生物教學中培養學生科學思維的策略

徐建華

摘 要 以2018年高考理綜全國卷I試題為例，結合近三年的高考理綜全國卷I試題，分析了高考命題特點及對后期的備考建議，以期為2019屆高三生物復習提供可資借鑒與參考。

關鍵詞 高考試題 特點分析 復習啟示

科學思維是引導學生尊重事實和證據，有實證意識和嚴謹的求知態度;能運用科學的思維方式認識事物、解決實際問題的能力。思維能力是在思考過程中發展和提高的，而思考過程是別人所代替不了的。因此，在科學教學中，教師必須讓學生主動地思考獲取知識，自覺地訓練思維技能，從而達到培養科學思維能力的目的。正如蘇聯教育家蘇霍姆林斯基所說的：“真正的學校是一個積極思考的王國。”而生物課堂教學要成為真正的“思考王國”，托爾斯泰也說過：知識只有靠積極的思維得來，而不是靠記憶得來時，才是真正的知識。由此可見思維，特別是科學思維培養的重要性。那么，在生物教學中如何培養學生科學思維能力？筆者結合自己的教學實踐，談談在生物教學中培養學生科學思維的做法和體會。

1 設疑問難，在質疑、釋疑中培養科學思維

在生物教學中，教師有意識地設疑問難，在特定問題情境下，層層設問，環環相扣，叩開學生思維的大門，使學生感到新穎，維持連續思索，形成持久的內驅力，活躍課堂氣氛，有效地調動學生的思維積極性。這樣可收到預想不到的教學效果。例如，在學習遺傳學的內容時，教師可以先講一個小故事，并提出問題：以前有一個貌美但不學無術的女子向肖伯納求婚，該女子說如果肖伯納與她結婚，他們的孩子定能如肖伯納一樣的聰明，像美女一般漂亮。但肖伯納卻說：如果孩子像我一樣丑，像你一樣笨，那怎么辦？生動有趣的故事使學生思維頓生活躍。此時，教師再追問：如果肖伯納與該女子結婚，會生出哪一種情況的小孩？出現該情況的機會有多少？這種特定的設問下，促使學生去思考教師的問題，從而激發其思考，在釋疑中培養科學思維能力。

又如，在學習植物“頂端優勢”時，教師可提出問題：“為何修剪果樹技條和棉花打項均能提高產量？”當學生答出答案后，可繼續問：農村公路兩旁的高大行道樹和用于提供木材的桉樹要打項嗎？在這樣特定問題情境下，層層設問，可引起學生去思考，激發其科學思維。

2 利用生物實驗課，在自主探究中培養科學思維

實驗是人們進行科學研究的手段，是使思維運動通向客觀真理的途徑和橋梁。實驗是培養學生科學思維的有效手段。

2.1 設置專門性實驗，訓練和培養科學思維能力

生物學是一門以實驗為基礎的學科，實驗在生物教學中有舉足輕重的作用。由于實驗課能給學生提供動手和動腦的機會，教師引導學生對各種生物現象進行分析后，加以綜合歸納，以獲得完整的知識，從而訓練和培養學生的思維活動。例如，在學習鳥類“雙重呼吸”概念時，教師可引導學生解剖鳥類，觀察鳥類特有的器官——氣囊，并引導學生分析：①氣囊與肺相通;②鳥類吸氣時空氣進入肺后，部分空氣進入氣囊;③空氣第一次在肺內進行氣體交換;④呼氣時，氣囊內的空氣經過肺;⑤空氣第二次在肺內進行氣體交換。經過上述綜合分析，教師引導學生歸納出“雙重呼吸”的定義。然后，繼續引導學生思考：鳥類的這種呼吸方式對其飛行有何好處？這樣一步一步地分析，再讓學生最后進行綜合歸納出結論，不但提高了學生科學思維力，而且也可使學生了解各部分知識的邏輯關系，訓練學生的科學思維。

又如，在“魚類”一課中，為讓學生了解魚在水中的運動情況，教師可把一條活魚放在盛水的玻璃缸中放于課堂前面，讓學生觀察，然后提問魚的運動器官是什么？它如何控制魚的運動方向？而在學習細胞吸水和失水的原理時，教師可分別在清水和鹽水中放入同樣大小的胡蘿卜，放于教室前面。一段時間后，學生稱量兩塊胡蘿卜的重量，并用手觸摸兩塊胡蘿卜的硬度，然后提出問題：為何兩塊胡蘿卜的硬度亦發生改變？由于是學生親眼所見，親手所試，所以會富有興趣地去思考教師的問題，從而起到誘發學生思考，達到培養和訓練學生科學思維的作用。

2.2 鼓勵學生改進實驗，激發和鍛煉科學思維能力

改進生物實驗是激發學生學習興趣，活躍和提高科學思維能力的一個策略。在生物實驗教學中，因為各地具體情況的不一致，教科書中的不少實驗和實驗材料都有一定的改進空間。

例如，做“礦質離子交換吸附”和“植物細胞有絲分裂”實驗時，培養洋蔥根尖，教師要求學生回家嘗試有沒有除書本水培法外的其他方法。經學生的多次嘗試，發現可用濕沙培養洋蔥根尖，效果比教科書所示的方法要好，而且還避免了要經常換水的麻煩。鼓勵學生對生物實驗進行改進是一種培養和發展學生的科學思維能力的有效措施。當實驗基本操作完成后，教師可再鼓勵學生用別的材料重復這個實驗。學生用黃豆芽、綠豆芽、蔥根等做實驗，也一樣有部分學生獲得成功。學生重復自己改革的實驗獲得成功后，感受到了成功的喜悅。若實驗失敗，教師則可引導學生分析實驗失敗的原因，鍛煉學生的科學思維。

又如，在進行“種子的萌發需要的外界條件”這個實驗時，教師經常按照教科書的實驗操作步驟把一種種子分別放于不同的外界濕度、不同溫度和有無被水浸泡的條件中進行實驗。筆者則是讓學生用多種種子進行實驗，觀察種子萌發的情況。學生發現.綠豆種子可以在水下也出現萌發的狀況，跟實驗前認為的種子完全泡在水下不會萌發的設想不一致！這時，教師馬上引導學生進行思考分析其中的原因，讓學生明白種子萌發需要的空氣是“足夠”即可，不需要完全暴露于空氣中。這就是應用從一般到特殊和從特殊到一般的方法來認識物質及其變化規律，通過實驗的改進，鍛煉了學生的科學思維。

3 運用橫向比較方法，培養科學思維能力

分析、比較是思維訓練的一種方法。在教學過程中，由于新知識的涌現、新概念的引入，這些知識間既有聯系又有區別，所以學生在使用時容易混淆。教師應經常將易混淆的概念有意識地提出來，讓學生學會運用橫向比較的方法，找出不同生物現象中共同點和不同點，以培養和提高學生科學思。

例如，比較有絲分裂和減數分裂的異同，教師引導學生填寫表1，找出兩種分裂方式的異同。

又如，在學習種子的結構時，關于單子葉植物與雙子葉植物的種子結構異同，教師也可以通過引導學生列表進行橫向比較（表2），從而得出種子結構的相同點和單、雙子葉植物種子的不同點。

教師指導學生運用橫向比較的方法進行學習，運用了歸納（從特殊到一般，即從個別的事實推出一般結論）和演繹（從一般到特殊，即從一般到個別）的思維訓練方法，可以有效地提高和培養學生的科學思維能力。

4 巧用解題練習，培養科學思維

練習是思維能力訓練的主要載體。解題是使學生牢固掌握所學基礎知識和基本技能的重要手段，解題過程中的情景分析和解題方法上的思維訓練是培養學生科學思維能力的有效途徑。生物學是來源于生活實踐的一門科學，因此很多題目與人們的生活密切相關。學生解答出一道題，就好像解決了生活中的一道難題一樣，從中獲取了不少生活實踐的知識，科學思維能力也能得到鍛煉。例如，高中生物有關的遺傳內容的題目因涉及遺傳、生育男孩女孩的機率、后代患某種遺傳病的機率等人類自身的問題，貼近生活實際，學生很有興趣。而這類題目都有一定的難度，遺傳機率的計算題很注重過程分析，能強化思維訓練，故能提高和鍛煉學生的科學思維能力。

高中生物有關遺傳規律內容的題目中，有相當一部分是關于作物果實或種子基因型、表現型的推斷和計算，具有一定難度的。但由于這類題目涉及農業生產方面的知識，可謂一舉兩得。例如，高莖豌豆與矮莖豌豆雜交，F1代是高莖，而F2代卻又出現高莖與矮莖，且為3：1，黃色圓粒豌豆與綠色皺粒豌豆雜交，F2代產生新黃色皺粒和綠色圓粒。可見，自然界中神奇的生物現象是可以在生物練習題中反映出來，就像魔術一樣吸引著學生，激勵他們去解答一道又一道難題，從而使學生的創造性思維在不斷的練習中得到提高。學生在解答生物習題時就像在解決生活中的問題一樣有較強的成功感，這些是數理化等學科的習題所不能比擬的。

總而言之，教師通過以上措施，能有效地提高和培養學生的生物核心素養中的科學思維能力，學生掌握基本知識和技能的同時，發展其科學思維能力，以有思考價值的問題來激發學生的思維欲望，從中獲得啟迪，提高科學思維的能力。學生在質疑、釋疑中學會科學思維;在自主探究中訓練科學思維;在練習解題中鍛煉科學思維。

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