基于核心素養的高中生物科學思維培養論述

陳明明

摘 要：生物學科知識學習過程中，學生具備科學思維能力，其能夠保持理性態度看待生物知識，并將學習到的生物知識熟練運用到日常生活當中，有效解決生活或生產問題。文章在教學理論與教學案例結合的方式下，對核心素養下培養高中生生物科學思維的內容進行了探究，然后闡述高中生物核心素養教學目標的演進過程，最后闡述具體的科學思維培養策略，期望充分發揮出科學思維在高中生物中的思維引導效果，提升高中生物教學質量。

關鍵詞：核心素養;高中生物;科學思維

一、 引言

在《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（下文簡稱《高中生物新課標》）中明確提出，核心素養是促使學生向著具備德、智、體、美、勞全面能力的主要教學目標，新時期開展生物學科教學，不但要將生命觀念的真諦傳授給學生，也要將其科學思維培養起來，從而促使學生在兼具科學探究精神的同時，也用于承擔社會責任。《高中生物新課標》將核心素養納入生物學科教學的重要內容當中，也將科學思維培養作為教導學生學科知識的主要方向。下文將結合北師大高一生物教學實踐，討論科學思維培養的策略。

二、 相關內容概述

所謂的科學思維，主要是指人們秉承科學思想，整理和收集證據資料，堅持以嚴謹和務實的態度看待事實，并以認真求知的態度來探索事物的本質，從而掌握正確認識事物的方法，并形成有效解決事物的習慣和能力。科學思維符合現代社會人們認知事物的規律，其具備明顯的邏輯規則，形成科學思維，才能夠秉承客觀思想來分析事物發展的規律，并且以嚴謹的邏輯思維來對事物的本質進行推理，最終獲取關于事物的準確結果。

高中生物知識學習過程中，雖然知識內容是在初中生物知識的基礎上進行的延伸，但和初中生物相比，高中生物的難度不斷加大，這也對學生提出更高的思維要求。教師重視對學生科學思維的培養，促使學生加深對各項生物概念的記憶，并且能夠樂于探索生物知識的原理或規律，學生能夠激發學習生物的興趣，并且養成探究生物知識的良好習慣。高中生物從學科特征上來看，其具備科學的本質，因此，引導學生形成科學思維，能夠幫助學生進一步理解和學習生物知識，促使生物教學任務和教學目標能夠獨立完成，學生也能夠真正掌握生物知識的精髓，有效提升學習效率，并提升生物學科的核心素養。

三、 高中生物中核心素養目標的演進過程

學科教學過程中，教材是教學工作的主要輔助工具，也是知識內容的重要載體，高中生物教材當中最初所設定的教學目標是三維目標，要求學生需要理解和掌握生物知識內容，也需要具備生物方面的技能，基于知識與技能，來達到培養學生三觀的目的，從學科方面入手，高中生物教學具備科學素養價值，而生物學科之所以被稱為生物學，主要在于其所研究的內容均屬于自然界的生命，屬于獨立且相對的發展體系，生物學科本身具備獨特的思想。《高中生物新課標》為了迎合人們在生物學科方面的探索需求，用核心素養目標取代了傳統的三維目標，更新教學內容的同時，對學習目標進行了再次甄選，在核心素養中融入了學科的概念，進而更加富有結構性的開展課程授課。此時生物教學工作以特定的主題為教學引領，教學內容更具情景化，在該種教學背景下，生物學科的科學素養能夠快速被落實。新課程改革以后，學生的學習狀態更受關注，教師在課堂上提倡學生參與課堂活動，促使學生能夠具備積極主動學習的意識。學生在參與課堂活動期間不僅能夠鍛煉實踐能力，也能夠形成科學思維素養，其加深對生物學科知識概念的理解，也能夠有效利用生物理論知識解決現實問題。

四、 高中生物中基于核心素養的科學思維培養策略

生物學科當中的科學思維是建立在探究生物事實的基礎之上的，需要利用各種證據進行知識歸納與概括，通過對生物規律的推理和演繹，最終明確生物現象及本質。下文將從新時期生物教學工作開展的角度，闡述高中生物在核心素養狀態下所開展的科學思維培養策略。

（一）注重生物模型建構

生物教學過程中，模型建構是解釋生物客觀事實的重要基礎，在模型建構的情況下，學生能夠進一步掌握生物規則，并且加深對生物規律的理解。為此，可以將生物模型的建構作為培養學生生物科學思維能力的主要方法。從核心素養的角度來看，生物學科教學主要是在學校教學資源的基礎之上將生物當中所形成的問題予以解決，此時如果所使用的教材存在與生活實際情況脫節的情況，則無法以知識內容來吸引學生，更無法讓學生在學科知識的學習中逐漸產生情感價值，此時對學生的思維能力培養效果自然也會大打折扣。總體來講，生物教學可以從學生在生活當中所積累的生物經驗入手，采用體驗式學習的方式，建構生物模型，為學生營造更具實踐性的學習環境，從情感上引起學生的共鳴，從而提升學習效果。例如，在北師大版高一教材中有關于《真核細胞的結構》的教學內容，該課程中主要了解細胞的膜結構情況，此時就可以構建關于細胞的三維結構模型，并且為學生展示細胞結構以及細胞的組成情況，學生從細胞的模型上了解細胞的化學組成，其能夠更加形象且立體地在腦海中建構細胞相關知識印象。具體來講，先按照科學家在生物細胞膜結構方面的探究歷程展開學習，教師將學生劃分為不同的學習小組，并且要求小組成員利用橡皮泥磷脂分子來進行細胞模型制作，此時學生會先掌握模型的親水端和輸水端。之后，教師則按照演繹法的教學理論，引導學生對磷脂分子的兩層分子排列情況進行研究，了解細胞的結構情況。模型建構完成以后，學生能夠對細胞結構的輸水端和親水端加深了解，并且掌握細胞當中輸水端的長碳氫鏈結構。最后，教師對模型結果展開分析，并采用教學演示的方式概括性描述本次細胞結構的建模結果，引導學生深入掌握真核細胞結構知識。

（二）運用生物思維導圖

一直以來，思維導圖都是幫助學生建構生物知識的主要輔助工具，也是促使學生形成能力體系的重要支撐。高中生物知識學習期間，需要建立起明確的形象思維，從而發揮學生的觀察能力和想象能力，進一步培養學生的科學思維能力。思維導圖的類別有很多，其中知識樹、概念圖以及問題樹等都成為思維導圖構建過程中的重要圖示內容，促使學生采用結構化的思維進行思考，將辯證理念融入思維方式當中，有效提升科學思維水平。教師在利用生物思維導圖期間，可以采用如下措施：注重觀察和理解，掌握高中生物教材當中圖形和文字的描述，結合圖形與文字的方式將原本抽象的生物知識轉化為形象的知識理念，促使學生加深對生物知識的印象。圖像的記憶方式能夠有效提升知識記憶效率，但也會導致學生對知識的理解局限于圖像層面，因此，圖像記憶本身屬于淺層記憶。而生物知識的核心理念當中要求學生采用深層次的理解方式來對學生進行結構化的思考，也就強調了對生物知識的深層理解。為此，教師可以注重采用科學方式對學生的思維能力進行鍛煉。例如，北師大高一生物教材當中有關于細胞代謝的知識內容，此時教師可以結合課本當中關于細胞代謝知識的描述和圖示，引導學生對知識內容進行觀察，仔細品讀細胞代謝相關知識，并以圖示的方式進行細胞代謝知識的形象記憶。之后教師可以利用板書的方式開闊學生的思維，通過板書圖示的構建，促使學生在腦海當中形成關于細胞代謝的概念，并且形成網絡化思維導圖，其能夠掌握到細胞代謝知識的精髓，并且對細胞代謝相關概念進行深化，對細胞學的整體知識產生更加宏觀的認知。