借助教材經(jīng)典實驗培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

王慧

科學(xué)思維作為生物學(xué)科核心素養(yǎng)的主要內(nèi)容，是形成生命觀念的重要途徑，也是科學(xué)探究的重要組成部分。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出，科學(xué)思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的習(xí)慣和能力。學(xué)生應(yīng)該能夠基于生物學(xué)事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方式，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會議題。

教材中的經(jīng)典實驗是培養(yǎng)和提升學(xué)生科學(xué)思維很好的素材，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)實驗設(shè)計者的思想和方法，有助于學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)和提升。例如，人教版教材在“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這一節(jié)中有三個經(jīng)典實驗，以其中的“噬菌體侵染細菌”這一經(jīng)典實驗的學(xué)習(xí)為例，簡要闡述如何培養(yǎng)和提升學(xué)生的科學(xué)思維。

首先，巧設(shè)情景，吸引學(xué)生思考。展示當(dāng)時的科學(xué)家對艾弗里實驗結(jié)論的質(zhì)疑以及艾弗里自己對實驗的反思：蛋白質(zhì)沒有被完全去除可能會影響肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化。請學(xué)生一起思考如何解決這個難題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

其次，設(shè)計問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。教師通過精心設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生思考，在問題情境中培養(yǎng)和提升學(xué)生的科學(xué)思維。問題1：請分析科學(xué)家選擇T2噬菌體的理由是什么？問題2：選擇什么元素去標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA？如何分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA？問題3：已標(biāo)記的T2噬菌體侵染細菌，為什么細菌不可以進行同位素標(biāo)記？問題4：請分析35S標(biāo)記蛋白質(zhì)這組實驗中放射性為什么主要出現(xiàn)在上清液中？為什么沉淀物中還有少量的放射性？問題5：請分析32P標(biāo)記DNA這組實驗中放射性應(yīng)該出現(xiàn)在什么位置？為什么上清液中會出現(xiàn)少量放射性？問題6：這個實驗成功進行需要控制的無關(guān)變量有什么？學(xué)生在解決問題過程中，培養(yǎng)和提升了分析和推理、概括以及批判性等科學(xué)思維。

最后，遷移所學(xué)，解決相應(yīng)問題。DNA并不是生物唯一的遺傳物質(zhì)，請學(xué)生借助學(xué)習(xí)到的方法，進行實驗設(shè)計：探究煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA還是蛋白質(zhì)？學(xué)生通過小組合作，設(shè)計實驗并預(yù)設(shè)實驗結(jié)果。

借助噬菌體侵染細菌這一經(jīng)典實驗的學(xué)習(xí)，并運用所學(xué)方法去解決相應(yīng)問題，使學(xué)生的分析與綜合、歸納與推理、批判性等科學(xué)思維得到培養(yǎng)和提升。教材中的經(jīng)典實驗有很多，教師可以通過精心設(shè)計，讓它們承載起培養(yǎng)和提升學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)功能。

科學(xué)思維的培養(yǎng)和提升是一個長期而復(fù)雜的過程。在教學(xué)過程中教師會面對很多困難：一是面對有限的課時，如何保證課堂上培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維所需的時間；二是教師在提升學(xué)生科學(xué)思維的同時，如何兼顧學(xué)生生命觀念的形成，以及社會責(zé)任的養(yǎng)成，進而培養(yǎng)會健康生活、有愛國情懷的合格公民。這些困難需要每一個教師用心思考并積極解決，推進新課程改革順利進行。

編輯 _ 李剛剛