優(yōu)化設(shè)計(jì)生物課堂教學(xué)活動(dòng)提升學(xué)生的生物學(xué)科思維能力

【摘要】生物學(xué)科作為自然科學(xué)中重要的一環(huán)，旨在引導(dǎo)學(xué)生深入了解生命的奧秘、探索生物世界的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和思維能力。如何優(yōu)化設(shè)計(jì)生物課堂教學(xué)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升其生物學(xué)科思維能力成為當(dāng)前生物教育改革的關(guān)鍵之一。本研究旨在探討如何通過優(yōu)化設(shè)計(jì)生物課堂教學(xué)活動(dòng)，有效提升學(xué)生的生物學(xué)科思維能力。

【關(guān)鍵詞】生物課堂" 教學(xué)活動(dòng)" 學(xué)生" 思維能力" 提升策略

【中圖分類號(hào)】G633.91 " 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2024）11-0094-03

生物學(xué)作為一門科學(xué)課程，涉及廣泛的知識(shí)領(lǐng)域和概念，對(duì)學(xué)生的思維能力提出了較高的要求。然而，在傳統(tǒng)的生物課堂教學(xué)中，過于注重知識(shí)的灌輸和記憶，忽視了學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。面對(duì)這樣的問題，我們迫切需要優(yōu)化設(shè)計(jì)生物課堂教學(xué)活動(dòng)，以提升學(xué)生的生物學(xué)科思維能力。

一、提升學(xué)生生物學(xué)科思維能力的意義

第一，發(fā)展深層次的理解。傳統(tǒng)的生物課堂教學(xué)往往側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)的傳授和記憶，缺乏對(duì)學(xué)生深層次理解的培養(yǎng)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、提出問題、尋求答案，以及建立概念和模型等，從而發(fā)展出對(duì)生物學(xué)知識(shí)更深入的理解。第二，培養(yǎng)創(chuàng)新和批判思維。優(yōu)化設(shè)計(jì)的生物課堂教學(xué)活動(dòng)注重啟發(fā)性教學(xué)和探究式學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲望。通過給予學(xué)生自主性和探索空間，鼓勵(lì)他們嘗試新的方法和策略解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和批判思維能力。第三，提高實(shí)踐操作能力。生物學(xué)科注重實(shí)驗(yàn)和研究的實(shí)踐操作。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，可以增加學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的機(jī)會(huì)，并引導(dǎo)他們進(jìn)行觀察、記錄、分析和推理。這種實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)可以激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣，同時(shí)提高他們?cè)趯?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理方面的能力。

二、提升學(xué)生生物學(xué)科思維能力存在的問題

（一）知識(shí)點(diǎn)過多，重視記憶而非理解

由于生物學(xué)科知識(shí)繁雜且涉及廣泛，教師在短時(shí)間內(nèi)往往只能注重知識(shí)點(diǎn)的傳授和記憶，而缺乏對(duì)學(xué)生深層次理解和批判性思維能力的培養(yǎng)。這種教學(xué)模式容易使學(xué)生陷入死記硬背的狀態(tài)，而在實(shí)際應(yīng)用中缺乏靈活運(yùn)用和創(chuàng)新思維。過度注重知識(shí)點(diǎn)的傳授也導(dǎo)致學(xué)生對(duì)生物學(xué)科整體框架的理解不夠系統(tǒng)和完整，影響其對(duì)生物學(xué)概念之間的聯(lián)系和相互作用的把握。

（二）缺乏啟發(fā)式教學(xué)和探究學(xué)習(xí)

缺乏啟發(fā)式教學(xué)和探究學(xué)習(xí)會(huì)導(dǎo)致生物課堂缺乏足夠的互動(dòng)和實(shí)踐機(jī)會(huì)，學(xué)生只是被動(dòng)接受知識(shí)，缺乏主動(dòng)參與和思辨的機(jī)會(huì)。這種教學(xué)模式下，學(xué)生的思維往往停留在表面理解和記憶層面，缺乏深入思考和獨(dú)立解決問題的能力。缺乏啟發(fā)式教學(xué)和探究學(xué)習(xí)也降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，影響他們對(duì)生物學(xué)科的長期學(xué)習(xí)積極性。如果持續(xù)使用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)，學(xué)生的創(chuàng)造力和解決問題的能力也難以得到有效培養(yǎng)，無法滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的需求。

（三）學(xué)生動(dòng)手能力不足

由于實(shí)驗(yàn)條件受限、設(shè)備不足或者課程安排緊張等因素，學(xué)生往往缺乏充分的機(jī)會(huì)參與實(shí)踐操作，如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集和分析等。這種情況下，學(xué)生只停留在理論知識(shí)層面，缺乏實(shí)際動(dòng)手操作的經(jīng)驗(yàn)。由于缺乏實(shí)踐操作的鍛煉，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、觀察能力和數(shù)據(jù)處理能力相對(duì)欠缺，影響其對(duì)生物學(xué)概念的理解和運(yùn)用。缺乏實(shí)踐操作也影響學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和興趣，降低他們對(duì)生物學(xué)科的熱情。

三、優(yōu)化設(shè)計(jì)生物課堂教學(xué)活動(dòng)的有效策略

（一）創(chuàng)設(shè)情境實(shí)現(xiàn)深度思維的探究學(xué)習(xí)

在啟發(fā)性教學(xué)中，教師可以通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、信息化處理等手段創(chuàng)設(shè)特定的教學(xué)情境來引導(dǎo)學(xué)生思考。例如，在減數(shù)分裂的教學(xué)內(nèi)容中，自由組合因?yàn)閳D形復(fù)雜，學(xué)生難以憑借想象進(jìn)行推導(dǎo)，教學(xué)效果大打折扣，作為知識(shí)難點(diǎn)難以逾越。

在制作課件時(shí)，首先設(shè)計(jì)討論一對(duì)同源染色體的一次減數(shù)分裂能產(chǎn)生的胚子種類，當(dāng)利用PPT中的動(dòng)畫設(shè)計(jì)將一對(duì)同源染色體分別移動(dòng)到均等分裂的初級(jí)精母細(xì)胞和不均等分裂的初級(jí)卵母細(xì)胞中時(shí)，學(xué)生的眼神驚奇而興奮，因?yàn)楹唵危瑢W(xué)生看著小動(dòng)畫很快說出一對(duì)同源染色體產(chǎn)生的精子與卵子種類數(shù)。

其次，討論兩對(duì)同源染色體在一次減數(shù)分裂中能產(chǎn)生的胚子種類，課件制作時(shí)以一對(duì)同源染色體為基礎(chǔ)，利用小動(dòng)畫給初級(jí)精母和次級(jí)精母細(xì)胞各自添加另一對(duì)同源染色體，學(xué)生觀察和分析，再說出各自所產(chǎn)生的精子和卵細(xì)胞種類。

最后，設(shè)計(jì)討論多次減數(shù)分裂的配子種類，先從一對(duì)同源染色體開始，在課件上隨著小動(dòng)畫將一對(duì)同源染色體徐徐旋轉(zhuǎn)，學(xué)生的興趣一下子就被激活了，一對(duì)同源染色體多次減數(shù)分裂的配子種類也順利歸納出來。然后升級(jí)到兩對(duì)同源染色體的多次減數(shù)分裂，我將兩對(duì)同源染色體分別旋轉(zhuǎn)，并提出問題：“兩對(duì)同源染色體都轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)精子的種類有無影響？”學(xué)生回答：“無影響。”“兩對(duì)同源染色體都轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)卵子的種類有無影響？”學(xué)生回答：“有影響。”繼續(xù)問道：“兩對(duì)同源染色體中只有一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)精子的種類有無影響？”學(xué)生回答：“有影響。”然后展示小動(dòng)畫，學(xué)生說出產(chǎn)生的精子種類。教師接著提問：“兩對(duì)同源染色體中只有一對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)卵子的種類有無影響？”學(xué)生回答：“有影響。”然后展示小動(dòng)畫，學(xué)生說出產(chǎn)生的卵子種類。通過旋轉(zhuǎn)的小動(dòng)畫學(xué)生看清了染色體的自由組合，較以往的教學(xué)大大改善，再輔以隨堂訓(xùn)練，雖然也有問題，僅僅是有些學(xué)生畫圖時(shí)細(xì)節(jié)遺忘疏漏，但是已經(jīng)不涉及核心，再進(jìn)一步糾正改善實(shí)現(xiàn)知識(shí)的閉環(huán)。

（二）設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)訓(xùn)練學(xué)生不同的思維方法

培養(yǎng)學(xué)生思維能力，不僅要?jiǎng)?chuàng)設(shè)良好的思維情境，還應(yīng)指導(dǎo)掌握科學(xué)的思維方法，在生物教學(xué)中，通過組織學(xué)生對(duì)現(xiàn)象材料進(jìn)行分析、綜合、比較、抽象、概括以形成結(jié)論，構(gòu)建模型，做出合理解釋，幫助學(xué)生掌握豐富思維方法，提升思維能力。

（1）歸納與概括

歸納是根據(jù)個(gè)別事物具有某種屬性而推論某類事物具有該屬性，從個(gè)別事物中概括出一般結(jié)論的一種邏輯思維方法。歸納法能從經(jīng)驗(yàn)事實(shí)中找出普遍性的規(guī)律和原理，擴(kuò)大和獲得新知識(shí)。例如，在“減數(shù)分裂”的學(xué)習(xí)中，先安排學(xué)生觀察一對(duì)同源染色體的減數(shù)分裂，總結(jié)其產(chǎn)生的配子種類，再嘗試引導(dǎo)學(xué)生繪制兩對(duì)同源染色的減數(shù)分裂簡圖，從中總結(jié)出所產(chǎn)配子種類，進(jìn)而推導(dǎo)多對(duì)同源染色體的結(jié)果，學(xué)生在階段性的學(xué)習(xí)中通過針對(duì)特定問題的連續(xù)探究，從中找出規(guī)律，實(shí)現(xiàn)由具體到抽象的思維轉(zhuǎn)變。

（2）比較與聯(lián)系

比較是在分析和綜合的基礎(chǔ)上確定這一事物與另一事物的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)的方法。它可以幫助學(xué)生更好地掌握生物的本質(zhì)特點(diǎn)和相互聯(lián)系。同時(shí)，事物之間總是普遍聯(lián)系的，具有一定的相似性，通過比較與聯(lián)系可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的條理化、系統(tǒng)化，為有序地學(xué)習(xí)生物創(chuàng)造條件。例如，在“細(xì)胞呼吸”一節(jié)中，通過比較有氧呼吸與無氧呼吸的差異，使學(xué)生明確兩者在物質(zhì)變化、能量變化及代謝場所之間的差別，同時(shí)又通過氧化、分解及放能的相似性將兩者聯(lián)系起來，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到兩者都是氧化分解釋放能量的過程。

（3）分析與綜合

分析是把整體分解成若干部分，把復(fù)雜的事物分解為簡單的要素來認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)的一種思維方法。綜合是在分析學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上把整體的各個(gè)部分聯(lián)系成有機(jī)整體來認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)的一種思維方法。例如，在“有氧呼吸”的教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生書寫三個(gè)階段的反應(yīng)式，先分析有氧呼吸各階段的變化，包括物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化、能量的釋放、場所的分工以及各階段的化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，再將其綜合在一起，形成總的反應(yīng)式，認(rèn)識(shí)到有氧呼吸分解三次、釋放三次、氧化三次，水到渠成地形成有氧呼吸的特點(diǎn)是徹底氧化分解、釋放大量能量的過程。細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、生物的新陳代謝、生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能等內(nèi)容的學(xué)習(xí)都離不開分析和綜合。

（4）對(duì)立統(tǒng)一

對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是自然界、人類社會(huì)和思維的普遍規(guī)律，是人們觀察問題、提出問題、分析問題和解決問題的根本方法。客觀事物內(nèi)部包含著既互相聯(lián)系、互相依賴，又互相對(duì)立、互相排斥的兩個(gè)方面，矛盾雙方的對(duì)立統(tǒng)一是事物發(fā)展的根本原因。例如，在學(xué)習(xí)“光合作用”時(shí)，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP、NADPH，反過來暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、NADP+，光照突然增強(qiáng)時(shí)，光反應(yīng)突然加快，但是暗反應(yīng)這一瞬間沒有增加，于是一剎那中兩者互為對(duì)立，但是隨著時(shí)間拉長，暗反應(yīng)會(huì)隨之增強(qiáng)，于是使得后續(xù)變化中光反應(yīng)得以提高，整個(gè)光合作用增強(qiáng)，于是較長時(shí)間內(nèi)兩者互為統(tǒng)一。高中生物新課程中，矛盾的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系主要集中在遺傳、變異、進(jìn)化、穩(wěn)態(tài)、生態(tài)等模塊中。

（三）實(shí)驗(yàn)探究能力培養(yǎng)

高中生物是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)過程中不僅要求學(xué)生動(dòng)手操作，還要求學(xué)生觀察、記錄、分析、探索，所以實(shí)驗(yàn)課也是鍛煉學(xué)生思維的重要渠道。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，會(huì)出現(xiàn)一些課本標(biāo)準(zhǔn)之外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師可以指導(dǎo)學(xué)生拓展思維，提高學(xué)生認(rèn)知水平。例如，學(xué)生做葉綠體觀察實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用材料為菠菜葉，需要撕取下表皮做臨時(shí)裝片，結(jié)果有些學(xué)生做出的片子漆黑一片，原來是撕取的下表皮帶著厚厚的葉肉細(xì)胞，幫助學(xué)生找出原因后，學(xué)生后續(xù)的材料就有意識(shí)地去選擇一些透明材料，效果自然就好了許多。

在學(xué)生完成基本實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師還可以進(jìn)行創(chuàng)設(shè)性改進(jìn)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維能力。例如，驗(yàn)證三大營養(yǎng)物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生做完了蘋果、花生、豆?jié){的實(shí)驗(yàn)后，啟發(fā)學(xué)生驗(yàn)證蘋果中有無蛋白質(zhì)，蛋清中有無脂肪，以及豆?jié){中有無還原糖的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生興趣大增，紛紛選擇不同實(shí)驗(yàn)命題，分享各自實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終認(rèn)識(shí)到蘋果中不光有還原糖還有蛋白質(zhì)，豆?jié){中既有蛋白質(zhì)也有少量脂肪，花生中不光有脂肪也有蛋白質(zhì)，甚至還有一定量的還原糖，突破了課本所給的成分定式，形成對(duì)生物材料完整的認(rèn)知。

（四）培養(yǎng)深層次的理解能力

強(qiáng)調(diào)理解而非簡單記憶可以幫助學(xué)生真正掌握和應(yīng)用生物學(xué)的核心概念和原理，培養(yǎng)他們的思辨、分析和創(chuàng)新能力。教師可以選擇生動(dòng)有趣的案例，將生物學(xué)的概念和原理應(yīng)用于實(shí)際生活中，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。通過案例教學(xué)，學(xué)生能夠從具體問題入手，理解生物學(xué)知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用，并在解決問題的過程中加深對(duì)知識(shí)的理解和記憶。教師還可以通過引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、討論疑惑和解決困惑的方式，培養(yǎng)學(xué)生深層次的理解。教師不僅要傳授知識(shí)，更要引導(dǎo)學(xué)生探索和思考，激發(fā)他們的自主學(xué)習(xí)和批判性思維。通過提出開放性問題，引導(dǎo)學(xué)生分析探討，可以幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系，促進(jìn)他們對(duì)生物學(xué)概念的深刻理解。圖表、模型和實(shí)際案例等輔助工具也是促進(jìn)學(xué)生深層次理解的重要手段。教師可以利用圖表和模型向?qū)W生展示生物學(xué)現(xiàn)象，幫助他們從視覺化的角度理解抽象的概念和規(guī)律。通過觀察和分析圖表、模型，學(xué)生可以更直觀地理解生物學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生和變化規(guī)律，加深對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解。實(shí)際案例也是促進(jìn)學(xué)生深層次理解的有效途徑。教師可以結(jié)合真實(shí)的生物學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題分析和解決，讓他們將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際情境中。通過實(shí)際案例的討論與分析，學(xué)生可以更深入地了解生物學(xué)原理和概念的實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力。

四、結(jié)語

綜上，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)生物課堂教學(xué)活動(dòng)，我們可以提升學(xué)生的生物學(xué)科思維能力，培養(yǎng)他們的批判性思維、創(chuàng)造力和解決問題的能力。引入啟發(fā)性教學(xué)和探究學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作能力。通過多樣化的教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化思維過程和能力，全面提升深度學(xué)習(xí)的比例，強(qiáng)調(diào)理解而非簡單記憶，利用案例、圖表、模型和實(shí)際案例等工具輔助教學(xué)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維的跨越。

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