釋放學生潛能構建高中生物科學思維課堂

正所謂 “學起于思，思源于疑”，有 “疑” 便有“思”。然而，培養學生的科學思維并不僅僅是提出問題以牽引學生的學習方向，而是要引導他們主動思考與積極探究，使其能夠發現新問題并深入思考，從而釋放學習潛能。在高中生物教學中，教師應千方百計地幫助學生釋放學習潛能，引領學生主動思考生物現象，激活他們的生物思維，讓他們積極探索生物科學的奧秘，進而順利構建科學思維課堂。

一、高中生物科學思維的具體內涵

科學思維屬于思考方式的一種，屬于人類認識現實世界、參與科學探究需要遵循的方法、規律及路徑，在高中生物學科中，科學思維主要涉及以下方面：第一，概括和歸納能力。通過觀察、分析和研究實驗現象，概括歸納出規律性和本質性結論，以生物實驗助推學生理解記憶知識要點，感悟科學思維，促進能力發展。第二，演繹和推理能力。高中生物教學常用 “假說演繹法”，教師引領學生觀察分析實驗現象，提出假設并推理演繹，驗證假設得出結論，培養演繹推理能力。第三，建模和模型能力。模型設計是高中生物有效直觀的學習方法，教師借助模型讓學生認識生物與實物關系本質，記錄分析實驗數據建立實驗模型，培養建模和模型能力。第四，創造和批判能力。在科學探究中，創造性與批判性思維體現為反思意識和質疑精神。高中生物教學中，教師要引導學生保持質疑精神，提出疑問和見解，共同分析探討，培養創造和批判能力。

二、構建高中生物科學思維課堂的要點

（一）統籌兼顧，科學制定培養計劃

在高中生物教學中構建科學思維課堂時，教師需從學生視角切入，對科學思維教育進行深入解讀。培養學生的科學思維能力有助于他們生物學科成績的提升，使其生物學習能力與個性特征均得到一定程度的發展。其中，科學思維強調知識點之間的邏輯關系，參照客觀事實，依據科學規律，能夠按照不一樣的分類思路呈現出多元化的思維培養方向，促進學生綜合學習能力的發展。基于學生革新學習行為視角來看，培養科學思維能夠推動他們實現個性發展與成長；而在生物學科成績提高方面，培養學生科學思維有助于邏輯思維的發展，使其以邏輯視角審視生物知識，深度解讀知識之間存在的內在聯系。構建高中生物科學思維課堂過程中，教師應兼顧統籌，科學制定培養計劃，全面梳理與合理分配能力培養目標，達到全面訓練與全方位覆蓋的效果，讓學生的科學思維可以在每一節課中均得到一定的訓練，不斷發展他們的科學思維能力。

（二）循序漸進，建立能力培養階梯

在構建高中生物科學思維課堂過程中，釋放學生潛能的同時，會受到科學思維模式的感染，學會以科學視角來看待生活中的生物現象，通過科學行為審視、分析與處理生活中的生物問題，長此以往，他們的個性特征將會向著更為理性的方向發展，慢慢形成嚴謹、縝密、務實、求真的優秀品格。基于學生綜合學習能力視角來說，科學思維的影響力并不僅僅對生物學科的學習有所影響，還對化學、物理、數學等多個學科有較為密切的聯系。科學思維的培養是一項重要的長期教育任務，短時間內很難一蹴而就，而是要持續發展，慢慢見成效。學生思維能力的發展具有一定的漸進性，他們的認知水平將會伴隨著思維能力的發展而緩緩提升。故而，高中生物教師構建科學思維課堂時，應當考慮到學生的認知特征與身心發展規律，精心設計從低階到高階、由易到難的階梯性科學思維培養規劃，循序漸進地提升他們的科學思維能力，使其實現穩步成長。

三、構建高中生物科學思維課堂的途徑

（一）巧妙設計課堂活動，有效激活學生思維

崇尚且形成良好的科學思維習慣，是高中生物學科核心素養的基本要求之一，這表明在課堂上應極力發揮出學生的主體作用，圍繞教學主線，確定科學思維的培養為核心，著重發展他們的自主思維、批判精神與創新意識。因此，為釋放學生潛能，構建高中生物科學思維課堂，教師首先需巧妙設計豐富多樣的課堂學習活動，利用一些有趣的生物現象或資源有效激活學生的思維，使其主動學習。

例如，在進行“細胞是生命的單位”教學時，教師先在課件中呈現一組常見生物的圖片，搭配導語：自然界中的生物種類繁多、千差萬別，組成這些生物體的細胞形態、結構與功能各異，但是又有不少共同特征，直至17世紀中期，制成第一臺光學顯微鏡后科學家才發現細胞，那么細胞是怎么構成生物體的？構成不同生物體的細胞有何共同點？讓學生回憶之前所認識的細胞，激活他們的知識背景。接著，教師要求學生認真觀察自己的雙手，嘗試找出單個細胞，他們發現無法看到單個皮膚細胞，主要原因在于肉眼分辨率低，細胞卻十分微小。然后，教師設疑：有何辦法能夠看到手上的單個細胞？最早發現細胞的科學家是誰？他是如何發現的？引導學生自主閱讀教材內容，嘗試歸納細胞學說的建立過程，使其發現這是一個漫長的過程，科學發現是眾多科學家共同參與努力的結果，還離不開科學技術的支持。

（二）緊密結合生活實際，引發學生思維靈感

從根源上看，大部分學科知識都來源于實際生活，高中生物這一自然科學類科目也不例外，生物學是一門同實際生活密切相連的學科，不僅課本中有大量的生活元素，而且生活中的生物現象更是隨處可見，這為生活化教學的推進提供了優質資源與良好契機。對此，高中生物教師可緊密結合生活設計構建科學思維課堂，利用熟知的生活現象引發學生的思維靈感，使其學習潛能得到充分釋放，讓他們從實際生活中發現、分析與處理問題。

例如，在進行“酶是生物催化劑”教學時，教師可采用談話導入法：大家平時在生活中是否聽說過酶？然后設計過渡語：酶與實際生活關系密切，吃飯時細嚼慢咽就會產生甜甜的感覺，原因在于唾液中含有淀粉酶，能將淀粉分解成有甜味的麥芽糖；加酶洗衣粉和普通洗衣粉相比，洗完的衣服會更加干凈，因為酶能夠促進臟污的分解；當胃不好時，醫生會給病人開一些含酶藥物幫助消化。接著，教師設疑：酶在生活中有著如此廣泛的運用，那么酶到底是什么物質？在生物體中起著什么樣的作用？要求學生自主閱讀“斯帕蘭扎尼喂鷹實驗”，思考：為什么要把肉放到金屬籠子里面？根據該實驗能夠得到什么結論？學生發現，是為了排除物理性消化，胃能夠消化肉類物質，讓他們結合生活實際產生思維靈感，促進科學思維課堂的構建。

（三）精心設置課堂提問，充分展現個人思維

提問作為課堂教學中的一個常規環節和常用手段，對調動學生積極思維有著重要作用，使其找到思考的方向，讓他們以解決問題為導向，并通過處理問題獲得一定的成就感與滿足感，有助于科學思維的發展。具體到高中生物教學中，教師應當圍繞所授內容精心設置課堂提問，鼓勵學生結合所學知識及認知積極表述自己的看法與見解，使其充分展現出個人思維，盡情釋放自身生物學習潛能，借此培養他們批判性、獨創性與靈活性的思維品質。

例如，在進行“光合作用將光能轉化為化學能”教學時，教師先拋出問題：怎么解決日益增長的人口與糧食緊缺問題？提示學生聯系初中時所學的生物知識，聯想到有機物的來源是植物的光合作用，然后出示有關地球表面上綠色植物每年通過光合作用制造有機物的資料，引導他們一起閱讀、分析和討論，順勢導入新課。接著，教師指導學生根據教材內容操作實驗“綠葉中色素的提取和分離”，討論以下問題：為什么要使用新鮮綠葉，否則會出現什么結果？研磨時為什么要加入碳酸鈣與二氧化硅？為何要剪去濾紙條的兩角？層析時層析液為什么不能沒過濾液細線？綠葉中的色素在層析液中溶解度大小該怎么排序？哪種色素含量最多？加入濾紙條上沒出現色素帶，可能原因是什么？顏色偏淺的原因又是什么？引領他們在問題導向下深入分析實驗，使其積極釋放潛能，展現出個人思維，把實驗結果與操作相結合，形成科學思維。

（四）借助現代教育技術，極力調動學生思維

當前，以信息技術、多媒體技術與網絡資源等為代表的現代教育技術已經廣泛運用至教學領域，能夠強烈刺激學生的聽覺、視覺等多個感官，有效調動他們的思維，使其學習效率變得更高，且對所學內容記憶得更為深刻、牢固。要想通過釋放學生潛能構建高中生物科學思維課堂，教師應借助現代教育技術的優勢，結合圖片、視頻、動畫等以圖文并茂的方式呈現教學內容，及時疏通學生的思維，使其可以合理、靈活地學習，培育他們的科學思維。

例如，在進行“細胞通過分裂增殖”教學時，教師先講述：細胞如生物體一樣要經歷生長、衰老、死亡，假如只有死亡，沒有增殖是不可能的，那么細胞是怎么增殖的？細胞增殖對生物體有何意義呢？學生經過簡單思考以后發現，僅靠原有生物知識難以解決問題，這便激發了他們學習新課的欲望。接著，教師利用多媒體技術展示細胞周期示意圖及不同細胞的周期持續時間表，帶領學生學習細胞周期相關知識，使學生意識到細胞分裂是一個較長的周期，原因是細胞分裂期間要做充分的物質準備，課件中同步呈現資料，讓他們了解細胞增殖過程。之后，教師利用信息技術手段展示植物細胞有絲分裂的動態過程，通過分段播放的方式介紹細胞內出現的變化，且將各個階段典型特征的剪貼圖粘貼到黑板上，要求學生認真觀察與比較，說出不同分裂期的主要依據，隨后運用同樣的方式帶領他們學習動物細胞分裂增殖情況，實現科學思維課堂的構建。

（五）把握實驗教學契機，發展創新科學思維

生物學作為一門以實驗為基礎的科學，不少知識結論都是前人經過反復實驗獲得的，實驗教學也屬于高中生物教學中的關鍵構成部分，既是學生學習理論知識的重要途徑，也是培養他們科學思維的關鍵渠道，使其在實驗輔助下展開科學思考。對此，高中生物教師應把握好實驗教學的契機，以演示實驗為發起點，盡可能為學生提供自主設計、操作與完成實驗的機會，使其在實驗中釋放學習生物的潛能，發展他們的創新科學思維及研究的科學態度。

例如，在進行“物質通過多種方式出入細胞”教學時，當學習“被動運輸”這部分內容時，教師可以組織學生圍繞“植物細胞的吸水與失水”重新設計與優化實驗，在該實驗中，通常使用的材料為洋蔥鱗片葉外表皮，由于細胞液是紫色，所以無需染色，在確保細胞具有活性的基礎上就能夠看到細胞質與細胞壁的分離現象。教師可借此引領學生提出猜想與思考：如果使用洋蔥鱗片葉內表皮細胞操作同樣的實驗，是否同樣會產生細胞質與細胞壁的分離現象？假如存在的話，需要如何操作才可以看得到？由此釋放學生的潛能，使他們對實驗思路進行改進，即只需把蔗糖溶液添加顏色即可，即便在同樣的步驟操作下，也能夠看到細胞質與細胞壁的分離現象，通過染色發現細胞內原生質無色、細胞外有顏色。這樣通過對原有實驗的微小改動，讓學生通過釋放潛能改進實驗思路與操作方法，以此培養他們嚴謹與創新的科學思維。

（六）合理運用激勵評價，促使學生呈現思維成果

思維是在大腦中發生和運行的，要想了解學生是怎么進行思考的，教師就需刻意安排一些特殊環節對他們的思維活動進行評價，合理、及時地反饋學生的思維質量，以此促進他們科學思維的發展與提升。這就要求高中生物教師在日常的教學中合理運用激勵評價，提倡學生大膽發言，釋放學習潛能，使其呈現思維成果，并長期跟蹤他們的思維變化與發展，通過系統化訓練有效提高學生的思維品質與科學思維，促進高中生物科學思維課堂的構建。

例如，在進行“基因突變可能引起性狀改變”教學時，針對“同一個體的骨骼肌細胞與胚胎干細胞中所表達的基因是否相同”這個問題，教師在不同學段可以提問同一位同學，這位同學在高一年級時可能會回答：因為基因存在有選擇性表達，在同一個體內骨骼肌細胞與胚胎干細胞中所表達的基因是不一樣的；在高二年級時可能會回答：因為胚胎干細胞可以分化為多種細胞，故胚胎干細胞所表達的基因種類比骨骼肌細胞要多；而在高三年級時可能會這樣回答：這兩種細胞中存在的基因數目相同，一些基因均有所表達，不過有的基因只會在某種細胞中進行表達，如同呼吸有關的酶在很多種細胞中均有所表達，但是在另外部分基因中卻有選擇地表達。結合學生的回答，教師可以發現他們一開始是對所學知識的生搬硬套，然后可以把已學的新舊生物知識聯系起來，最后形成深刻理解，使其思維變得更為開闊。

總的來說，在現代化教育觀視角下的高中生物教學活動中，教師須盡力釋放學生潛能，深入領會科學思維課堂的內涵、要點與實質，及時轉變原有教學方式，采用科學合理的教學途徑構建科學思維課堂，巧妙設計貼近學生實際思維水平的學習活動，激活他們的生物思維，同時搭配評價量規，有效增強學生的思維能力及品質，通過釋放他們的潛能實現高效教學。