基于科學思維培養的高中生物課堂教學研究

丘霞

在新課程改革全面推進的背景下，高中生物教師需要結合學科核心素養的要求，基于科學思維培養來不斷優化和改進高中生物教學，以此來充分利用教材中豐富的內涵，實現對學生學習的有效引領，幫助高中學生適應高中階段生物學科的學習。這也意味著教師在教學過程中需要認真做好問題分析，在此基礎上才能不斷提升教學活動的有效性，實現對學生的全面引領。

一、基于科學思維培養的高中生物課堂教學目前面臨的問題

高中生物教師基于科學思維培養來開展課程教學，這對教師個人于學科核心素養的認識有著較高要求。但在目前的教學實踐中，多數教師在領會和應用學科核心素養方面都存在著不足之處，問題主要體現在以下三個層面：

1. 教師本人對核心素養的認識

科學思維作為學科核心素養重要的內涵，教師在教學活動中要想以此為基礎做好對學生的培養，就需要教師個人對學科核心素養有全面的認識，在此基礎上教師才能準確把握科學思維培養的具體標準，對學生進行有針對性地引導。但在具體的教學實踐中，教師習慣于應用傳統的教學理念和方法來開展教學活動，而且高中階段學生面臨著高考的壓力，這也導致很多教師并不注重對學科核心素養的研究，使得教師很難結合學科核心素養的內容，基于科學思維培養對高中學生開展生物教學。

2. 對教材缺乏深度挖掘

高中生物教材中有著極為豐富的內涵，教師在教學活動開展過程中只有深度挖掘教材內容，才能充分結合科學思維培養的相關要求來應用教材中的不同模塊，將培養學生科學思維與不同教學模塊的內容密切聯系起來，實現對學生有針對性地指導。但在實際的教學活動中，很多教師習慣于圍繞教輔資料中的題目對學生開展教學，缺乏對教材內容的深度挖掘，導致學生的科學思維很難得到有效培養，嚴重制約了學科核心素養教學活動的穩步開展。

3. 學校的實驗教學條件

基于科學思維培養的高中生物課堂，在教學活動開展過程中需要學校為教師配備充足的實驗設備，在此基礎上，教師才能更好地引領學生參與到生物實驗中，在實驗中強化學生的科學思維。但多數高中學校在生物實驗教學條件方面都存在著不足之處，導致教師在教學活動開展過程中很難借助實驗對學生的科學素養進行培養，這嚴重制約了教學活動的有效性。

4. 過于重視課本知識點的教學

在基于科學思維培養的高中生物課堂教學實踐中，盡管部分教師也認識到培養學生科學思維的重要性，但由于自身缺乏此類教學培訓，導致在教學活動開展過程中很難準確把握培養的方法，使得教師在教學過程中習慣于圍繞課本的知識點來對學生開展教學活動，由于教學活動存在著過于理論化的問題，導致教學活動無法實現預期效果。

二、對高中生物教師提出的要求

為了充分適應當前基于科學思維培養的生物課堂教學，需要高中生物教師在平時不斷加大對最新教學理念的學習力度，改變傳統的教學模式和方法，更加注重圍繞培養科學思維，對學生進行啟發和引領，使學生在思考過程中不斷強化對學科的認識。同時，教師也要積極參與到教育培訓與教學研究活動中，以便準確把握高中生物教材。在此基礎上，教師就能為學生營造培養科學思維的教學氛圍，充分利用學校的辦學條件，實現對學生學習的有效引領。

三、基于科學思維培養的高中生物課堂教學策略

在高中生物教學實踐中，基于科學思維培養的課堂教學需要教師充分利用課堂上的有限時間，引領學生在觀察和研究中，不斷強化對學科的認識，在此基礎上發現問題、分析問題并探尋解決問題的方法，因此就能幫助學生重新構建知識結構框架，以此實現對學生學習的有效引導。

1. 借助構建生物模型來開展課程教學

基于科學思維培養的高中生物課堂非常注重對學生思維過程的引領，在引領學生學習的過程中構建生物模型，對于幫助學生全面認識生物現象的規律能發揮出重要意義，學生也能在總結和概括的過程中不斷提高自己運用生物知識解決實際問題的能力。

以“血糖調節的模型構建與應用”為例，這是人教版高中生物教材中專門安排的模型構建活動，借助課程教學活動的深入開展，教師能夠圍繞血糖調節，來充分引導學生融入到對章節知識點的思考和應用之中。在具體教學活動開展過程期間，為引導學生充分融入到學科探究之中，在課前教學的導入階段，教師可以向學生展示醫療機構出具的血液生化六項化驗單（詳見圖1），引導學生對比其中的數據，結合本單元所學糖尿病患者癥狀的知識來展開分析。學生們在教師的引領下就能充分發揮出自身的主觀能動性來開展數據分析活動。通過分析，學生們可以發現化驗單中患者血清葡萄糖含量遠遠超過正常標準，在此基礎上，學生們就可以初步判斷這個人可能患有糖尿病。之后教師要引導學生思考糖尿病的癥狀，學生們就能結合“三多一少”來展開探究。只要在教學活動中按照這一思路循序漸進引導學生融入到探究之中，學生們就能在此基礎上構建出生物模型，從而深入到課程學習之中，使課程教學發揮出更大價值。

當學生在教師的引領下逐漸融入到本課的教學活動中后，教師就要借助多媒體教學設備向學生展示血糖調節模型，引導學生深入展開探究，學生們在探究的過程中可以將血管、消化系統、肝臟、胰腺等補充到模型圖中，在補充的過程中，學生們要充分利用本節課所學知識圍繞人體正常的血糖標準來完成這項教學任務。當學生們在教師的引導下完成模型圖的補充之后，師生之間就要結合血糖的三大來源來展開探究，在分析和解決問題的過程中，教師要給予學生充分的自主權，讓學生通過自主探究總結出血糖主要來源于肝糖原、各種食物中的糖分以及各類非糖物質。在明確這三大來源之后，要側重于引導學生對血糖的去向進行探究，師生之間可以共同結合模型圖來展開有效的溝通與互動。這樣學生就能在教師的引領下認識到，血糖借助氧化分解能夠被合成為肌糖原、肝糖原，在此基礎上轉換為脂肪。當學生在教師的指導下對這一流程有了充分認識之后，學生腦海中就會形成初步的知識結構框架，由此學生的科學思維就能得到有效培養。在此項教學活動開展過程中，為使教學活動能夠充分發揮出對學生學習的引領作用，教師要特別注意給學生留出時間，讓學生自己親自動手參與到圖形的演示之中，借助這種方法的有效應用，學生就能通過親自參與演示，對這一模型有更加深入的了解，之后教師要借助課堂總結，促使學生形象生動地理解和認識這一知識點。

2. 借助模型來展開深入分析

在模型構建出來之后，通過學生對模型的分析和探討，學生已初步了解了血液中血糖的主要來源以及被身體代謝之后的去向。在此基礎上，教師就要特別注意引導學生思考血糖如何才能處于動態平衡狀態，需要哪兩種激素的參與？教師提出問題之后，學生會結合自己已經掌握的知識，準確回答出問題的答案“胰島素和胰高血糖素”。

在接下來的教學活動中，教師就要圍繞兩種激素的作用機制來對學生進行有效引導，并向學生擴充知識點，使學生認識到腎上腺素分泌增多也會導致血糖升高。由此教師就可以積極引導學生構建分析模型，以此來組織學生在課堂上對相關知識點進行探究，學生就能形象生動地理解作用機制。在此基礎上，教師就要結合糖尿病患者的血糖值為什么會升高，來引導學生思考其原因。在教師的引領下，學生就會想到問題出現的主要原因在于血糖的來源或者去向存在異常，由此就能結合作用機制模型圖來展開深入探究“胰島素或者魚高血糖素分泌不足為什么會導致血糖值出現異常”等問題。

在具體的教學實踐中，教師要特別注意充分發揮出學生在學習過程中的主觀能動性，讓學生結合自己在生活中的體驗和對糖尿病人的認知來了解為什么糖尿病人很容易出現饑餓感、為什么會出現消瘦等問題？學生就能在教師的引領下結合血糖升高會導致細胞過多吸收人體組織中的水分，從而導致機體失水，在這種背景下，人們就必須要通過大量喝水來維持血糖調節的動態平衡；同時人體血糖濃度不斷升高之后，身體內會出現過多的葡萄糖，這些葡萄糖無法通過代謝被人體吸收，只能借助尿液來排出體外，而人體排尿的過程中也會帶走很多水分，在這種背景之下也會導致患者出現口渴等問題。當學生在教師的引領下，利用這種方法深入到章節知識點的學習活動中后，教師就能從不同層面對學生進行有效引領，從而使課程教學發生根本性改變，學生的科學思維也能得到培養。在此基礎上，學生利用生物知識解決和分析實際問題的能力也會得到培養和提升。

3. 小組合作展開探究活動

在借助構建模型對血糖調節相關問題進行全面分析之后，在課堂上教師要留出時間引導學生借助小組合作的方式來展開探究，以便學生充分利用課堂上所總結出的模型圖，使學生在應用的過程中科學思維得到培養。在這一環節的教學實踐中，教師可以為學生提供日常生活中常見的案例，例如人們在進食之后血糖會發生哪些變化？這一過程怎樣用血糖調節模型來展開分析？在學校長跑比賽過程中，參與比賽的同學在運動過程中，血糖會發生怎樣的變化？為什么吃糖過多很容易導致人體肥胖？怎樣做才能有效減肥？這些問題與本單元所學知識點都有密切聯系，在教學活動開展過程中，教師要給予學生充足的時間，讓學生對相關問題進行分析和探究，在此基礎上就能使學生在合作探究問題的過程中充分應用本單元所學知識，從而熟練掌握分析模型中的相關內容，使學生的科學思維得到培養。當學生借助模型對相關問題進行全面分析之后，教師要特別注重指導學生在課堂上進行總結，以便活學活用本節課所涉及的知識點，在此基礎上就能改變傳統教學模式下過于注重理論教學，忽視對學生科學思維培養的現狀，使制約教學活動有效開展的因素得以解決。

總之，高中生物教師基于科學思維培養開展生物課堂教學的過程中，要著力改變傳統的教學模式和方法，積極引導學生借助構建模型來綜合利用章節所學知識。在此基礎上，學生就能深入到對知識點的應用和問題的探究活動中，從而使學生的學科核心素養得以培養，使教學活動取得理想效果。