基于科學(xué)思維培養(yǎng)的初中生物學(xué)教學(xué)策略應(yīng)用

黃蕊

【摘要】新課改的提出以及不斷深入，在為初中生物課程教學(xué)改革工作帶來創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇的同時，也對初中生物課程教學(xué)活動提出更高要求。初中生物教師應(yīng)當(dāng)在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上做出優(yōu)化與調(diào)整，針對初中學(xué)生的科學(xué)思維與自主意識展開有效培養(yǎng)，可以助力學(xué)生綜合素質(zhì)與綜合能力協(xié)調(diào)發(fā)展?；诖耍疚囊苑闻c外界的氣體交換教學(xué)片斷課程為例，探索在初中生物課堂開展科學(xué)思維教育的實(shí)踐策略，供廣大教育界同仁參考。

【關(guān)鍵詞】初中生教育? 生物課程? 科學(xué)思維培養(yǎng)? 教學(xué)策略分析

【中圖分類號】G633.91 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2022）06-0148-03

一、引言

在初中生物課程教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，要求學(xué)生可以合理運(yùn)用歸納方法、概括方法、推理方法、建模方法以及習(xí)慣性思維探索生命現(xiàn)象與生命發(fā)展規(guī)律，正確審視生物學(xué)科社會議題，是一種建立在邏輯思維基礎(chǔ)上生成的科學(xué)思維方式。為此，初中生物教師應(yīng)當(dāng)在生物課程教學(xué)環(huán)節(jié)，合理利用各種優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，使學(xué)生進(jìn)入到深度參與、深度分析狀態(tài)，使學(xué)生大膽設(shè)想、大膽求證、科學(xué)歸納，確保科學(xué)思維能力培養(yǎng)可以得到有效落實(shí)。

二、在生物課程教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)初中學(xué)生科學(xué)思維的重要意義

生物課程是落實(shí)“雙減”政策優(yōu)勢與作用的核心載體，在“雙減”政策正式發(fā)布之前，初中生物課程一直作為實(shí)踐性較強(qiáng)、技能性較強(qiáng)的科學(xué)類學(xué)科出現(xiàn)。而在“雙減”政策提出以及新課改不斷深入的背景下，生物課程教學(xué)應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)新生物課程教學(xué)模式，不斷提升初中生物教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力與綜合素質(zhì)，發(fā)揮生物課程育人功能。為此，中學(xué)生物教師應(yīng)當(dāng)重新定位生物課程在基礎(chǔ)教育階段當(dāng)中的重要價(jià)值與重要作用。將模擬賽場模式、小組合作模式、個性化訓(xùn)練模式引入到初中生物課程教學(xué)環(huán)節(jié)，從多角度、全方位提升中學(xué)生物課堂教學(xué)質(zhì)量，在完成基礎(chǔ)生物知識教學(xué)任務(wù)的同時，也為學(xué)生分析能力、理解能力、想象能力、推理能力等科學(xué)思維能力發(fā)展提供助力。

（一）社會發(fā)展的必然需求

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)完成普及與信息化技術(shù)的日益發(fā)展，借助技術(shù)升級與理念創(chuàng)新完成產(chǎn)品升級，將成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心。國際經(jīng)濟(jì)正在朝向全球化發(fā)展、統(tǒng)一化發(fā)展，越來越多的常規(guī)性操作，將逐漸被計(jì)算機(jī)程序所替代。為確保學(xué)生在未來職場當(dāng)中擁有良好的表現(xiàn)，就需要在初中教育階段，對學(xué)生的科學(xué)思維展開有效培養(yǎng)，確保學(xué)生具備計(jì)算機(jī)無法替代的復(fù)雜性能力。信息化技術(shù)發(fā)展不僅為教育改革工作帶來創(chuàng)新發(fā)展動力，同時也對傳統(tǒng)模仿式教學(xué)、零散式教學(xué)模式帶來巨大挑戰(zhàn)，國內(nèi)教育改革工作正在如火如荼地開展。為此，學(xué)校需要在初中生物等課程教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力，使學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)意識，更好地適應(yīng)社會發(fā)展需求，在為自身贏得良好職業(yè)發(fā)展前景的同時，也為國家發(fā)展、社會發(fā)展提供助力[1]。

（二）課程改革工作必然發(fā)展需求

自21世紀(jì)以來，結(jié)合生物學(xué)科特點(diǎn)，針對學(xué)生創(chuàng)新思維與科學(xué)思維培養(yǎng)開展的課程改革工作從未停止，生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中明確提出：基礎(chǔ)教育階段生物學(xué)科分屬基礎(chǔ)學(xué)科，因此不僅包含理論型體系，還需通過實(shí)踐操作探索解決問題的辦法。在生物學(xué)科學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當(dāng)對學(xué)生展開科學(xué)引導(dǎo)，要求學(xué)生更加積極、更加主動地參與到課堂研討活動當(dāng)中，提升課堂參與度，從而養(yǎng)成良好的科學(xué)思維能力與科學(xué)思維習(xí)慣。隨著新課改的提出以及不斷深入，初中生物教師在教學(xué)環(huán)節(jié)更加注重向?qū)W生展示，并且梳理邏輯關(guān)系，創(chuàng)新傳統(tǒng)生物課程教學(xué)策略，并且精心設(shè)計(jì)一系列生物課程教學(xué)活動[2]。在生物知識教學(xué)的基礎(chǔ)上，對學(xué)生開展科學(xué)思維教育。由此可見，在初中生物課程教學(xué)環(huán)節(jié)，對學(xué)生開展科學(xué)思維教育是教學(xué)改革工作的必然選擇。然而，結(jié)合目前形勢而言，部分初中生物教師仍然受到傳統(tǒng)教育觀念影響，對生物學(xué)科性質(zhì)認(rèn)知不足，仍然以傳統(tǒng)理論灌輸教學(xué)模式為主，這也導(dǎo)致學(xué)生長期處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，主體優(yōu)勢并未得到有效發(fā)揮。學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解不夠深刻，無法完成知識內(nèi)化，更加無法將所學(xué)到的知識應(yīng)用于解題環(huán)節(jié)與生活實(shí)際中。因此，在初中生物課堂教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)新思維展開培養(yǎng)價(jià)值不言而喻[3]。

（三）滿足初中時期學(xué)生發(fā)展要求

皮亞杰提出：人類借助外界環(huán)境發(fā)展思維，也會經(jīng)歷由量變到質(zhì)變的發(fā)展過程，不僅生理逐漸走向成熟，社會經(jīng)驗(yàn)以及平衡作用都會對學(xué)生思維發(fā)展帶來影響。初中時期正處于學(xué)生認(rèn)知能力發(fā)展的黃金時期，然而，受到傳統(tǒng)教育觀念影響，思維教育并未得到初中生物教育人員的重視，甚至部分教育工作者對思維教育的重要性視而不見。這也導(dǎo)致初中生群體思維能力發(fā)展差異較大，部分學(xué)生已經(jīng)完全進(jìn)入高階思維發(fā)展?fàn)顟B(tài)，但仍有部分學(xué)生處于低階思維運(yùn)算階段。針對這一情況，初中生物教師應(yīng)當(dāng)科學(xué)開展生物教學(xué)活動，在教學(xué)環(huán)節(jié)對學(xué)生科學(xué)思維展開有效培養(yǎng)，助力學(xué)生思維朝向高等級發(fā)展、高層次發(fā)展?？梢哉f任何一項(xiàng)學(xué)科能力，都需要學(xué)生主動參與、主動獲取，并且在解決問題的環(huán)節(jié)，不斷訓(xùn)練自身思維方式。初中生物作為自然科學(xué)類學(xué)科，在學(xué)生思維能力培養(yǎng)方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢與不可推卸的責(zé)任。因此，在生物課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，教師不僅需要對學(xué)生基礎(chǔ)生物知識展開有效培養(yǎng)，而且需要助力學(xué)生科學(xué)思維能力發(fā)展。綜上所述，在初中生物課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，對學(xué)生開展思維教育，是學(xué)生思維能力發(fā)展的有效途徑。

三、在初中生物課程教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的實(shí)踐策略

（一）科學(xué)設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突，培養(yǎng)學(xué)生批判性思維

科學(xué)設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突，是學(xué)生科學(xué)思維與創(chuàng)新思維培養(yǎng)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，同時也是學(xué)生思維能力發(fā)展的基礎(chǔ)條件。但就性質(zhì)而言，認(rèn)知沖突可以分為以下類型，即主體之間認(rèn)知沖突以及主體內(nèi)部認(rèn)知沖突。在認(rèn)知沖突設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力與興趣特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)課前小游戲，要求學(xué)生將雙手置于肋骨兩側(cè)，通過深呼吸感受身體變化，并且鼓勵學(xué)生大膽表達(dá)自己的觀點(diǎn)。學(xué)生在觀點(diǎn)表達(dá)環(huán)節(jié)與小組討論環(huán)節(jié)就會由于理解不同而產(chǎn)生認(rèn)知沖突，同時學(xué)生通過現(xiàn)有知識無法解釋這一原理而產(chǎn)生矛盾，激發(fā)學(xué)生對生物知識的學(xué)習(xí)興趣與探索欲望，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，從而培養(yǎng)學(xué)生批判性思維。其中多數(shù)學(xué)生認(rèn)為吸氣可以引起胸廓擴(kuò)大，而通過一系列生物知識學(xué)習(xí)，最終得出：胸廓擴(kuò)大引發(fā)吸氣這一生物原理。由于教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生生活體驗(yàn)產(chǎn)生沖突，學(xué)生通過自我反省與自我調(diào)整，重建認(rèn)知結(jié)構(gòu)。在此環(huán)節(jié)，初中學(xué)生的批判性思維得到有效培養(yǎng)。具體而言，批判性思維包括闡釋能力、推理能力、評估能力、分析能力以及自我調(diào)節(jié)能力，同時也包括求知欲望、求真思維以及敏銳思維。因此，初中生物教師應(yīng)當(dāng)科學(xué)設(shè)置認(rèn)知沖突，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生更加積極主動地參與到主動質(zhì)疑、主動批判、主動思考的深度學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，并且通過生物知識學(xué)習(xí)，形成良好的批判性思維[4]。

（二）科學(xué)引入生物模型，培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力

形象思維是指學(xué)生通過形象材料完成思考的思維方式，主要包括表象再現(xiàn)、表象想象以及表象聯(lián)想。初中生物課程當(dāng)中包含大量的概念性知識與抽象型生物現(xiàn)象，教師可以借助模型以及其他形象幫助學(xué)生完成聯(lián)想，培養(yǎng)學(xué)生形象思維能力，提升學(xué)生對生物知識的理解程度，助力學(xué)生完成生物知識學(xué)習(xí)與知識內(nèi)涵，提升知識遷移效果與知識應(yīng)用效果。與此同時，建模思維與模型思維，是科學(xué)思維的核心構(gòu)成部分。初中生物教師可以向?qū)W生提出以下問題：“在胸廓容積出現(xiàn)變化時，肺部會出現(xiàn)何種變化？”隨后向?qū)W生展示模型裝置，由塑料瓶替代胸廓設(shè)置;獨(dú)立的外形管模擬支氣管與氣管;再由氣球替代肺部器官，以更加直觀的方式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟，克服生物知識抽象性過強(qiáng)這一教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生以更加直觀的方式觀看到無法直接觀察的膈運(yùn)動。學(xué)生通過教師演示，最終得出以下結(jié)論：膈肌收縮，胸廓擴(kuò)大，肺擴(kuò)大;反之則胸廓縮小，肺部收縮。學(xué)生在觀察環(huán)節(jié)，在頭腦當(dāng)中生成一系列表象，聯(lián)想整個運(yùn)動過程，助力學(xué)生養(yǎng)成良好的形象思維能力[5]。

（三）科學(xué)設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生綜合思維

綜合思維能力設(shè)置，學(xué)生將整體劃分為局部，再由局部分別開展研究，分析后最終形成整體性思維、綜合性思維。初中生物課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，包含大量的實(shí)驗(yàn)活動。因此，初中生物教師可以通過科學(xué)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)活動，培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力以及分析能力，助力初中學(xué)生早日養(yǎng)成良好的課堂學(xué)習(xí)習(xí)慣，科學(xué)設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)活動，可以助力學(xué)生思維能力發(fā)展。舉例說明：在學(xué)生學(xué)完肺器官變化與胸廓變化之間的生物原理后，教師可以提出以下問題：肺部收縮與肺部擴(kuò)張間，氣體運(yùn)動軌跡如何？并且為學(xué)生創(chuàng)設(shè)趣味性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以通過實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。由于初一階段學(xué)生并未接觸過初中物理知識，因此在氣壓原理方面存在嚴(yán)重認(rèn)知障礙，為此，教師應(yīng)當(dāng)在最為恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)時機(jī)，引入針筒實(shí)驗(yàn)這一生物實(shí)驗(yàn)活動，幫助學(xué)生理解氣壓知識。具體而言，首先，初中生物教師需要為每位學(xué)生準(zhǔn)備針筒設(shè)備，并且要求結(jié)合教師演示開展模式操作，首先教師將針筒活塞拉出后用左手手指堵住針孔，右手緩緩?fù)苿俞樛不钊?，并且向?qū)W生提出以下問題：在針筒活塞緩緩?fù)苿悠陂g會產(chǎn)生什么感覺？什么原理導(dǎo)致活塞推不動？隨后，要求學(xué)生松開針筒口，再向?qū)W生提出以下問題：活塞位置變化規(guī)律如何？針管活塞后退速度又如何？由全體師生共同完成以上實(shí)驗(yàn)操作，并且得出以下結(jié)論：氣體當(dāng)中帶有壓力，在容積變小時，則氣體壓力隨著提升。而在容積逐漸變大時，則氣體壓力也隨之縮小，在此之后，初中生物教師要求全體學(xué)生在針口處連接氣球，重復(fù)以上操作，向?qū)W生展開以下提問：在手指松開后氣球發(fā)生哪些變化？氣體流向如何？通過師生通力協(xié)作，最終得出以下結(jié)論：氣體流向受到氣壓影響。教師通過科學(xué)設(shè)計(jì)、科學(xué)實(shí)施實(shí)驗(yàn)活動，對學(xué)生展開循序漸進(jìn)的引導(dǎo)，最終得出以下原理：肺部擴(kuò)張，內(nèi)部氣壓低于外部大氣壓，產(chǎn)生縮氣;在肺部收縮期間，肺部內(nèi)氣壓高于大氣壓，則呼氣[6]。

（四）科學(xué)設(shè)計(jì)問題鏈，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力

邏輯思維能力是人體特有的抽象性思維能力，人體可以通過概念分析、概念判斷、概念推理與概念論證、概念理解與概念區(qū)分形成獨(dú)特的理解與判斷。在科學(xué)思維培養(yǎng)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當(dāng)以清晰的邏輯，對學(xué)生展開引導(dǎo)，設(shè)置問題組，循序漸進(jìn)地提出問題，使學(xué)生結(jié)合線索開展邏輯推理從而完成新知識學(xué)習(xí)，提升學(xué)生邏輯思維培養(yǎng)效果。需要注意的是，問題設(shè)計(jì)也是針對初中生開展邏輯思維培養(yǎng)的關(guān)鍵性步驟，在初中生物課堂，教師需要將不同類型生物知識點(diǎn)設(shè)計(jì)成各式各樣課堂教學(xué)問題，并且匯成完整的問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地開展探索，解決核心問題。與此同時，在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，初中生物教師應(yīng)當(dāng)向?qū)W生提出核心性問題，要求學(xué)生通過模擬膈肌運(yùn)動探索胸廓變化與肺部變化之間的關(guān)系，隨后提出以下流程：通過針筒實(shí)驗(yàn)活動，探索氣體壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，最終得出氣體運(yùn)動理論與肺部變化之間的關(guān)系，整個教學(xué)以問題為核心導(dǎo)向。各個問題環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)，逐漸得出生物規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，提升初中生物課程教學(xué)效率。

四、結(jié)語

總而言之，初中生物課程是針對初中時期學(xué)生開展科學(xué)思維能力培養(yǎng)的有效策略。初中生物教師可以通過科學(xué)設(shè)計(jì)認(rèn)知沖突，助力學(xué)生養(yǎng)成批判性思維、科學(xué)引入生物模型，助力養(yǎng)成形象思維能力、科學(xué)設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)，助力學(xué)生形成綜合思維能力、引入生活化案例，助力學(xué)生形成遷移思維能力、加強(qiáng)課堂總結(jié)訓(xùn)練，助力學(xué)生形成概括思維能力、科學(xué)設(shè)計(jì)問題鏈，助力學(xué)生形成邏輯思維能力等方式開展一系列初中生物課程教學(xué)活動。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳文清.初中生物課堂開展思維教學(xué)、培育關(guān)鍵能力的教學(xué)嘗試——以“人體對食物的消化和吸收”一課為例[J].中學(xué)生物學(xué)，2020，36（4）：121-123.

[2]戴朝霞，陳雪玲.初中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生理性思維的策略——以《輸送血液的泵——心臟》的教學(xué)為例[J].中學(xué)教學(xué)參考，2018，13（17）：187-188.

[3]唐倩，張鋒.基于“理性思維”的初中生物學(xué)探究活動教學(xué)策略——以“綠色植物參與生物圈中的水循環(huán)”一課為例[J].生物學(xué)通報(bào)，2017，52（9）：229-231.

[4]張若姮.初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思維挖掘與創(chuàng)新設(shè)計(jì)——以《綠色植物的生長需要水和無機(jī)鹽》教學(xué)為例[J].中學(xué)教學(xué)參考，2019，13（20）：1288-1289.

[5]艾萌.基于理性思維的初中生物學(xué)探究活動教學(xué)策略——以《基因控制生物的性狀》一課為例[J].神州，2018（21）：166-167.

[6]王桂玲.基于理性思維的初中生物學(xué)探究活動教學(xué)策略——以綠色植物參與生物圈中的水循環(huán)一課為例[J].新智慧，2019，13（20）：69-70.