科學思維培養視角下的生物教學策略探究

曾伙慶

（江西省南昌市外國語學校，江西 南昌 330000）

生物學核心素養由生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個要素組成。“高中生物科學思維”在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》是這樣界定的：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。科學思維是一種思維范式，指為獲取知識而進行有目的想象、判斷、推理等思維過程，是生物學科素養的重要組成部分。科學思維能夠支持學生獲取新知識，學會如何使用知識，構建并評價假設和觀點。具備科學思維的學生能夠成為獨立的學習者，能夠自主地為自己的問題尋求答案。生物課堂是適合開展科學思維教學的平臺，科學思維的培養理應成為教師教學明確的目標。

一、注重挖掘概念內涵關系，有效培養學生科學思維

科學思維就是實事求是、嚴謹認真的求知態度，應用科學的思維方式對事物進行了解，對問題進行解決的思維能力與習慣。在課堂教學過程中，教師需要重視對學生科學思維的培養，以生物學事實以及證據為基礎，利用歸納概括、批判、推理等方法對生命的規律與現象進行探究與闡釋。生物學概念是高中生物學不可缺少的內容，利用關系推理，掌握概念之間的關系。讓學生認識和把握學科概念內在的邏輯關系是學習生物學科必備的思維方式。如推理出體液、細胞外液、細胞內液、組織液；核酸、DNA、RNA、tRNA等這些概念間的相互從屬關系。除概念外，關系推理在反映數量關系的應用上。如DNA上的堿基數、RNA上堿基數、蛋白質上氨基酸數這三者之間的關系，在DNA分子結構中，四種堿基在雙鏈及單鏈數量上等。通過關系推理不僅掌握概念之間關系及數量關系，同時訓練學生的推理思維能力。教師應該培養學生從更全局、更宏觀、更整體的角度去把握知識的核心要素，厘清知識脈絡，構建知識體系。這樣獲得的知識才可內化為學生的核素素養。高中生物知識零散、易遺忘，要讓學生學會將零散的知識進行歸納概括，形成知識網絡。在構建知識網絡的過程中，教師應引導學生尋找該知識網絡的關鍵點，然后輻射出與之相關的各種知識，最終將知識點串起來。注重挖掘概念之間的聯系，讓學生弄清楚知識的來龍去脈，搞清生命事件之間的因果關系，這樣的過程能有效地培養學生的科學思維能力。

二、注重科學探究教學，發展學生科學思維

科學探究重視學生本能的學習活動，探究的過程可以為學生提供學習所需的直接反饋和親身體驗?？茖W探究式學生學習生物不可缺少的部分，也是培養學生科學思維能力良好的途徑?？茖W探究的情境主要來自真實的生物學研究的內容以及由這些內容進行知識遷移設定的情境或提出的問題。例如：根據植物細胞質壁分離的探究實驗，提出實驗材料的替代、實驗結果分析等新情境；對于影響酶活性的因素進行探究，并應用于指導生產實踐等。探究教學以學生為主體，讓學生有更多的機會和時間參與思考、觀察、動手、記錄和交流等活動。開展生物科學探究教學，教師將學生探究問題涉及的原理、方法、步驟及背景知識等提前發布給學生，鼓勵學生自主構建探究路徑，促進學生在課前開展小組合作學習和初步討論。學生課前便可形成理解問題、探究思考的思維習慣。這樣高中生物教學過程真正成為學生自主發現和提出問題、分析和解決問題的過程，為培養學生結合生物教學內容闡明相關生命原理的思維意識創造條件。教學模式的轉變使教師設置問題具有明確的目的性，教學中便于組織學生有序探究，通過從具體到抽象、特殊到一般展開探究活動，有利于學生通過參與探究活動或經歷探究思維發展，體驗正確運用文字圖示、分析實驗現象或者結合實驗結論及相關知識構建生物模型的研究路徑。通過科學探究開展生物學教學，教師需要精心設計和引導，才能讓學生真正理解、認同科學探究，并主動參與生物學課程的學習中，發展學生的科學思維。

三、創設教學情境，激發和培養創新思維

生活、學習和實踐情境，是指學生日常生活中或社會實踐中常見的生物學相關現象或問題。教師在教學過程中，可根據教材的實際內容和學生的認知特點，創設帶有具體問題和情感氛圍的學習情境，讓學生在特定的情境中感受學習的樂趣，領悟并活用所學知識，激發和培養學生的創新思維。教師要注重挖掘生活中的教材，準確把握教學內容和生活的聯系，創設具有一定真實性和現實意義的教學情境。教學情境的素材來源可以是生產、生活的常見現象。舊知識的拓展引出的新問題，課堂演示實驗，生物科學史，多媒體動畫、圖片、視頻，生物科技新進展，新聞人物，社會熱點等等。教師要善于收集、發現、積累，甚至創造各類適合用于教學的素材，以創設豐富的教學情境。通過創設教學情境，利用這些熟悉的生物學現象或事實作為情境，以問題為導向，引發學生思考通過發現問題和解決問題發揮情境的價值，以達到激發學生思維，從而進一步讓學生科學思維得到發展和形成。

《中國學生發展核心素養》將“理解和掌握基本的科學原理和方法；傳承和保持實證意識、清晰邏輯、嚴謹求知；學會運用科學思維方式認識事物、解決問題”作為發展學生科學思維的重要內容。高中生物教學實踐中，教師要從注重挖掘概念內涵關系、注重科學探究教學和創設教學情境等多個角度實踐教學，將科學思維的培養融入自己的課堂教學，培養學生的科學思維，充分達成生物學課程的教育目標。