淺析高中生物課堂中科學思維的培養策略

摘?要：舉例說明在高中生物課堂教學中培養學生批判性思維、模型與建模能力、歸納與概括能力、演繹與推理能力的途徑，發展學生的科學思維能力。

關鍵詞：高中生物;科學思維;策略

一、 核心素養概念界定

《普通高中生物課程標準（2017年版）》指出生物學科核心素養具體包含科學探究、理性思維、生命觀念、社會責任。其中生命觀念是生物學科特有的素養，也有很多學者認為科學思維是最基礎的一種素養，只有具備了科學思維才能更深刻地理解生命觀念中的幾個內容，對科學探究中的生物學現象進行觀察、提問、實驗設計、方案實施，對社會責任中的事務進行相關討論、作出理性判斷。

二、 科學思維能力的培養

邏輯學家和哲學家認為科學思維是一種邏輯和推理的過程，心理學家認為是一種推理的特定思考過程。教學中，教師應當培養學生形成科學思維的習慣，培養學生運用批判性思維、模型與建模、歸納與概括、演繹與推理等方法探討生命現象和規律，審視、論證有關生物學社會性議題。

（一） 批判性思維（critical thingking）能力的培養

批判性思維，這其實是一個特別容易讓人產生歧義的詞語。大家會想到“批評”“批判”，這兩個詞就帶有強烈的貶義意味，批判性思維是對思維展開的思維，是為了考量我們自己（或者他人）的思維是否符合邏輯、是否符合好的標準。批判性思維形成過程包括三步，質疑、論證、得出結論。

1. 利用教材中的批判性思維欄目

人教版必修模塊中有四個關于批判性思維的欄目如下表：

教師向學生展示欄目中的問題，如果問題比較難，教師可以稍加引導或是提供一些背景資料，讓學生分小組討論，最后每組派代表總結本組論據及觀點，也可以評價別的小組的論據、觀點。在這個質疑、論證、得出結論的過程中，學生會學會如何提出、支持、評價和修正觀點，學生的思維能力、歸納與概括能力會有所提高，這種能力也可以用來解決其他情景問題。

2. 利用科學史教學

很多生物學理論都是在不斷的質疑、論證中形成的，教師可以利用這些科學發展史教學來培養學生的批判性思維。在對生物膜結構的探索歷程中，羅伯特森借助電子顯微鏡拍攝的細胞膜的“暗-亮-暗”后，提出生物膜為“蛋白質-脂質-蛋白質”的三層結構，而且認為生物膜是靜態的，此時教師可以啟發學生思考：如果生物膜是靜態的，如何解釋細胞的生長、變形蟲的攝食、胞吐等生命現象？有什么實驗可以論證生物膜的流動性嗎？教師可以引導學生閱讀書本的人鼠細胞融合實驗，為生物膜的流動性提供論據。在學習沃森、克里克的DNA雙螺旋結構的模型構建過程時，教師可以引導學生思考科學家是怎樣否定三螺旋結構、堿基在螺旋外面、A與A配對、T與T配對的？有哪些論據支持你的觀點？利用科學史教學在培養學生批判性思維的同時，也向學生展示了科學家一絲不茍、堅持不懈的科學精神，培養學生對科學的情感、態度、興趣等非智力因素。

3. 圍繞有價值的社會議題培養學生的批判性思維

在人教版選修3《現代生物科技專題》中有很多有價值的社會議題，如轉基因生物的安全性、設計試管嬰兒倫理問題、克隆問題等，教師可以嘗試采取辯論賽的形式組織教學，例如辯題可以為：你支持轉基因嗎？事實證明學生很喜歡這種上課模式，課前能夠積極地搜集相關方面的資料，在辯論的過程中選擇有效的論據支持自己的觀點。

（二） 模型與建模能力的培養

人教版高中生物教材中的模型大體上可以分為物理模型、數學模型和概念模型三大類。教師在教學中可采取多種方式來呈現模型，如實物模型、掛圖、教師板畫、電腦模擬等，如相較掛圖、教師板畫、教材中的圖解、示意圖，學生更喜歡實物模型、電腦模擬及角色扮演等方式，教師在課堂中可以采用這些方式來呈現模型。如在講述細胞器這節課時，教師可以找幾位同學扮演細胞器，“演員”和“觀眾”課前會充分地預習細胞器的結構和功能，課堂上表演后，“觀眾”猜扮演細胞器的名稱。這樣的教學模式學生的參與度較高，學習效果較好。

（三） 歸納與概括能力的培養

歸納和概括指把對象的個別方面、特征結合成整體的過程。要求學生能夠從大量的生物學事實中歸納、概括，形成最基本的生物學規律。例如在細胞核功能的教學中，教師可以讓學生閱讀《必修1》（人教版）第52頁“資料分析”，思考、討論相關問題。先讓學生歸納每個實驗的結論，再歸納細胞核功能，最后得到結論“細胞核是細胞的遺傳和代謝的中心”。教學過程如表2：

三、 科學思維培養策略的思考

愛因斯坦曾說過：“什么是教育？當你把學校受過的教育都忘記了，剩下的就是教育。”是說教育不僅僅教給學生知識，更重要的是教給學生知識背后的方法、智慧，當學生走向社會后，可以用科學的思維和方法去處理工作和生活中的一些問題，能夠正確地審視、論證一些熱點社會議題，能夠做一名順應科技發展的、有良好科學素養的新時代公民。

參考文獻：

[1]劉恩山，曹保義.普通高中生物課程標準（2017年版）解讀[M].南京：江蘇教育出版社，2007.

作者簡介：

陳晴，江蘇省蘇州市，江蘇省蘇州市吳中區甪直高級中學。