在高三生物復習課中發展學生的科學思維

婁子林

科學思維是生物學核心素養之一。通過對課程的學習，學生需要形成科學思維的習慣，能夠運用已有的生物學知識、證據和邏輯對生物學議題進行思考或展開論證。歷年高考對學生思維能力的要求尤為突出，科學思維是學生解決生物學問題的關鍵能力。本文中，筆者以“生長素及其生理作用”復習課為例，探索在復習課中如何發展學生的科學思維。

一、課例分析

（一）分析原因，歸納概括

科學思維是基于客觀事實來分析問題的思維方法，思維過程中要求學生有嚴密的邏輯推理能力。在復習課教學中，教師針對生活中的現象設置“分析原因”類型的問題，既能了解學生對所學知識的掌握情況，做好學情分析，也能培養學生的科學思維。

活動一：思考并回答下列問題。

問題1：單側光照射下，植物朝向光源方向生長的原因是什么？

問題2：判斷圖1情境下胚芽鞘的生長情況，并分析原因。

問題3：把植物橫放之后，根向地生長的原因是什么？

案例分析：以上三個問題都需要學生分析并表述生活中某些現象產生的原因。學生在闡述的過程中需要運用已學知識來歸納概括。問題1引入課題;問題2深入分析單側光對生長素分布的影響。通過這兩個問題，教師可以進一步引導學生歸納生長素的化學本質、主要合成部位、運輸和分布等基礎知識，為本節課的學習奠定基礎。對問題3的分析能引入“生長素作用具有兩重性”這一重難點內容。

（二）構建模型，解讀曲線

將生物學問題以數學模型的形式來呈現會更加精準與直觀。在教學中，教師要引導學生推理分析問題，構建模型和分析模型是科學思維的重要方式。在本節課教學中，“生長素作用的兩重性”這一內容就可以用數學模型來展示。

活動二：請繪出生長素作用兩重性的曲線圖，并解讀其中各點和線段代表的含義。

繪出曲線圖如圖2所示，解讀其中各點和線段代表的含義如下：

AB段：隨生長素濃度升高，對植物生長的促進作用逐漸增強;

B點：在最適生長素濃度下促進植物生長的效果最好;

BC段：隨生長素濃度升高，對植物生長的促進作用逐漸減弱;

C點：既不促進生長，也不抑制生長;

CD段：隨生長素濃度升高，對植物生長的抑制作用逐漸增強。

案例分析：曲線類數學模型非常直觀，可以幫助學生找到思維的依據，形成信息轉換的思維模式，減小知識本身抽象帶來的難度。學生運用已學知識自主構建生長素作用兩重性的模型，然后依次解讀各點和線段代表的含義，能幫助自己更好地理解兩重性的含義，突出本節課的重點。

（三）批判思考，運用提升

對生物學知識的學習最終的落腳點是運用其解決實際問題。在生產、生活中，生長素作用兩重性的原理如何運用，有哪些需要注意的問題，是思維推導的最終目的。對事物的分析評價是批判性思維的重要內容，在本節課的教學中，教師可以巧設案例，讓學生進行分析評價，培養學生的批判性思維。

活動三：小組討論并評價實驗方案，回答問題。

某小組為探索“萘乙酸（NAA）促進富貴竹生根的最適濃度”進行如下實驗：①隨機選取五枝富貴竹枝條，編號A、B、C、D、E五組;②將五組枝條的下端分別浸泡在表1所示的溶液中，處理1天后在相同且適宜的環境中培養;③一段時間后，觀察五組枝條的生根情況，統計每組枝條的生根數量。實驗結果如表1：

1.該實驗方案是否有需要修改的地方，如何修改？

2.以上實驗結果是否表現出NAA作用的兩重性？

3.根據以上結果能否確定NAA促進富貴竹生根的最適濃度？

案例分析：此實驗設計案例的錯誤涉及缺少對照，缺少重復實驗，沒有遵循單一變量原則和沒有預實驗導致濃度設置不合理。活動三讓學生找出實驗設計中的不足，可以幫助他們復習實驗設計的基本原則。同時，學生也要發散思考和批判思考才能找準實驗設計中的不足之處，對訓練思維能力起到很關鍵的作用。1、2兩個問題是對前面學習的“生長素作用兩重性”的應用分析，檢驗學生在構建模型之后是否能將知識運用于解決實際問題。

活動四：小組討論并評價實驗方案，回答問題。

另一小組為探索“萘乙酸（NAA）促進富貴竹生根的最適濃度”在正式實驗之前進行預實驗，結果如表2：

1.以上實驗結果是否表現出NAA作用的兩重性？

2.B組和C組平均生根數量相同，是否是實驗操作錯誤導致的？

3.根據實驗結果如何確定最適濃度的范圍？

案例分析：活動四是對活動三學習效果的檢驗和進一步深化。對預實驗的評價分析關系到學生是否能找準促進生根的最適濃度。B組和C組濃度不同，但是作用效果相同，說明其在對應最適濃度的兩側。最終，學生學會找準生長素促進生根最適濃度范圍的方法，達到思維的最終目的，突破本節課的難點。

二、討論

在這一課例中，學生的思維經歷“事實分析-歸納建模-實踐運用”三個階段。第一階段學生從客觀事實和現象出發，找到思維的起點，分析現象背后的原理;第二階段將相關的知識和原理轉換成模型，學生在了解生物學基本概念及原理后，通過模型既深化了對生物學知識的理解，又培養了信息轉換的思維能力;第三階段學生將相關原理運用于解決問題，回歸思維的目的和意義。整節課的三個階段是一種認識事物的思維模式，在每一個階段，又分別側重歸納概括、模型與建模、批判性思維。階段與整體協調配合，學生在活動中逐漸能感受和形成科學思維方式。

復習課不同于新授課，是根據學生已有知識進行進一步的歸納、綜合、深化和應用的過程，學生的思維起點較高。為保證能進一步發展學生思維，復習課教學中應注意遵循一定的原則：首先，教師要給予學生表述觀點的機會，從而了解學生的知識基礎和思維方式;其次，要為學生提供相互交流的機會，不同觀點的碰撞才能幫助學生厘清思路;最后，是要創設具體的應用情景，避免思維變成空想。

◇責任編輯 邱 艷◇