高中生物學實驗教學中學生科學思維培養(yǎng)的實踐研究

許凱亮

摘要：隨著教育改革和素質(zhì)教育的不斷深入，越來越多的教師意識到培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)和綜合能力的重要性，這也對教師的專業(yè)水平和教學本領(lǐng)提出了更高的要求。高中階段的學生已經(jīng)具備了一定的學習能力、思考能力和認知能力，是培養(yǎng)學生的科學思維的關(guān)鍵時期。而實驗是高中生物教學的重要載體和基礎(chǔ)，可以有效培養(yǎng)學生科學思維和實踐能力。本文將圍繞如何在高中生物學實驗中培養(yǎng)學生的科學思維這一論題進行淺析。

關(guān)鍵詞：高中生物;實驗教學;科學思維;培養(yǎng)策略

引言：

核心素養(yǎng)一經(jīng)提出就得到廣大教師的廣泛關(guān)注，其中科學思維能力是核心素養(yǎng)的重要組成部分，對學生的生存和發(fā)展都發(fā)揮著不可替代的作用。高中生經(jīng)過九年義務(wù)教育的學習，已經(jīng)具備了一定的學習能力、判斷能力、認知能力，但在科學思維和創(chuàng)造性思維上表現(xiàn)較弱。生物是應(yīng)用性和實踐性較強的學科，生物學實驗可以有效培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)造性思維，所以高中生物教師應(yīng)該巧妙運用實驗開展教學，給予學生充分的思考和探究的時間，從而促進科學思維的發(fā)展。

一、鼓勵學生自主開展實驗

實驗是高中生物學科教學的重要組成部分，生物是注重實踐的學科，通過開展生物實驗活動，學生的自主思考和探究能力可以得到有效提升。在新課改的背景之下，高中生物教師應(yīng)該立足于教材，帶領(lǐng)學生共同設(shè)計好實驗?zāi)康摹嶒灢襟E、實驗原理、實驗結(jié)果判斷方式，在開展實驗過程的過程中，教師盡可能地減少介入，將實驗活動的時間和機會完全交給學生，由學生自主選擇實驗主題、實驗器材和實驗方法，鼓勵學生多觀察，多聯(lián)想，多思考，多提問，通過自主探究的方式探究出問題解決方法，從而達到培養(yǎng)自主探究能力和科學思維的教學目標[1]。

例如，高中生物教師在進行浙科版高二必修三《神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能》一課的教學時，可以運用實驗培養(yǎng)學生的科學思維和探究能力。在講解反射的時候，可以組織學生進行膝跳反射的實驗，逐步完成設(shè)計實驗?zāi)康摹⒃O(shè)計實驗步驟、進行實驗、總結(jié)結(jié)論的實驗過程。教師應(yīng)該將學生分為兩人一個小組，一位學生坐在椅子上，一條腿著地，另一條腿放在這條腿上。另一位學生用手掌內(nèi)側(cè)邊緣，快速敲擊受試學生的上面一條腿膝蓋下的韌帶。通過觀察，學生會發(fā)現(xiàn)被敲擊的這條腿會突然向前伸出。出現(xiàn)這個反應(yīng)的原因是膝蓋下的韌帶存在感受器，感受器受到刺激，產(chǎn)生神經(jīng)傳導(dǎo)，神經(jīng)傳導(dǎo)到脊髓中，產(chǎn)生肌肉收縮。學生通過自主完成實驗全過程，會對反射和神經(jīng)的概念理解的更加透徹，也會可以培養(yǎng)科學思維和創(chuàng)新性思維。

二、開展合作學習

大部分的生物實驗都不是一個能完成的，需要多人合作。在開始實驗前，應(yīng)該根據(jù)學生的學習能力、實踐能力、邏輯思維方式、行為習慣、性格特點等，將學生合理分為幾個4人小組，落實“同組異質(zhì)，異組同質(zhì)”的分組觀念，這樣可以達到互幫互助、知識互補的效果，也可以使實驗更科學、更嚴謹。教師也應(yīng)該根據(jù)學生的實際情況在每組選出一名組長，在實驗過程中，起到領(lǐng)導(dǎo)和督促組員進行生物實驗的作用。將小組合作學習法與生物實驗相結(jié)合不僅可以使生物實驗進行地更順暢、更安全、更科學，更可以培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和動手實踐能力和科學思維能力。

例如，高中生物教師在進行浙科版高二必修三《高等動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)與體液調(diào)節(jié)》一課的教學時，可以組織學生小組合作的形式進行“甲狀腺素促進蝌蚪變態(tài)”的實驗。將學生分為幾個4人小組，每一小組分配四個魚缸、培養(yǎng)皿、燒杯、量筒以及一定量的甲狀腺激素的藥，組員也可以自行準備吸水管、漁網(wǎng)、坐標紙和蝌蚪。將四個魚缸標上1234的序號，并且注入兩千毫升的自來水和少量水草，再分別放入蝌蚪。1號魚缸不放入藥物，二號魚缸放入5mg的甲狀腺藥物，三號魚缸放入20mg的甲狀腺藥物，四號魚缸放入40mg的甲狀腺藥物，并且每天進行換水和投藥，連續(xù)進行兩周觀察蝌蚪形態(tài)。學生會發(fā)現(xiàn)在有藥物魚缸中的蝌蚪出現(xiàn)變態(tài)發(fā)育，尾部縮短，相繼長出四肢，且藥量越大，效果越明顯。學生通過小組合作實驗會使實驗步驟更加嚴謹，邊實驗邊觀察邊思考，從而可以有效培養(yǎng)科學思維[2]。

三、注重問題的引導(dǎo)性作用

高中階段的生物實驗多為驗證性質(zhì)的，在學生進行推理和驗證的過程中，探究性實驗成為關(guān)鍵詞，而探究性實驗是以問題為基礎(chǔ)的。所以高中生物教師應(yīng)該引導(dǎo)學生注重問題的引導(dǎo)性作用，通過實驗對問題進行分析、推理，對實驗結(jié)果進行歸納、比較和分析，從而對問題做出一定的闡釋。最后，也可以組織學生進行小組談?wù)摚园l(fā)展對問題的認識，促進科學思維的發(fā)展。

例如，高中生物教師在進行浙科版高二必修三《生物圈》一課的教學時，需要組織學生進行“設(shè)計并制作生態(tài)瓶”的實驗。在實驗前，教師可以向?qū)W生拋出問題，生態(tài)系統(tǒng)的種類有哪些？目標生態(tài)系統(tǒng)的主要生物群落和無機環(huán)境是怎樣的？引導(dǎo)學生先探究問題，總結(jié)出實驗預(yù)測結(jié)果，再進行實驗驗證自己的猜想是否正確。這樣可以有效拓展學生的科學思維[3]。

結(jié)束語：

綜上所述，高中階段是培養(yǎng)學生的綜合能力和核心素養(yǎng)的關(guān)鍵時期，生物作為理論性和邏輯性較強的學科，起到培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)造型思維的作用。所以高中生物教師應(yīng)該創(chuàng)新教學理念和授課方法，開展實驗教學，將學習的主動權(quán)交給學生，鼓勵學生自主參與和完成實驗活動，通過多種方法培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新思維能力，也可以有效提升核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]顏曉琪. 基于科學思維素養(yǎng)的高中生物學實驗教學優(yōu)化[D].山東師范大學，2020.

[2]王麗.從科學思維品質(zhì)的視角談高中生物學實驗教學的策略[J].生物學教學，2019，44（07）：37-38.

[3]陳薇. 高中生物學實驗教學培養(yǎng)學生科學探究能力的研究[D].華中師范大學，2019.