初中生物學教學中學生科學思維能力的培養策略

武海龍

（平涼市崆峒區草峰中學，甘肅 平涼）

在素質教育理念的推動下，教師將育人觀念、責任意識、質量訴求應用于生物學課堂教學之中，力求高效培養初中生的科學思維能力，確保初中生擁有成為認知主人的思維素養與能力保障。教師是生物學教學的承載者與責任人，因而教師以學生科學思維能力的科學培養為教學任務與育人目標，對初中生的能力訓練與素養發展意義重大，能夠深度優化科學育人觀在生物學教學中的貫徹執行。

一、培養學生科學思維能力的重要性

第一，培養學生科學思維能力能夠有效促進初中生知識學習、理論驗證、能力訓練與素養發展，切實促進初中生成為一個會觀察、善質疑、精推理、能判斷、懂整合的優秀學生。因此，培養學生的科學思維能力能夠為初中生的認知能力、思考能力以及發展能力夯實能力基礎，助力初中生主體能力的全面發展。

第二，培養學生科學思維能力能夠為教師設計與實施生物學教學提出具體明確的教學任務、培養目標以及育人內容，切實提升生物學教學的指向性、目的性以及實效性，切實促進初中生的能力發展與素養提高。因此，培養學生科學思維能力能夠推動教師積極踐行生本理念與人文思想，助力初中生的快樂成長。

第三，培養學生科學思維能力能夠推動科學育人觀在生物學課堂教學過程中的實踐應用，扎實有效地促進生物學教學高質量地完成既定的任務，科學、高效地提升初中生的學科核心素養。因此，培養學生的科學思維能力能夠切實推動生物學教學深度貫徹執行新課程改革，為初中生創造出高品質的成長環境。

二、生物學教學與學生科學思維能力培養的契合性

第一，生物學教學具有非常高的實用性，能夠有效促進學生科學思維能力的科學培養。在生物學教學中，初中生要立足認知內容進行理論驗證與實踐探究，利用課文內容中的“死知識”科學解決一些實際問題。因此，初中生的觀察能力、認知能力、思考能力、推理能力以及歸納能力都會得到實效化的訓練與發展。

第二，生物學教學具有非常高的實踐性，能夠有效促進學生科學思維能力的科學培養。在生物學教學中，初中生的動手能力、想象能力、邏輯能力以及整合能力都會一一應用于主體實踐之中，自然能夠有效促進初中生科學思維能力的全面發展。因此，教師要引導初中生在實踐中思考，在思考中認知，在認知中發展。

第三，生物學教學具有非常高的探究性，能夠有效促進學生科學思維能力的科學培養。在生物學教學中，初中生需要將認知內容由“理論推演”轉變為“主體實踐”，因而獲得較多的探究空間與思考時間，自然有助于初中生科學思維能力的發展。因此，教師科學引導初中生進行主體探究，在實訓化認知中發展自我。

第四，生物學教學具有非常高的推理性，能夠有效促進學生科學思維能力的科學培養。在生物學學習中，初中生需要完成從理論狀態到實踐層面、從知識孤立到體系關聯的任務，因而需要進行脈絡梳理與體系建構。因此，教師要引導初中生有理有據、環環相扣、循序漸進、科學推理，切實提升初中生的思維素養。

三、生物學教學中學生科學思維能力的培養策略

初中生的科學思維能力培養既是生物學教學承載的重要教育任務，又是學科核心素養理念對生物學教學提出的育人內容與教學目標。

（一）借助實物教學培養學生的觀察能力

初中生從教學內容中接觸到非常多的生活化信息，能夠立足現實生活進行信息獲取、知識積累與理論驗證，從而能夠有效訓練初中生的觀察能力與信息獲取能力?？梢姡處熆梢蚤_展實物教學，切實縮小初中生與觀察對象的認知距離，幫助初中生擺脫“憑空想象”的認知尷尬，引導初中生在仔細觀察、耐心篩查、精心辨認中科學訓練自身的觀察能力。因此，初中生觀察能力的發展能夠為其科學思維能力培養提供堅實的物質基礎與信息保障。

例如，在人教版七年級上冊第三單元第二章第一節“種子的萌發”的實物教學中，教師要采用多媒體教學為初中生播放“萌芽種子（大豆）”的解剖圖，而且教師還要將萌芽種子的解剖圖進行放大處理，讓初中生將萌芽種子的內部結構看得清清楚楚。初中生能夠看到種子的兩邊是肥碩的“子葉”，是供給種子萌芽能量的兩個“大倉庫”，里面都是滿滿的植物蛋白。在種子中間，初中生可以看到一個像“嫩芽”的部位叫“胚”，在“胚”的放大圖上初中生又能夠看到“胚芽、胚軸、胚根”三部分，“胚芽”未來發育成“枝葉”，“胚軸”未來發育成“莖干”，“胚根”未來發育成“根系”。這樣，初中生就在仔細觀察中有所思考、有所聯想，因而能夠使自身的觀察能力與信息獲取能力在實踐認知中獲得充足的訓練與提升。

（二）借助電化教學培養學生的質疑能力

教師不僅要提升初中生的觀察能力與信息獲取能力，以信息獲取開啟科學思維能力培養活動，還要培養初中生的質疑能力。質疑能力是初中生科學思維能力的第一要素，是初中生發現問題、剖析問題、解決問題的活動起點，是真正意義上的思維活動。因此，教師要借助電化教學科學培養初中生的質疑能力與好奇意識，積極在主體實踐中動眼觀察、動腦思考，能夠借助個人能力去發現生物學現象中的顯性問題，挖掘出隱含其中的理論知識與客觀規律。

例如，在人教版七年級上冊第三單元第二章第二節“植株的生長”的電化教學中，“植株的生長”需要充足的陽光、營養、水分等必要物質，任何一項物質的缺失都會影響到“植株的生長”。因此，教師利用多媒體設備為初中生展示在不同環境下兩株玉米的生長情況，兩株玉米主要是“水分”與“營養”方面有差異，其他條件非常接近。初中生能夠看到“水分”與“營養”都非常充足的玉米長得非常高大，“莖”非常粗壯，“葉片”寬、厚、長，而“水分”與“營養”欠佳的玉米卻長得矮小，“莖”細小，“葉片”薄、短、窄，二者形成鮮明的外表差異。初中生在觀察中就會思考：“為什么會有這樣的差異呢？”進而考慮到植株生長也需要充足的“營養”，“營養不良”的植株會發育不好，而“水分”在植株發育過程中主要扮演著“營養運輸”與“濃度平衡”的調節功能。因此，初中生在觀察中動腦，質疑能力就會得以啟動，主動獲取一定的信息。

（三）借助討論教學培養學生的思辨能力

初中生憑借著個人的質疑能力獲得探究問題以后，還要借助自身的思辨能力與剖析能力對其進行深度考量、多維探究、精準分析，幫助初中生更好地理解現象、把握規律、掌握知識。因此，教師要開展討論教學，積極推動初中生群體進行集體探究、多維交流、友好互助與集群成長，在集思廣益中有效促進初中生思辨能力與剖析能力的提升。這樣，初中生的思考能力、辨別能力、分析能力等主體能力都會獲得實效化發展，助力科學思維能力發展。

例如，在人教版七年級上冊第三單元第二章第三節“開花和結果”的討論教學中，教師為初中生提供植物花朵的縱剖圖，讓初中生親眼看到花朵的內部結構，如“花瓣、花藥、花絲、柱頭、花柱、子房”等。教師還為初中生提供了植株兩種不同的授粉方式，如“同花授粉”與“異花授粉”。于是，教師就組織初中生進行課堂討論，并為其提供討論內容，以此引導初中生的探究方向與討論質量。如，（1）花瓣的顏色一般較為艷麗，有什么作用？（2）萼片的作用是什么？（3）雌蕊的結構是什么？（4）雄蕊的結構是什么？（5）開花與結果的關系是什么？等等。這樣，初中生就會立足自己的觀察結果展開積極主動的思考活動、辨析活動、交流活動與整合活動，通過處理所有信息得出最后答案。因此，初中生能夠在討論教學中得到表現自我的機會，因而大腦能夠進入興奮狀態，自然能夠給予個人思辨能力強大的生命活力支持，在主動思考中促進其發展。

（四）借助分組教學培養學生的推理能力

初中生能夠借助思辨能力獲得大量的認知信息，因而需要初中生有效梳理、科學歸納、脈絡整理，以此科學培養初中生的信息管理能力與信息處理能力，進而實現初中生推理能力的提升。因此，教師要積極開展分組教學，讓初中生在組內交流、相互啟迪、互助認知中提升對探究信息的整體掌控，能夠借助自身能力整理好探究信息的來龍去脈以及規律指向。這樣，初中生的推理能力與邏輯能力都會得到實訓化運用與科學發展，助力科學思維能力發展。

例如，在人教版七年級上冊第三單元第五章第一節“光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣”的分組教學中，本節課的認知內容較多，適合開展分組教學，以此提供初中生之間的表現機會，以及提升其交流頻率與合作探究速度。為此，教師可以將初中生按照空間位置分成四組，同時開展課堂交流活動，為初中生提供充足的交流機會與表現空間。而且，教師還要為初中生的分組探究活動準備充足的探究任務，如，（1）光合作用的簡略過程是什么？（2）植物進行光合作用能夠為人類提供哪兩樣重要物資？（3）人類與動物為什么離不開綠色植物？等等。這樣，初中生就會立足人類與動物的生存需求去推理驗證綠色植物的重要價值與積極作用，因而能夠在分組討論中有效訓練自身的思考能力與推理能力。

（五）借助支架教學培養學生的判斷能力

初中生的推理能力能夠高品質地處理好探究信息的條理化、模塊化以及體系化，因此，教師還要立足林林總總的探究信息進行深度考量與科學判斷，從而有效促進初中生判斷能力與評價能力的切實發展。因此，教師要開展支架教學，借助知識簡述的方式掃清初中生的認知障礙，推動初中生在合作探究、友好交流中互助成長，有效鍛煉初中生的交流能力、判斷能力與評價能力。

例如，在人教版八年級上冊第五單元第一章第四節“魚”的支架教學中，教師首先為初中生講解了魚的血液循環系統的示意圖，然后以此為教學支架讓初中生對其余內容進行自主學習、合作探究。于是，初中生就開始針對教材內容展開集體討論活動，如魚鰓的作用、魚鰭的作用、魚尾的作用、魚的外部分區、魚的體形分類、魚的血液循環等。這樣，初中生就在集體智慧的推動下慢慢進行知識探究與深度理解，接著就會研究“為什么魚總是一直在吞水？”這一最常見的現象。初中生立足本節內容會很快做出判斷，魚吞水是為了獲取水中的氧氣，而氧氣是魚運動與生存的必需品。因此，初中生在群策群力中共同探討一些自然現象，能夠在主體實踐中提升判斷能力。

（六）借助實驗教學培養學生的整合能力

教師還要注意培養初中生在信息處理過程中的整合能力，能夠立足主體對探究信息的精準評價、科學判斷、深度思考，整合出具有一定質量性與科學性的主觀認知結論。因此，教師可以開展實驗教學，在理論推演與知識實踐中將初中生引入信息節點之中，立足精準評價與科學判斷，科學鍛煉與提升初中生的信息整合能力。這樣，初中生就會憑借個人能力真正成為信息處理的主人，有效提升自身的科學思維能力與學科核心素養。

例如，在人教版八年級上冊第五單元第二章第二節“先天性行為和學習行為”的實驗教學中，教師將初中生帶到籃球場上學習“三步上籃”，看看全部初中生掌握“三步上籃”需要多少時間。因此，初中生就在相互模仿、相互交流中積極進行信息交互，主動學習他人的成功之處，并經過對信息的整合處理后開展個性化的驗證過程。然后，教師就在籃球場上讓初中生總結“三步上籃”學習過程中涉及的“先天性行為和學習行為”，讓初中生立足主體實踐去提取信息、整合信息。這樣，初中生就會探究到模仿能力、學習能力、思考能力、整合能力等屬于“學習行為”，而生而具有的行為屬于“先天性行為”，而且，初中生還會將這些信息再次整合并儲存下來，以此提升自身的整合能力。

四、生物學教學中學生科學思維能力培養的補充

第一，教師培養學生的科學思維能力要注意趣味性。學生科學思維能力的培養離不開初中生主體能力、生命活力與能動作用的強大支持，因而需要教師注意開展趣味教學，給予初中生良好的感官刺激。這樣，初中生才會積極地參與到生物學教學之中，在實訓化認知中提升初中生的科學思維能力。

第二，教師培養學生的科學思維能力要注意誘導性。學生科學思維能力培養需要教師的心智啟迪與科學指導，利用教師的匠心之慧去科學點撥初中生的認知思維與邏輯推理，實現初中生的兼收并蓄與整合發展。這樣，初中生才會在積極配合、主動思考、自覺探究中切實提升個人的科學思維能力。

第三，教師培養學生的科學思維能力要注意主體性。學生科學思維能力培養是初中生的實踐認知與自我發展，自然不能脫離主體實踐層面，借助初中生的生命活力與能動作用助力科學思維能力的有序發展。這樣，學生科學思維能力培養才會成為“有源之水”，獲得源源不斷的生命活力支持而持續發展。

第四，教師培養學生的科學思維能力要注意創新性。學生科學思維能力培養屬于初中生的能力發展與素養提高，自然具有一定的實現難度，因而教師需要利用拓展理念與創新精神去精心培養、科學落實。這樣，初中生就會獲得豐富的思維刺激、拓展意識與創新啟迪，能夠為科學思維能力發展積累信息。

綜上所述，科學思維能力是初中生能力發展、素養提升的最強例證，也是初中生應該具有的學科核心素養之一，更是素質教育對生物學教學提出的任務要求與教育目標。因此，教師立足生物學教學，以學生科學思維能力培養為指導思想，積極借助實物教學培養學生的觀察能力、借助電化教學培養學生的質疑能力、借助討論教學培養學生的思辨能力、借助分組教學培養學生的推理能力、借助支架教學培養學生的判斷能力、借助實驗教學培養學生的整合能力。這樣，教師就會將學生科學思維能力的培養工作細化在生物學課堂上的具體教學方法之中，助力初中生主體能力以及思維素養的科學發展，也以此展示教師的匠心之慧與技人之巧。