平在發展到此階段時常遇到很多困難，導致思維水平提升的停滯。批判性思維發展的基礎是大膽質疑和挑戰已接受的結論，不輕易相信權威，不盲目跟從大眾。縱觀歷史，人類社會每一次科學的大發展都與科學家大膽質疑有關。因此，教材中也列舉了大量科學發展史中的經典案例。例如：必修2 中第3 章第1 節《DNA 是主要的遺傳物質》一課的教學內容，就是批判性思維培養的經典材料。從對遺傳物質的早期推測認為蛋白質是遺傳物質，到肺炎雙球菌體內和體外轉化實驗通過實驗證據向遺傳物質是蛋白質的觀點提出挑戰，再到對艾弗里實驗提純蛋白質最高純度也含有0.02%的蛋白質的實驗結果表示懷疑，而結合現代科技設計了更為嚴謹的科學實驗——噬菌體侵染細菌的實驗，證明DNA 才是真正的遺傳物質。人們一步步揭開遺傳物質的本質，對于遺傳物質的認識同抽象到具體，得益于不斷質疑經典，不輕易相信權威，是基于科學的實驗設計和嚴謹的科學探究。質疑并非否定全部，而是理性吸收，對結論批判性分析，以尋找更真的答案。高考備考的過程中，我們要鼓勵同學們大膽提出問題、并基于事實根據(證據)分析問題，描述出自己的觀點，潛移默化地培養、訓練同學們的批判性思維，并設置相應的情景來加以強化，形成批判性思維習慣。例如：以教材中的資料進行設計，以人類基因組計劃(HGP)為知識背景，讓同學們搜集資料，由正方(正面效應)和反方(反面效應)加以辯論。同時可以結合時事加以設計：新冠疫情開始流行之時，衛生部門為什么沒法準確判斷病毒能夠人傳人，你的依據呢? 也可在試題設計時設計一些描述觀點和依據的題目，形式如：你認同這樣的觀點嗎? 說明你的依據。你認為這樣的操作是否正確，請加以說明……等等。

生物學教學和高考備考中，我們要摒棄“基于教輔的學習”而應該走向“基于素養評價標準的學習”，要重視科學思維的考查，優化教法，提升能力。通過抓實文字描述能力的訓練，及早滲透實思維能力的核心素養培養，挖掘教材中隱藏的科學史細節或學科知識生成的背景，變新情境，加大訓練學生的思維量及思維的深度，提高學生的科學思維的能力，從而提高課堂的教學效果。