例談生物學教學中科學思維的培養

曾芳

【摘要】 科學思維是生物學核心素養的重要組成部分。如何培養學生的科學思維能力是教學中亟待解決的問題。教師應充分挖掘、利用教材中科學思維培養的素材，將科學思維能力培養落實到日常的生物課堂教學中。

【關鍵詞】科學思維;能力培養;利用素材;課堂教學

科學思維作為生物學核心素養的重要組成部分，指學生基于大量的事實和理論依據，分析事物、解決實際問題的思維習慣和能力，包括運用歸納與概括、演繹與推理、分析與綜合等方法的能力。發展學生科學思維的能力和品質是生物學教學的重要目標之一。

新課標全國卷生物試題突出體現對“科學思維”能力的考查。許多題目都在簡單的問題情境下，層層設問，暗含邏輯。從歷年的試卷題目來看，這部分試題常常是整套試卷中的亮點，也是高考試卷中占分比例較高、區分度較大的題目，是最能夠體現生物學科核心素養評價導向的題目。但現實情況是對于這類題目，學生往往答而不對或者答而不全，得分率極低！如何培養學生的科學思維能力是教學中亟待解決的問題。

科學思維是一個人的關鍵能力。能力目標看似虛無縹緲，難以把握和落實。科學思維的培養不是能夠一蹴而就的，需要經過長期的滲透和落實。科學思維的培養應該成為日常課堂教學設計的主線。人教版新課標教材是教學的藍本，也是課堂教學中進行思維能力培養的最好素材，教師應充分挖掘、利用教材中科學思維培養的材料，將科學思維能力的培養落實到生物課堂教學中。

下面談談在《分子與細胞》教學中培養學生科學思維的一些做法。

1利用科學發現史，發展學生的科學思維

科學發現史中有著豐富的探究素材，有著學科概念的建立和發展過程，有著人們認識和解決問題時的思維碰撞和爭論，有著解決生物學難題的學科思想方法，是培養學生科學思維的良好素材。

如在細胞學說建立過程的教學中，學生閱讀教材，填表梳理科學家所運用的方法、技術和取得的成就，討論“列文虎克和馬爾比基都已經觀察到細胞，為什么細胞學說的建立者是施萊登和施旺？”引導學生體會科學家得出結論需要獲取可靠的證據，認同基于觀察實驗的歸納、概括是上升到理論的必要條件。

如在細胞膜成分及結構探索歷程的教學中，將探索歷程轉化為探究教學的情境，教師設計連續的、富有邏輯的問題串，一步步引導學生思維，通過問題導學、實驗分析的方式，使學生領悟“提出假說”“模型與建模”等科學研究方法，引導學生基于證據進行推理論證，促進學生質疑與創新，綜合發展學生的科學思維和科學探究素養。

2 通過比較學習，培養學生的科學思維

比較是確定事物之間相同點和相異點的思維方法，它為客觀全面地認識事物提供了一條重要途徑。比較既可同中求異，也可異中求同。

在組成細胞元素的教學中，通過教材中兩張表格所呈現內容的比較，有助于學生在元素組成層面理解細胞與無機自然界之間，以及不同細胞間的統一性與差異性，并認識組成細胞的大量元素、微量元素，通過比較活動還有助于學生歸納與概括、批判性思維等科學思維能力的提升。

在氨基酸結構特點的教學中，學生對比觀察幾種氨基酸的結構，利用已有的化學知識識別氨基酸，在對比的基礎上找出不同氨基酸分子共有的結構，討論并逐步歸納、總結氨基酸的結構特點，進而引導學生自主構建氨基酸分子的結構通式。這實際上就是求同歸納，也是不完全歸納法，是第1章所介紹的“歸納法”的運用。

3 重視概念圖的構建，發展學生的科學思維

概念圖是一種用節點代表概念，連線表示概念間關系的圖示法，是用來組織和表征知識的有效工具。概念圖從總的概念出發，逐步展開，顯示出大概念是如何被分解成若干小概念的，可以直觀而形象地表示概念之間的相互關系。概念圖的建構能有效呈現思維過程，增強學生對知識間有機聯系的理解，拓寬學生對概念意義理解的廣度，提升學生對所學知識提取、分析和應用的能力。

如學生對組成自然界的元素、組成細胞的元素、大量元素、微量元素等進行關系圖的構建，對組成細胞的元素和化合物進行概念圖的構建，對細胞的多樣性和統一性進行概念圖的構建，對動物細胞結構和功能進行概念圖的構建等。這些活動不僅促進學生主動學習，也有利于學生對重要概念的理解和掌握，還能發展學生的科學思維能力。

4 通過建構模型，培養學生的科學思維

許多生物學教學內容的開展離不開模型建構方法的幫助。通過構建模型的方法進行教學，能夠加深學生對生物學基本概念、基本原理的理解，并有助于學生掌握生物學基本技能，幫助學生構建正確的知識體系，發展學生的科學思維。

如在細胞器之間的分工合作的教學中，組織學生進行分組制作細胞器模型的活動，引導學生進一步深入對比分析細胞中各種細胞器的特征。學生在分工合作建構模型的過程中，體會細胞各部分結構的分工與配合。

如在嘗試制作真核細胞的三維結構模型的教學中，學生根據細胞的特征，結合自身的興趣愛好，利用橡皮泥、廢舊物品、常見生活用品等材料，選擇出適合制作細胞結構的用品;在構建模型的過程中，學生遵循先框架后細節，先繁后簡、先大后小、由表及里的原則;建構模型完成后，還要檢驗模型的科學性和準確性。學生在材料準備、模型制作、評價與交流的過程中，將抽象的真核細胞結構形象化，強化學生已初步建立的結構與功能觀、局部與整體觀。

總之，在課堂教學實踐中，教師要運用適當的教學策略，精心設計貼近學生思維水平的問題和活動，激活學生的思維，并使用評價量規，來有效提升學生的思維能力和思維品質。培養學生的科學思維習慣和能力，可以說是包括生物學課程在內的理科課程的核心目標之一。如何達成這一目標，依然任重而道遠。

參考文獻

[1]高中生物課程標準（2017版）

湖北省宜昌市第一中學? 湖北? 宜昌? 443000