新高考背景下高中生物學科學生思維能力培養的策略

龐莉莉

（江蘇省蘇州市吳江中學，江蘇蘇州 215200）

高考作為教育教學的行為指南，其改革關系到千千萬萬個學生的發展[1]。在新高考背景下，高中生物教學為滿足學生學習發展需求，教師教學也要做出相應的改變，從學生視角出發，重視學生科學思維能力的培養，在思維啟發下，培養學生的學習遷移能力、邏輯推理能力、實踐能力，調動學生生物學習自信心，促使生物教學實踐化、趣味化，從而滿足新高考教學要求。

一、新高考背景下高中生物教材與學生科學思維能力培養

新高考背景下的高中生物教學中，考查點越來越重視學生生物學科素養的檢驗，要求學生會學習，會靈活地學習[2]。也就是說，面對新高考背景，在教學的時候，要重視學生科學思維能力的培養，就拿新舊教材對比分析來看，如，在細胞的呼吸此章節，老版教材是引入為拉瓦錫的實驗，距離生活較遠且語言較注入式，不容易引起多數學生的興趣。新教材細胞呼吸的引入為酵母菌釀酒，來自現實生活和科學研究，注重情境創設，實踐活動，知識應用，是基于學生理解為基礎，引發探究思維、邏輯思維展開的學習。再如以糖類知識為例，新教材中針對纖維素加入了“批判性思維”，并在知識點末尾加入《2016中國膳食指南》數據，激發學生思考欲望，并引導學生運用生物知識解決問題。由此可見，在高中生物教學中，培養學生科學思維能力，既是課程改革的要求，同時也符合新教材教學目標，可以有效滿足學生學習發展需求，提高學生生物核心素養。

二、新高考背景下高中生物學科學思維能力培養的要點

新高考背景下高中生物教學，培養學生的科學思維能力，使其能夠以邏輯思維、批判思維等，對生物問題進行學習、思考、分析，在教學的時候應當注意以下幾點：

一要做到統籌兼顧、合理安排內容。建立生物學與生活之間的橋梁，由單一走向綜合，以學科知識為載體，以生活實踐為輔助，激活思維，培養科學思維能力。

二要充分利用生物實驗和實踐活動。實驗作為生物學的重要內容，對發展學生思維能力具有積極的促進意義。面對新高考背景高中生物教學，學生科學思維能力的培養，要轉化演示實驗教學模式，開展探究教學，樹立以學生為本的理念，在實驗探究中，促進思維發展，培養科學思維能力。

三要徹底改變“以學科為中心”的陳舊課程理念。正確處理學生發展、社會需要和學科知識的辯證關系[3]。開發性地利用教材資源，改變教學關系，實現以教導學，引導獨立思考；創優教學方法，利用問題教學、體驗教學、情境教學等多種方法，培養思維能力；以激活思維為前提，優化學習內容，使其習得知識，提高自身思維能力，從而提高教師教學水平。

三、新高考背景下高中生物學科學思維能力培養的策略

（一）創設探究情境，培養科學思維能力

探究是培養科學思維能力的關鍵。在傳統課堂教學中，生物教學是以講授為主，課堂教學將在教師講解中度過，通常是學生聽得無趣，教師講得辛苦，課堂效果還很低。為培養科學思維能力，教師要打破傳統講授課堂，創造探究課堂，樹立學生為本的教育觀，通過設計探究情境，激發自主參與學習的興趣，然后利用探究內容的設計，引發思考，培養科學思維能力和科學探究精神。例如，在教學《細胞呼吸的原理和應用》生物內容時，旨在讓學生通過對細胞呼吸過程的學習，形成物質與能量的生命觀念，通過對有氧呼吸和無氧呼吸的場所過程的學習，培養分類與比較的科學思維方式。因此，在學習的時候，可以利用先播放發酵生產葡萄酒的車間，播放葡萄酒生產工藝流程以及酵母菌生產視頻，從直觀觀看的過程中，引發思考：

1.都是培養酵母菌，為什么有的需要通氣？有的卻需要密封？

2.為什么通氣有利于酵母菌大量繁殖？

3.在密封發酵的時候，酵母菌將有機物轉化為酒精對它自身有什么意義？

通過探究情境的設計，引導學生自主、主動參與到學習過程中去，關聯生活中酵母菌用作制作饅頭、面包、釀酒等知識點，揭示酵母菌的呼吸作用，使其認識生物學在生產生活中的應用價值，從而引導其探究酵母菌細胞呼吸的方式，引導其從有氧和無氧呼吸的視角進行對比分析，探究學習兩個過程中的相同點和不同點，引導其對知識內容進行分類比較，鼓勵學生就探究酵母菌細胞呼吸方式的學習情況進行講解，讓學生做學習的主人，就探究過程中的問題以及分析進行交流互動，從而得到酵母菌在有氧和無氧條件下都能進行細胞呼吸，有氧條件下的產物是大量的二氧化碳和水，無氧條件下，會產生酒精和少量的二氧化碳等知識內容，從而認識細胞的呼吸類型，打造探究課堂。這樣既可以培養科學思維能力，又可以提高生物學課堂教學質量。

（二）利用問題引導，激活學生科學思維

問題是激活思維的有效途徑，也是貫穿課堂教學重要載體，可以幫助教師認識學生對所學內容的掌握，可以培養學生的邏輯推理能力和分析能力，培養科學思維。面對新高考背景下高中生物教學，為培養科學思維，可以利用問題引導為輔助，以問題為教學支架，在問題引導、問題分析的過程中，促進深度學習，提高思維高度。例如，在教學《細胞的衰老和死亡》生物內容時，重點是讓學生了解對于單細胞生物體來說，細胞的衰老或死亡就是個體的衰老或死亡；但是對于多細胞生物來說，細胞的衰老和死亡不等于個體的衰老和死亡等知識點，認識細胞衰老的特征。為激活科學思維，可以利用信息技術手段播放“時光流逝，歲月不饒人”的主題視頻，在視頻中，呈現嬰兒、少年、中年、老年等不同階段人的不同外貌的表現、行為表現等，讓學生對外部形態進行觀察，從而進行互動交流：

師：通過視頻觀看，你覺得人體衰老有什么特征呢？

生：白發、皺紋、老年斑、耳聾。

生：行動遲緩、記憶力倒退。

在師生互動交流問題引導的過程中，就細胞衰老的特征與原因進行講解，利用信息技術展示老年人身體細胞形態，在觀看的過程中，結合人衰老的特征進行分析，引發思考：細胞衰老的特征是什么？原因有哪些？引導學生從細胞生物學視角進行學習分析。最后，根據學生對細胞衰老的認識，與生活實際建立關聯，引發思考：

1.從細胞水平解釋老年人心臟為什么沒有年輕人的心臟收縮有力？

2.老年人骨折后為什么比年輕人恢復慢得多？

建立生物與生活的橋梁，以問題為引導，引發思考，激活思維，引導學生從細胞生物學視角，利用生物知識解決生活實際問題，從而提高學生的判斷能力和分析能力，提高問題解決能力。這樣既可以培養科學思維，又可以提高學生的生物學習質量。

（三）注重實驗教學，促進科學思維發展

實驗是高中生物教學的重要組成部分，以往實驗教學是以演示為主，學生學習處于模仿的一個狀態，很難發揮實驗教學的育人價值。為培養學生科學思維，可以以實驗為載體，通過轉變實驗教學的方法，在合作探究、動手操作的過程中，以學習小組自主實驗為依據，以實驗現象分析、小組討論歸納為依據，對實驗教學進行精準講解，這樣既可以培養學生的實驗能力，又可以在生生互動的過程中，實現思維碰撞，促進科學思維發展。例如，在教學《孟德爾的豌豆雜交實驗（一）》生物內容時，其中涉及“性狀分離比的模擬實驗”內容，旨在通過實驗探究，促進學生認識和理解遺傳因子的分離和配子的隨機結合與性狀之間的關系，通過分析實驗數據和動手操作等，提高學生科學思維素養。因此，在進行實驗教學的時候，可以先讓學生回憶之所學孟德爾雜交示意圖，然后根據自己所畫圖，分析：這些精子和卵細胞的隨機結合會產生多少種受精卵？這些受精卵之間的數量關系如何？引發自主探究學習欲望，根據知識回顧和教學引導，鼓勵學生針對問題作出假設，如假設DD∶Dd∶dd=1∶2∶1，這假設的比值是否符合實際情況呢？從而根據學生這一建議，結合學生學習能力和實驗能力，將學生分為學習小組，以組為單位，鼓勵小組進行實驗探究，為其準備兩個小桶、兩個盒子，以及不同顏色的乒乓球和黃豆、黑豆，鼓勵學生利用教具，通過小組交流合作等，討論實驗模擬方案，如：

生：兩種顏色不同的球、豆子分別代表兩種精子和卵細胞，統一材料顏色與D的對應關系，如黃色——D。

生：兩個桶和盒子分別代表精巢和卵巢。

生：分別從兩個桶和盒子抓出一個球一顆豆子，配對在一起，模擬精子和卵細胞的隨機結合，得到受精卵類型。

通過方案交流互動等，引導學習小組就方案制定實驗操作步驟，為其搭建實驗平臺，讓學習小組根據自己設計的實驗方案進行探究學習，最后教師根據學生真實實驗操作情況對實驗重難點進行講解。這樣既可以促進思維發展，又可以轉變教學關系的，打造高效課堂，提高學生的科學思維能力，在實驗探究的過程中，培養動手能力、科學思維。

（四）開展討論活動，提升科學思維素養

傳統教學處于教師一言堂的形態，學生發言的機會非常少，為培養科學思維素養，提高對生物學知識的掌握，在教學的時候，可以開展討論活動，通過激活課堂活力，在生生參與、師生互動的過程中，促進思維發展，培養學生自信、主動參與學習能力，培養科學思維。例如，在教學《減數分裂和受精作用》生物內容時，旨在幫助學生建立減數分裂的概念，培養學生學會用對比的方法獲取新知的學習能力，能夠對減數分裂與有絲分裂進行較為全面地對比分析，理解精子形成過程和卵細胞形成過程，以及兩者差異。可見在學習此內容的時候，教師可以從比較分析的視角出發，結合圖文內容，提升科學思維素養，開展討論活動。如可以先讓學生回憶之前學習的真核細胞的分裂方式有哪三種？有絲分裂各個時期的特點有哪些？通過回憶分析有絲分裂和無絲分裂的，引出減數分裂的知識內容。然后利用信息技術手段，將問題探討中的圖進行動態直觀展示，引導學生自主觀察果蠅的體細胞和配子中的染色體，開展討論活動，使其分析之間有什么區別，如：

生：配子染色體數是體細胞染色體數的一半。

生：配子染色體是由體細胞每對染色體中分別取出一條組成的。

在生生互動的過程中，激活課堂活力，實現思維的碰撞，繼而進一步誘導其思考：這說明配子是如何產生的？在這個過程中是通過有絲分裂實現的嗎？有絲分裂的特點是什么呢？讓學生對問題進行討論交流，在交流溝通的過程中產生認知沖突，從而引出減數分裂學習內容，再通過引導學生討論交流，自主歸納減數分裂的概念、特點等，然后利用信息技術手段，播放哺乳動物精子和卵細胞形成過程，介紹減數分裂，指導學生討論學習精子的形成過程，讓學生就精子形成過程進行知識構建、分析推理，如：

生：根據精子的形成過程減數第一次分裂細胞圖，得到：體細胞（染色體數：2n）有絲分裂和細胞分化→1個精原細胞（染色體數：2n）→間期：細胞體積增大、染色體復制→1個初級精母細胞（染色體數：2n）……末期。

通過對減數第一次分裂、減數第二次分裂過程的分析，促使學生認識精子形成過程和卵細胞形成過程，以及兩者之間的差異，在分析判斷、討論交流的過程中，培養科學思維能力，提升生物思維素養。

四、結束語

新高考背景下高中生物學科教學，教師要重視教材資源的有效利用，從學生視角出發，結合學生思維特點，設計教學內容和教學活動，通過多元教學方法的運用，培養科學思維能力，提高生物課堂教學水平。在情境誘導、問題探究、實驗分析、討論活動的過程中，提高科學思維，提高生物學教學質量。