基于培養學生科學思維的社團活動實踐研究

朱愛霞

摘要 基于社團活動“不一樣的精彩一生物實踐社”，以培養學生的科學思維為目標，從社團活動實施前的內容設計，實施過程中的教學策略的探究對社團活動的設計和實施進行探索。

關鍵詞 科學思維 社團活動 課程開發

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

科學思維是指基于事實和證據，以嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物解決實際問題的思維習慣和能力，能夠基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題。目前，教學研究人員乃至一線生物學教師都在思考如何在課程教學中提升學生的科學思維能力，然而目前在初中生物學課程實施中因為升學的因素仍有強調概念的識記而忽略了科學思維的現象。面對這一現象，筆者以培養學生的科學思維、提升學生思維品質為目標，開設了課程拓展類社團“不一樣的精彩一生物實踐社”，現將活動設計與實施過程中的幾點感悟做以下總結。

1課程內容科學有趣，孕育科學思維的發生

《尚書·說命中》中說到“惟事事，乃其有備，有備無患”。制訂一個科學合理的社團課程計劃，活動開展便成功了一半，根據課程目標，設置如表1所示的教學內容。活動的選擇均以蘇科版生物學教材為依托，選取適宜開展的活動進行拓展。為保證活動能夠正常開設，筆者對每一個活動都進行了預試驗，課程實施均以趣味小實驗為主，通過實驗操作，觀察實驗現象，推理實驗結論等環節，達成教學目標?；顒硬牧洗蠖嗪唵我兹?，實驗現象卻有出其不意之處，極大地激發了學生的好奇心。例如，“雞蛋冒汗”實驗，選擇的是學生每天都吃的雞蛋，但很多學生并不知道雞蛋蛋殼的秘密。在實驗觀察中，學生能夠感受實驗的樂趣，感受揭秘的喜悅，極大得激發了學習興趣，同時也獲得了相關的科學知識。

2活動策略精挑細選，助力科學思維的發展

教師合理地選擇活動策略，可以提升活動開展效率，激發學生釋疑的興趣。在社團活動的開設過程中，教師應以活動目標為出發點，選擇合適的活動策略，促進活動目標的達成。

2.1注重知識模型建構，培養學生的建模能力

生物學中的模型與建模就是學生科學思維的外化。在生物學學習過程中，常常要用到模型建構思維能力，建?？梢詫⒊橄笾R可視化，以便于學生理解其結構。因此，學生能夠充分利用模型、構建模型，以培養邏輯思維能力，最終形成生物學學科核心素養。例如，在學習了人體三種血管的結構與功能后，教師及時引導學生總結三種血管最突出的特點。然而血管圖片較為抽象，為了更直觀地體現血管的特點，社團活動時教師鼓勵學生用彩紙和吸管制作血管模型。這就是一個將知識可視化的建模過程。

另外，在學習了概念“染色體由蛋白質與DNA構成”后，教師播放染色體3D結構動圖，讓學生有一個感性的認識，使學生感受蛋白質與DNA的雙螺旋結構結合的特點，在社團活動中鼓勵學生利用超輕黏土、回形針和彩紙制作出染色體模型（圖1）。類似的活動還有“自制教具——生物進化樹”，并在學生學習了生物進化的歷程后，筆者準備了彩色卡紙和打印好的各種動物圖片，讓學生自己動手剪圖（圖2），從而能夠真切地感受到生物進化的路徑和地位，使感性認識上升到理性認識。這也是建模的過程。

2.2注重實驗的趣味性，培養學生的推理能力

生物學是一門實驗科學，學生根據實驗現象推理得出實驗結論是學生科學思維的重要組成部分。筆者在設置活動內容時，以教材內容為依托，適當加入了一些有趣的小實驗，讓學生根據實驗現象推理實驗結果。例如，長骨的結構在蘇科版生物學教科書八年級上冊第17章第一節中有簡單的介紹。教科書通過觀察長骨結構，總結、歸納得出，骨既可以承受一定的壓力也可抗壓。有學生提出：為什么骨可以承壓和抗壓，是否與骨里面何種成分有關？因此在社團中安排了“骨的成分與骨的特性之間的關系”實驗，實驗前補充有機物（蛋白質燃燒發臭）可燃、鈣可溶解在酸性液體中等化學知識。學生通過將豬肋骨煅燒和魚骨浸泡鹽酸實驗，得出：骨中既含無機物鈣鹽也含有機物蛋白質，有機物使骨柔軟，可以承受一定的壓力，無機物使骨脆硬，可以抵抗一定的壓力。通過有趣的實驗活動，學生鞏固了教材知識，深刻理解骨既堅固又有彈性，同時鍛煉了推理思維能力。再如，在活動“模擬血型鑒定”中，學生根據各種“血型”之間融合后產生的沉淀現象，反推這兩種血型不可相輸。在反向推理中，學生不僅學到血型鑒定的方法，而且理解了血液中紅細胞凝結的原理，提升了思維品質。

2.3注重實驗深入探究，培養學生的批判性思維能力

批判性思維是人的一種品質，其與自我管理能力、解決問題能力一樣都是思維品質的組成部分。擁有批判性思維能力的學生能夠對前人的觀點進行反思、質疑，在連續的思考中做出理性分析，加深對知識的理解以及對事物的看法。社團活動設計以深入探究的形式，加強學生批判性思維能力的訓練。

例如，學生通過教材實驗分析得出種子萌發需要水、適宜溫度，不需要陽光。筆者提出：種子萌發還需要哪些外界條件呢？這樣，教師以問題引導學生從生物的呼吸作用角度考慮，并設計了“探究種子萌發的外界條件”活動。筆者向學生提供紙杯、紗布、綠豆等材料，社團成員分別選取水、空氣、陽光、適宜溫度、陽光4個因素進行探究，從設計實驗、實施實驗、現象記錄、實驗總結等方面進行思考。約一周后，學生得出種子萌發需要空氣、水、適宜溫度三個條件。經過“設計—實驗—觀察—記錄—分析—反思”的學習過程，學生的批判性思維能力有所提升。

再如，在“探究煙草浸出液對金魚呼吸影響的實驗”這一活動中，學生通過觀察比較不同濃度的煙草浸出液中金魚的呼吸次數，得出，煙草可以提高金魚的呼吸頻率。接著筆者，提出問題：為什么煙草浸出液濃度越高，金魚呼吸次數越快？還有哪些因素會提高金魚的呼吸次數？引導學生繼續查閱煙草的主要成分中哪些物質會引起金魚興奮。在這一探究活動中，學生對該探究實驗的認識不僅僅局限于表面，而是深入理解前后的邏輯關系。

由于社團活動課時有限，每周僅一節，筆者為了讓學生更全面地理解教材中過程性的知識，在制訂計劃時，搜尋有價值且深入淺出的紀錄片推送給學生的QQ群，擴展學生的知識面，希望借此能使學生保持對生物學的興趣。

社團活動的設計與實施絕非一朝一日可完成，教師必須以學生的興趣為出發點，尊重知識的科學性，結合不斷的實驗，進行長期的探索與實踐，才能設計出有助于提高學生科學思維能力和提升核心素養的社團活動。