試論高中生物學深度學習對科學思維能力的培養

師喆瑋

摘 要：在新課標指導下，高中生物教師必須改變傳統表層學習的現狀，指向深度學習。深度學習作為當前最為重要的學習理念之一，以知識技能目標為基礎目標，進一步重視了學生綜合素養的發展。本文在學科核心素養基礎上提出科學思維能力，關注學生學習的靈活性、獨立性、思辨性，探究高中生物學如何促進學生深度學習，實現對學生理性思維品質的培養，發展學生核心素養，提高學生綜合能力。

關鍵詞：高中生物學；深度學習；科學思維能力；培養策略

【中圖分類號】G633.91 ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ? ? ? ? 【文章編號】2097-2539（2023）18-0125-03

新課改強調教師要結合學科特點對教學模式加以調整，引導學生通過學習，促使學生認識到生物學在人類生存、科技發展、社會進步等方面的貢獻，樹立生命觀念，形成科學思維習慣，掌握科學探究的思路與方法，具有開展實踐活動的意愿和社會責任感。為此，教師必須改變傳統學習模式，實現深度學習，培養學生科學思維能力，發展核心素養，讓學生可以將所學知識運用到實際生活發展，以實現其對社會、經濟、生活等方面的積極影響。

1.高中生物學教學現狀

（1）學生淺層學習現象的普遍性

順應時代發展，大力推動教育教學改革創新。在此背景下，傳統教學模式的弊端顯現出來，逐步被優化和改進。比如，出現了探究式教學模式、情境式教學模式，翻轉課堂教學模式，以學生為主體，更為關注學生參與和發展。其中淺層次學習就是傳統教學模式下最大的一個問題，將書本內容作為核心，教師作為主體，導致學生成了知識的接收者，這不符合新時代教育思想。雖然教育教學改革持續推進，這種淺層式學習問題仍然存在，還非常普遍，比如，教師關注學生對理論知識的掌握，關注學生學習成績和知識記憶情況，忽視了學生在學習過程中的思維發展、知識系統構建、知識遷移運用等深度學習能力。

結合學生在高中生物學科學的深度學習現狀，效果并不理想，還是有接近一半以上的學生在學習生物學的過程中以淺層學習方式為主，沒有達到深度學習狀態。對于高中學生，教師在教學中會潛意識地將高考作為核心目標，希望學生通過學習獲取好成績。為此，整個教學過程中，過于關注知識記憶和解題，讓學生的理解處于淺層次，而不是深度學習。

（2）高中生物學教學中科學思維培養現狀

科學思維是有意識地尋求知識的過程，重視思考，有著尊重事實、崇尚事實的求知態度，能夠運用科學的思維去認識事物，提出并解決問題的思維習慣和能力。新課標對于科學思維的定義，指的是尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用理性思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。在生物學課程學習中，科學思維能力是學生有意識地尋求生物知識的過程，掌握科學論證技能并且可以按照思維規律認識生物內容的理性活動。生物學中的理性思維具有概括性、實踐性、邏輯性、目的性特點。

高中生物學教學中，對于學生科學思維能力的培養并不理想，學生在學習中缺乏理性思維，理解分析問題都趨于表面化。科學思維能力主要包括思維習慣、問題意識、獨立思考的習慣，思維目的；問題的預見性、目標的清晰性，認知態度；尊重事實和證據，甄別信息、辯證求實，學習策略；觀察、比較、分析、抽象與概括的能力；建模、總結概括、歸納演繹等。結合實際情況，對于高中生物學教學中學生科學思維能力的培養，還存在諸多問題：第一，思維目標意識薄弱，學生對問題的觀察能力和預知性不足，整合信息能力弱，更為關注對理論知識的直接套用，而不是形成自己的理解。第二，思維缺乏主動性，受傳統教學思想影響，學生面對問題，更多是尋求教師的幫助和指導。就如在生活中發現的生物現象和問題，第一時間去詢問教師，而不是主動搜集資料解決問題，教師也會夸獎學生的發現，并且為其解釋問題，學生習慣于接受現成的知識。第三，思維遷移能力不足，學生對于生物知識的掌握屬于硬性記憶，缺少靈活性，導致學生在運用所學知識解決生物學現象和解決生活問題的能力弱，無法將生活與知識緊密聯系起來，可以對考試題目對答如流，遇到真實問題卻不能靈活應用。第四，思維概括能力弱，思維定式嚴重，學生在生物學習過程中，無法有效地對知識進行總結歸納，將知識碎片化的存放在腦海中，沒有構建屬于自己的知識體系。

2.高中生物學深度學習與科學思維的聯系

（1）新課標對高中生物學教學的要求

在新時代，科學技術迅猛發展，信息化進程加速推進傳統領域與智能、信息之間的交互和融合，并實現革新，更好地適應并推動新時代發展。全球經濟背景下，各方面競爭日益激烈，社會對人才也提出了更高要求，這對教育來講是新的挑戰也是創新機遇。為此，教師要通過各種思維模式和方法培養出具有綜合能力的人才，更為關注人才實際能力和現實發展，而不是局限于分數。在傳統淺層學習基礎上，教師要引導學生深度學習，讓學生在學習過程中高度投入和積極體驗，去掌握核心知識，并且可以運用所學知識解決現實問題。深度學習是實現且有意義學習的高階學習方式，最終指向學生思維發展。

在此背景下，新課標也在不斷更新，其中，發展學生核心素養為重要內容，核心素養也成為新時代對人才衡量的一個綜合標準。各學科也結合自身學科特點探究核心素養具體的內容。生物學學科核心素養則是生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個部分，以此為目標，課堂教學隨之發生轉變，從淺層次教學逐步轉為深度教學。

（2）深度學習的實質是發展科學思維能力

深度學習，是被不斷挖掘和豐富的，不局限于文字概念，包括從對知識的深入理解到知識遷移應用，從知識延伸到對過程策略的探索。深度學習是學生通過具體的活動和切實體驗進行學習，強調對學習對象的自主加工，重視對知識靈活遷移應用，發展高階思維，實現終身學習。所以深度學習的實質就是促進學生科學思維能力的發展，思維發展是深度學習核心目標及意義，可以讓學生思維高度投入，完成任務。這里的深就體現于高層次思維活動上。通過深度學習，不斷拓展學生思維深度，引領學生思維水平實現高層次發展。

（3）科學思維發展促進深度學習

深度學習的核心是實現學生思維發展，反之，科學思維品質發展可以促進學生深度學習的開展，也就是深度學習能有效培養學生科學思維品質，要想培養學生科學思維品質，就必須引導學生深度學習，如此可見二者之間的關系。培養科學思維能力和學生深度學習是存在一致性的，二者相互作用相互促進，深度學習的核心目標是科學思維品質發展。

3.高中生物學深度學習對科學思維能力培養策略

（1）設計開放性問題，拓展學生思維

基于深度學習實現對科學思維品質的培養，首先就要打開學生思維，如此才能進一步讓學生全面考察問題，從事物多種多樣的聯系和關系中去認識事物。思維的關鍵在于學生自主、主動地思考分析。本文建議教師設計開放性的問題，以問題激發學生思維發展，實現思維拓展。在以往教學中，學生對于知識出現了碎片性的認知，缺少對其的整合。教師就可以借助這一點，合理設計開放性問題，讓學生的思維走出課堂所學，走向學科，走進生活，回顧以往知識，拓展思維。

在教學某些小章節內容時，教師可以讓學生依據所學知識去思考更多與之有聯系的知識和現象，打開學生思維，實現對思維的拓展。例如，在完成對“蛋白質是生命活動的主要承擔者”該小節知識教學的同時，教師可以設計開放性的問題：“圍繞蛋白質可以聯系哪些知識呢，你能想到現實生活中哪些問題呢？”這樣完全開放性的問題，可以讓學生不再將思維局限于蛋白質的學習，而可以主動去整合和回顧所學知識。學生可以從氨基酸、化合物、結構蛋白等知識入手，然后經過繼續思考，提出其相關作用，最后將思維拓展到實際生活，從雞蛋、羽毛、頭發等去探究相關知識，如雞蛋煮熟后蛋白質會發生變性。整個過程所有學生一起思考，相互補充，推動思考的逐步深入拓展。思維的碰撞會讓答案更為全面，有助于學生相互學習，從多個角度思考問題，培養學生思維廣闊性。

（2）構建概念圖，訓練學生邏輯思維

邏輯思維也是科學思維品質的一部分，思維邏輯性是學生在考慮和解決問題時能夠做到腦路清晰，條理清楚，嚴格遵守邏輯規定，并且實事求是。在高中生物學學習中，不論是教師的“教”還是學生的“學”，對于知識都是碎片化的呈現，未能構建完整的知識框架。為此，教師可以運用概念圖，也可以利用思維導圖，借此訓練學生邏輯思維。

高中生物學教材的每一個章節都圍繞一個主題設置知識點，比如，“走進細胞”章節下有兩個知識點：細胞是生命活動的基本單位，細胞的多樣性和統一性。“細胞的基本結構”設置三個知識點：細胞膜的結構與功能，細胞器之間的分工合作，細胞核的結構和功能。每一個章節的主體都是緊扣單元主題。為此，教師在教學中就可以利用這一點，引導學生基于主題視角主動去構建概念圖。比如，以“細胞的基本結構為主題”構建該單元思維導圖，匯總章節知識，讓學生對知識進行梳理，繪制思維導圖，基于單元視角構建知識體系，還能完成對相關知識的復習鞏固與匯總。就如上述舉例對于蛋白質相關知識的思維發散，學生諸多答案是發散凌亂的，結果對于學生來講根本無從掌握。為此，教師就可以以“蛋白質”為中心，繪制概念圖，讓無序的知識變為有序，層次分明，不僅可以幫助學生內化知識，還能訓練學生邏輯思維。

（3）探索科學史，培養學生批判思維

學生可以根據客觀標準，從實際出發，公正評價，明辨是非，這也是科學思維的重要凸顯，要實事求是。培養學生的批判思維能力，可以讓學生不受他人思想影響，嚴格正確對待他人觀點，分析優缺點，相信科學。生物學科蘊含著豐富的科學思想，科學方法，對于培養學生批判思維有著重要作用。教師可以利用科學史培養學生批判思維，改變傳統思維限制。

科學史是一個發展歷程，也是探索過程，在教學中，教師可以通過設計一些任務來激發學生去探究：重走科學家的探究之路。在探究過程中，教師引導學生親歷探索知識的過程，一步一步在探索中獲得相關概念和經驗。通過科學史學習，學生可以體會科學家深入探究、提出問題、解決問題的過程，學習科學家思考問題的方式，培養思維的批判性。

（4）實驗活動，促進思維靈活性

很多學生學習生物知識，都只是將教材內容進行記憶，無法實現對其的應用與理解，這就是學生思維缺乏靈活性的表現。教師在培養學生科學思維品質時，也需要注意學生思維的靈活性，促使學生從實際出發，能夠根據事物的發展具體隨機應變，從不同角度和方向，提出符合實際的方案，去解決實際問題。

教師可以充分借助實驗，利用實驗活動來促進學生思維靈活性。一方面，教師在生物學實驗教學中，可以基于教材實驗，進行內容拓展，比如，從“綠葉中色素的提取與分離”拓展到思考探究“變黃蔬菜葉子、三角梅等其他顏色的葉子做實驗材料，會得出什么樣的結果”，將簡單對照課本重復經典實驗的活動，變為新情境下的生物學問題，引導學生靈活運用所學知識分析問題。另一方面，可以充分借助實驗過程中的“失誤”，學生在實驗過程中可能會犯錯，教師就可以借助失誤讓學生去思考探究，讓學生靈活運用所學知識。最后要將復雜的生物現象和實踐結合進行分析加工，抓住事物本質與規律。如針對泡菜的酸來探索酸味來自哪種物質，可以從乳酸的產生、乳酸菌代謝類型、乳酸發酵反應以及利用乳酸發酵可以制作什么等方面出發，逐步從現象到本質，深化學生理解，內化知識。

4.結語

本文對于高中生物學深度學習對科學思維能力培養的研究，明確了目前高中生物學教學中，不論是深度學習還是科學思維能力培養，都存在諸多不足，需要進一步優化改進。并且基于新時代對人才培養要求以及核心素養的提出，對高中生物學深度學習對科學思維品質培養提出具體的策略：設計開放性問題、利用概念圖、探索科學史、實驗操作，促進學生思維發展，以此實現對學生科學思維能力的培養，希望對教學實踐有一定參考作用。

參考文獻

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