例談初中學生科學思維的培養策略

陳 至

(江蘇省海門市海南中學 海門 226100)

“科學思維”是一種有明確的思維方向，有充分的思維依據，能對事物或問題進行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括的思維。培養學生的科學思維是新一輪的課程改革中，基于對課程的價值追求提出的以核心素養為導向的教學要求。本文從生物學教學的角度提供了培養學生科學思維的方法路徑和教學案例。

1 多方思考，培養學生思維的發散性

思維的發散性是指進行多側面、多角度思維。培養學生思維的發散性，學生可以發現事物的新關系、新聯系，認識事物的本質。生物學教學中許多問題是開放性的，答案或解決方法不止一種，教師可借此機會，放手讓學生開動腦筋，多方思考，合作討論，共同完成學習。

例如，在“探究蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快”的實驗后，大部分組學生得出“蚯蚓在粗糙的物體表面運動更快”的結論。針對少數組學生得出“蚯蚓在光滑的物體表面運動更快”的實驗結果，教師引導學生展開分析，大家經過思考、討論、分析，提出以下可能的解釋： 蚯蚓在光滑的玻璃板表面運動后，沒有休息，就直接測試它在粗糙的硬紙板表面上的運動速度，由于它消耗大量的體力，運動速度有可能減慢；沒有用濕棉球檫蚯蚓的身體，它因缺氧而活力減弱，運動減慢；粗糙硬紙板表面非常干燥，蚯蚓在上面運動時體表黏液被吸收，身體變干影響呼吸……

又如，學生用顯微鏡觀察了人的血細胞涂片后，教師提出下列問題： 在顯微鏡下，你是如何區別紅細胞和白細胞的？學生的觀察還真仔細，交流結果如下： ①看形態，紅細胞呈兩面中央凹陷的圓餅狀；②比顏色，紅細胞呈紅色；③有無細胞核，成熟的紅細胞沒有細胞核，白細胞有細胞核；④比大小，紅細胞比白細胞小得多；⑤看數量，紅細胞的數量遠遠多于白細胞。

2 異中求同，培養學生思維的集中性

思維的集中性是指對事物的抽象概括、判斷、推理能力。沒有集中就難于抓住事物的本質、揭示事物的內在規律。對于教學中遇到的一些需要總結概括的知識，教師要有意識地培養學生這方面的能力。

例如，在完成制作洋蔥表皮細胞臨時裝片和人口腔細胞臨時裝片實驗后，學生分別以一個字概括實驗步驟： 擦、滴、撕、展、蓋、染、吸和擦、滴、刮、涂、蓋、染、吸。那如果想觀察其他實驗材料呢？學生通過比較，概括出了制作臨時裝片的步驟為： 擦片、滴水、取材、放展、蓋片、染色。如果被觀察的材料本身有色就不用染色。這樣學生就可突破教材的局限，在總結概括中學會舉一反三。

又如，教材中關于植物體、人體或動物體的組成層次都有相應的插圖，讓學生在觀察中分別總結出各自的組成層次，接著引導學生進行比較，找出它們組成層次上的相同點，學生從中發現相同點是都有細胞、組織、器官、個體層次，而細胞正是生物體結構和功能的基本單位。

3 破除定勢，培養學生思維的批判性

思維的批判性是指敢于用科學的懷疑精神，對待自己和他人的原有知識，包括權威的論斷，敢于獨立地發現問題、分析問題、解決問題。教學中借助一些特定的教學內容，帶領學生破除思維定勢的束縛，引導他們的思維向新的方向探索。

例如，在講授“人的生殖和發育”時，教師提出：“臍帶有什么作用？”其中很多學生回答：“臍帶是固定胎兒位置的”，這是因為前面學習雞蛋時觀察過系帶，知道系帶可使卵黃穩固地浮在整個雞蛋的中心位置上。而臍帶和“系帶”名詞好像差不多，所以學生推測臍帶也具有類似的作用。應讓學生重點觀察胎兒臍帶的位置，分析胎兒生長所需營養來源，再回憶雞蛋系帶的位置，通過探討比較，引導學生得出正確答案。并再歸納人和雞蛋在胚胎發育過程中獲取營養的方式不同，增長知識。

4 分析對比，培養學生思維的嚴密性

思維的嚴密性是指對思維對象全面、深刻、完整的思考。培養學生思維的嚴密性，是學生形成科學素養的重要途徑。教材中許多實驗可作為培養學生思維嚴密性的材料。嚴密性是實驗設計的最基本要求，缺乏嚴密性的實驗是沒有說服力的。

例如，在“驗證呼吸過程中氧氣變化”的實驗后，引導學生思考： ①為什么要設置兩組實驗？這兩組是對照實驗嗎？是的話，變量是什么？②為什么取等量的兩種材料？若不等量，對實驗結果的分析有何影響？③為什么兩支廣口瓶都要封閉？若不封閉，請推測實驗的現象可能會怎樣？④為什么兩支廣口瓶都要遮光處理？若不遮光處理，植物的哪種生理活動會影響本實驗？實驗的現象又會怎樣？⑤在最后檢驗瓶中氣體環節，為什么點燃的蠟燭伸入瓶中的要求是迅速？⑥本實驗得到什么結論？若沒有用沸水處理過的菠菜這組，可否得出此結論？學生經過對這些問題的深入分析，準確掌握實驗的重點內容，理解實驗的嚴密性、嚴謹性對于實驗結論的正確性和科學性特別重要。

5 總結規律，培養學生思維的敏捷性

思維的敏捷性指人的思維過程的速度或迅速程度。任何復雜的事物，只要耐心思考，都可以從中找出一些規律性的東西。教學中多揭示解決問題的思維過程，讓學生領悟怎樣抓關鍵點、突破口，再加以提煉總結，形成一定的解題模式或技巧，就會使解題速度大大加快。

例如，遺傳圖譜的相關題目是會考中遇到的難度較大的題型，主要考查遺傳圖譜的解讀能力、性狀的顯隱性判斷、個體基因組成、性狀的判斷以及遺傳概率的計算等方面，而題中性狀的顯隱性判斷是解題的第一步，也是解題關鍵。學生感覺比較迷茫，無從下手。經過實踐，引導學生采用截取法。截取法就是從遺傳圖譜中截取出“親代雙方性狀一樣，子代出現新性狀”的特殊區域，聚焦截取出的區域，學生解題就有了抓手。親代雙方一樣的那種性狀即為顯性性狀，子代出現新的那種性狀即為隱性性狀。再接下來的其他問題就迎刃而解。

6 探求本質，培養學生思維的深刻性

思維的深刻性是指在解決問題時能夠透過現象看本質，在錯綜復雜的情境中，把握好解決問題的關鍵，并能作出合理的推理和判斷。思維的深刻性反映了人類思維的深度、廣度和難度，是一切思維品質的基礎。

例如，教師提問： 家里種植的花草如果長時間放在黑暗處就會死去，你能說出其中的原因嗎?很多學生只滿足于缺少光照這一膚淺的認識，而不能更深入地思考缺少光照會導致植物不能進行光合作用合成生命活動所需要的有機物，植物體生命活動因缺少有機物而失去能量最終死亡這一深層次的原因。同樣，學生在解釋為何要帶土移栽時，僅僅認為是保護根毛，而不會思考因為移栽時樹苗的根受到了一定程度的損傷，根吸水的能力降低了，若根毛受損，樹苗會因缺水而容易死亡。

7 標新立異，培養學生思維的獨創性

思維的獨創性是指善于探求新的途徑和尋找新的方法去解決問題，提出自己獨到的見解，創造性地解決問題。在實驗或活動中,允許學生用不同的方法、不同的手段進行。

例如，在進行“探究蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快”的實驗時，如何確保蚯蚓做直線運動？學生想了很多方法，有的用兩根玻璃棒夾住蚯蚓，讓它在玻璃棒的間隙中爬行；有的把硬紙板折一下，讓蚯蚓在硬紙板的折縫中爬行；有的在紙板上滴一條直線的水滴，讓蚯蚓沿著水滴爬行等。在測量每分鐘脈搏的次數時，大部分學生按教材上的方法，手摸的部位是手臂腕部有脈搏的部位，但有的學生卻摸在頸部、太陽穴、腳踝處有脈搏的部位，還有的學生將手心緊貼胸腔中央偏左下方的外壁。這就表明學生在此過程中迸發出了創新思維的火花。