農(nóng)村高中生物教學(xué)中構(gòu)建科學(xué)思維模式的策略研究

摘 要：農(nóng)村地區(qū)教育資源相對有限，學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊，這些都為生物教學(xué)帶來了挑戰(zhàn).生物學(xué)作為一門實驗性和綜合性強的學(xué)科，需要通過科學(xué)思維的引導(dǎo)實現(xiàn)對復(fù)雜概念的理解和應(yīng)用.教師在探索相關(guān)策略時，不僅要重視學(xué)生生物知識的理解和應(yīng)用，還要關(guān)注學(xué)生思維方式的培養(yǎng)和跨學(xué)科知識的整合.

關(guān)鍵詞：農(nóng)村；高中生物教學(xué)；科學(xué)思維模式；策略研究

中圖分類號：G632 ""文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ""文章編號：1008-0333（2024）36-0130-03

收稿日期：2024-09-25

作者簡介：周麗君（1991.4—），女，江蘇省南京人，碩士，中學(xué)一級教師，從事高中生物教學(xué)研究.

基金項目：揚州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度一般課題“基于實驗情境的農(nóng)村高中生生物科學(xué)思維品質(zhì)提升策略”（課題立項號：2022/N/019）.

隨著教育改革的深入推進(jìn)，農(nóng)村高中生物教學(xué)在構(gòu)建科學(xué)思維模式方面面臨著新的挑戰(zhàn)和機遇.本文詳細(xì)闡述當(dāng)前農(nóng)村高中生物教學(xué)中構(gòu)建科學(xué)思維模式的多種策略，實踐證明，這些策略的實施不僅有助于提升學(xué)生的生物學(xué)科理解能力，還能有效促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)探究精神和綜合素質(zhì)的發(fā)展.

1 農(nóng)村高中生物教學(xué)中構(gòu)建科學(xué)思維模式的意義

1.1 促進(jìn)農(nóng)村學(xué)生的創(chuàng)新能力發(fā)展

農(nóng)村的成長環(huán)境使學(xué)生具備了動手能力強、動腦思考靈活的特點，然而，由于資源相對匱乏，學(xué)生需要在有限的條件下創(chuàng)新解決問題.科學(xué)思維模式的構(gòu)建能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，讓他們在面對挑戰(zhàn)時，能夠獨立思考并提出新穎的解決方案.例如，在缺乏實驗設(shè)備的情況下，學(xué)生可以運用身邊的材料進(jìn)行實驗和探究.這種創(chuàng)新精神不僅有助于他們在學(xué)習(xí)上取得進(jìn)步，也為其未來的職業(yè)生涯奠定了良好的基礎(chǔ).

1.2 提升農(nóng)村學(xué)生解決實際問題的能力

農(nóng)村的學(xué)生在日常生活中與自然環(huán)境的接觸更多，他們有機會直接觀察和體驗自然界中的生物現(xiàn)象［1］.通過科學(xué)思維模式的構(gòu)建，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將這些現(xiàn)象與生物學(xué)知識相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論的能力.例如，學(xué)生可能在田間發(fā)現(xiàn)某種作物的病害，通過教師的專業(yè)引導(dǎo)，發(fā)揮科學(xué)思維優(yōu)勢，探究病害產(chǎn)生的原因，并提出有效的解決方案.這樣的實踐不僅增強了學(xué)生的動手能力，還提升了學(xué)生解決實際問題的信心和能力.

2 農(nóng)村高中生物教學(xué)中構(gòu)建科學(xué)思維模式的策略

2.1 將抽象知識具象化，培養(yǎng)學(xué)生分析和聯(lián)想能力

生物學(xué)知識涵蓋了從微觀的分子結(jié)構(gòu)到宏觀的生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容，學(xué)生需要具備一定的抽象思維能力才能理解這些知識，然而，由于農(nóng)村學(xué)校的實驗設(shè)備和教學(xué)資源相對較為匱乏，學(xué)生缺乏直觀的實驗操作和觀察機會.因此，將抽象的生物知識具象化，幫助學(xué)生建立起分析和聯(lián)想的能力，已經(jīng)成為農(nóng)村高中生物教學(xué)中的一項重要策略［2］.

在“生物細(xì)胞知識”的教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察農(nóng)村環(huán)境中常見的植物和動物，并結(jié)合這些實例講解細(xì)胞的相關(guān)知識.例如，可以讓學(xué)生觀察一片葉子，用顯微鏡觀察葉片中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并解釋這些細(xì)胞如何通過光合作用提供植物生長所需的能量.這種直接的觀察體驗?zāi)軌蜃寣W(xué)生更直觀地理解細(xì)胞作為生命基本單位的概念.農(nóng)村的自然資源豐富，教師也可以帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實際操作和實驗，幫助學(xué)生將抽象的知識具體化.例如，組織學(xué)生從家中所帶的水果、蔬菜中提取細(xì)胞，通過顯微鏡觀察植物細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，學(xué)生在觀察到細(xì)胞壁、細(xì)胞核、葉綠體等結(jié)構(gòu)時，能夠直觀理解細(xì)胞的基本構(gòu)造及其功能.這種直接的實驗操作，不僅讓學(xué)生“看見”了細(xì)胞，還能激發(fā)學(xué)生深入探索細(xì)胞知識的興趣.教師用比喻的方法，將細(xì)胞比喻為一個小工廠，各個細(xì)胞器就像工廠中的機器，有著不同的功能.細(xì)胞膜可以比作工廠的圍墻，控制著物質(zhì)的進(jìn)出，細(xì)胞核則像是工廠的控制中心，管理著所有活動.通過這種形象的類比，學(xué)生能夠更好地理解細(xì)胞的復(fù)雜性和精細(xì)性.

2.2 關(guān)注概念的內(nèi)涵和外延，明確知識的內(nèi)在邏輯

在農(nóng)村高中生物教學(xué)中，學(xué)生往往缺乏足夠的學(xué)習(xí)資源和信息獲取渠道，這使他們在理解生物學(xué)概念時容易停留在表面，缺乏對概念內(nèi)涵和外延的深刻理解.此外，由于農(nóng)村教育資源相對有限，學(xué)生接觸到的學(xué)習(xí)材料和實驗機會較少，對知識的內(nèi)在邏輯和系統(tǒng)性理解不夠深入.這種情況下，教師有必要通過深入關(guān)注概念的內(nèi)涵和外延，幫助學(xué)生厘清知識的內(nèi)在邏輯，從而更好地構(gòu)建科學(xué)思維模式［3］.

例如，在教學(xué)“有氧呼吸過程”相關(guān)概念時，教師可以結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗，進(jìn)一步加強其對有氧呼吸概念的理解.例如，可以帶學(xué)生觀察農(nóng)村中常見的植物或農(nóng)作物，通過討論植物在光合作用和呼吸作用中的能量轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生理解有氧呼吸對植物生長和能量平衡的重要性.這種結(jié)合實際的教學(xué)方法不僅能夠幫助學(xué)生理解抽象的概念，還能讓學(xué)生將知識應(yīng)用于實際生活中.回到課堂上，教師可以制作一張包含有氧呼吸各個階段的流程圖或模型，讓學(xué)生在視覺上理解這一過程.圖表應(yīng)包括主要階段：糖酵解、檸檬酸循環(huán)、電子傳遞鏈.教師在介紹這些概念時，不僅要講解每個階段的化學(xué)反應(yīng)和參與的物質(zhì)，也要幫助學(xué)生理解這些反應(yīng)的意義及其在細(xì)胞代謝中的作用，還要解釋每個步驟中化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)和酶的作用.例如，糖酵解的目的是將葡萄糖分解為丙酮酸并釋放少量能量、檸檬酸循環(huán)則是進(jìn)一步氧化丙酮酸，產(chǎn)生更多能量.還要探討有氧呼吸對生物體整體代謝的重要性，解釋為何有氧呼吸能比無氧呼吸產(chǎn)生更多能量，以及其在不同生物體中的普遍性.這樣，學(xué)生不僅學(xué)會了理論知識，還能夠?qū)⑵鋺?yīng)用到實際問題的解決中，進(jìn)一步增強了科學(xué)思維能力.

2.3 積極借助實物模型，增強學(xué)生空間想象能力

在農(nóng)村高中生物教學(xué)中，學(xué)生在學(xué)習(xí)一些復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)和過程時，常常會因為缺乏直觀的視覺工具和實踐機會而感到困惑.例如，細(xì)胞器的三維結(jié)構(gòu)、DNA雙螺旋的構(gòu)造、光合作用和呼吸作用的過程等，都是具有空間性和動態(tài)性的內(nèi)容，僅通過課本上的二維圖示難以全面理解這些概念.因此，積極借助實物模型增強學(xué)生的空間想象能力，可以有效構(gòu)建科學(xué)思維模式.

在教學(xué)“生物膜流動鑲嵌模型”相關(guān)知識時，教師可以指導(dǎo)學(xué)生使用農(nóng)村中常見的材料，

制作“流動鑲嵌模型”的物理模型.例如，稻草或樹枝可以用來代表細(xì)胞膜中的脂雙層部分，將這些稻草或樹枝編織在一起，表示細(xì)胞膜的流動性；豆類或小石子可以代表膜中的蛋白質(zhì)分子，鑲嵌在稻草或樹枝中間，展示蛋白質(zhì)在脂雙層中的分布；塑料薄膜則可以用來表示細(xì)胞膜的整體結(jié)構(gòu)，展示膜的選擇透過性和靈活性.教師還可以鼓勵學(xué)生結(jié)合農(nóng)村自然環(huán)境，發(fā)揮創(chuàng)造力.例如，學(xué)生可以在河流或池塘邊，利用水生植物或鵝卵石制作一個仿真細(xì)胞膜模型，水的流動性可以幫助學(xué)生理解脂雙層的流動性特征，而鵝卵石則可以模擬膜中的大分子結(jié)構(gòu).通過動手制作模型，學(xué)生能夠更直觀地理解細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，這種體驗式的學(xué)習(xí)方式也有助于加深學(xué)生對生物學(xué)知識的掌握，并培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維.

2.4 借助問題驅(qū)動構(gòu)建流程圖，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率

農(nóng)村學(xué)校的教學(xué)資源可能不如城市學(xué)校豐富，但教師可以通過問題驅(qū)動和流程圖構(gòu)建的策略，最大限度地利用現(xiàn)有資源.例如，可以利用農(nóng)村中常見的植物，結(jié)合實際觀察和實驗，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建光合作用的流程圖.這種結(jié)合實際生活的教學(xué)方式，不僅能讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)內(nèi)容與生活息息相關(guān)，還能有效利用農(nóng)村獨特的自然資源，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效果.

例如，在教學(xué)“能量流動”相關(guān)知識時，教師可以通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：在一個食物鏈中，能量是如何流動的？不同營養(yǎng)級之間能量傳遞的效率是多少？為什么能量是單向流動的？在流動過程中，能量的損失有哪些形式？然后引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建食物鏈中的能量流動模型，教師可以利用農(nóng)村動物資源提供簡單的食物鏈?zhǔn)纠骸安荩ㄉa(chǎn)者）—兔子（第二營養(yǎng)級）—狐貍（第三營養(yǎng)級）—老虎（最高營養(yǎng)級）”.引導(dǎo)學(xué)生通過以下問題進(jìn)一步思考：在草到兔子的過程中，能量的流向是怎樣的？在兔子到狐貍、狐貍到老虎的過程中，能量又是如何流動的？學(xué)生在思考這些問題的過程中，逐步理解了能量流動的單向性以及能量傳遞效率的重要性.隨后，教師指導(dǎo)學(xué)生將這些問題的答案通過流程圖的方式表現(xiàn)出來，形成能量流動的初步模型.探討能量在不同營養(yǎng)級之間的傳遞效率時，教師可以繼續(xù)提問：多少能量從草傳遞到兔子？在每一級傳遞過程中，有多少能量是通過呼吸、排泄等方式損失的？通過這些討論，學(xué)生能夠更深刻地理解能量流動的規(guī)律，并將這些知識與生態(tài)學(xué)的其他概念聯(lián)系起來，如生物量金字塔、食物鏈的長度對生態(tài)系統(tǒng)的影響等，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和應(yīng)用能力.2.5 發(fā)揮跨學(xué)科教學(xué)優(yōu)勢，鍛煉學(xué)生歸納推理能力

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)涉及生物學(xué)、化學(xué)、地理學(xué)等多方面的知識，教師可以利用這些實際資源和學(xué)生的生活經(jīng)驗，進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)，幫助學(xué)生理解復(fù)雜的生物學(xué)概念，并培養(yǎng)學(xué)生的歸納推理能力［4］.教師可以設(shè)計一些跨學(xué)科的項目或課題，讓學(xué)生通過實踐活動將不同學(xué)科的知識整合起來.例如，研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動，學(xué)生需要結(jié)合生物學(xué)、化學(xué)和地理學(xué)知識進(jìn)行分析和總結(jié).或者組織學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科的討論，讓學(xué)生在交流中學(xué)會從不同學(xué)科的角度思考問題.例如，討論如何調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式提高產(chǎn)量，學(xué)生需要結(jié)合生物學(xué)的作物生長知識、化學(xué)的肥料使用原理以及地理學(xué)的氣候和土壤條件進(jìn)行綜合分析.當(dāng)然，教師也可以利用農(nóng)村的農(nóng)業(yè)活動、自然資源等，開展跨學(xué)科的實踐教學(xué).例如，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃Y源管理，開展與生物學(xué)和地理學(xué)相關(guān)的實地考察，讓學(xué)生在實際環(huán)境中理解知識的應(yīng)用.

3 結(jié)束語

綜上所述，在農(nóng)村高中生物教學(xué)中，構(gòu)建科學(xué)思維模式的策略具有重要的教育價值.通過實施本文提出的策略，教師能夠有效引導(dǎo)學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中形成系統(tǒng)的科學(xué)思維，不僅有助于學(xué)生更好地掌握生物知識，還能培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，為未來的學(xué)習(xí)和生活打下堅實的基礎(chǔ).在未來的教學(xué)實踐中，教師要繼續(xù)針對農(nóng)村高中生的特點和需求，進(jìn)一步研究和優(yōu)化這些策略，推動科學(xué)思維在生物教學(xué)中的廣泛應(yīng)用.

參考文獻(xiàn)：

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［3］ 張茹茵，程麗雙，費金有，等.基于深度學(xué)習(xí)的科學(xué)思維模式的建構(gòu)研究［J］.當(dāng)代教研論叢，2020（02）：1.

［4］ 譚連桂.高中生物教學(xué)中培養(yǎng)和提升學(xué)生科學(xué)思維的措施分析［J］.求知導(dǎo)刊，2020（02）：54-55.

［責(zé)任編輯：季春陽］