基于科學思維培養的高中生物教學策略研究

張海軍

摘 要：培養學生的科學思維，就是要讓學生要基于事實，注重證據，以科學的思維方式來認識事物，鍛煉自己解決實際問題的思維能力。文章分析高中生物教學中學生科學思維培養情況，并從歸納和概括、演繹和推理、模型的構建三方面進行探討，進而在高中生物教學中提升學生的科學思維。

關鍵詞：高中生物;科學思維;教學策略;學習能力;科學態度

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2020）24-0050-02

高中生物課程教學不僅需要學生掌握生物基礎性知識，還需要學生重點對生物學家在生物學研究過程中所持有的觀點有所了解，特別是生物學問題解決的思路和方法。因此，高中生物教師在教學過程中要讓學生主動發現、提出問題，獲取解決問題的信息，有條件的話可以開展實驗來尋找證據。教師還可以在提出假設并驗證的過程中，激發學生學習生物的興趣，培養學生的科學思維，使學生樹立終身學習的理念。

一、高中生物教學中學生科學思維培養情況分析

為調查學生的生物學習情況尤其是科學思維培養情況，筆者分別在高中三個年級中隨機抽取100名學生進行問卷調查。問卷調查結果顯示，在當前的高中生物教學中，教師對學生的科學思維培養呈現出隨著年級而提升的趨勢，但從整體來看，文科生的科學思維要比理科生差一些。高一上學期，有些學生在生物學習中陷入思維的“困難期”，這主要是因為高一課程開設得比較多，導致學生對新知識的消化和理解方面有些困難。文科生學習生物知識的思維方式基本上以機械記憶和形象思維為主，在生物試題解題過程中容易形成程式化或者模塊化的解題思維，不能及時根據客觀情況的變化對先前的思維模式進行改變，找出問題解決的新方法。同時，在思維品質方面，文科生的思維靈活性不足。在高中生物教學中，教師要想提升文科生的生物科學思維與科學素養，就要讓他們由“要我學”向“我要學”轉變。從上面的分析可以看出，在生物教學中培養高中生的科學思維，與生物知識的構建是息息相關的。所以，高中生物教師要從理念和方法上注重對學生的引導，讓學生強化知識間的整合和聯系，進而以知識體系的良好構建促進學生科學思維水平的不斷提升。

筆者通過分析高三理科學生的科學思維水平發現，學生的科學思維水平與高中生物教師的課堂教學理念關系緊密。可以看出，學生的科學思維是可以通過學習進行培養的，但教師的教學理念不同，會導致學生的科學思維水平差異性很大。所以，在高中生物教學中，教師絕不能停留在對學生進行生物知識的講解上，要注重引導學生以科學家的思維來處理和解決學習中遇到的問題，讓學生在學習過程中養成積極探索的思維習慣，進而提高學生的科學思維水平。

二、高中生物教學中對學生科學思維進行培養的具體舉措

1.以歸納和概括能力的掌握來提升學生的科學思維

所謂歸納，是指從許多個別的事物中概括出一般性概念、原則或結論的思維方法。所謂概括，是指把事物的共同特點歸結在一起，加以簡明扼要的敘述。在生物高考試卷中，一些試題要求學生從生物現象中得出結論，并將兩者進行結合得到最終的結論。在具體分析過程中，學生首先要深入研究分析試題題意，然后進行科學判斷，不能將結論停留在事物的表面。這就要求教師在高中生物教學中，要有效利用歷年的高考試題來強化學生的歸納和概括能力。 比如，在2016年全國一卷生物試題中，有關光合作用強度和遺傳因素相結合的知識，就是著重對學生的歸納和概括能力進行考查。在這個試題解答過程中，學生不能僅僅停留在表面，如回答“當光照強度增加了，光合作用自然就得到了加強”等。這樣的答案缺乏深刻性，只是對知識進行了描述。有的學生只找到了一個結論，認為兩組光合作用的強度之所以不同，是環境中低光照造成的，對遺傳因素的影響并沒有考慮。這就說明學生所具有的歸納和概括能力較低。對于這種情況，筆者會引導學生將解題邏輯圖畫出來，通過畫圖對試題進行深入的解析，然后按照“對照”和“單因素”的原則將問題解答出來，這樣能有效鍛煉學生的解題思維能力。

2.以演繹和推理能力來發展學生的科學思維

演繹和推理能力是從一般性的條件出發，通過實驗驗證從而得出具體的結論，通常包括以下三種：從一般到特殊的推理，從蘊含的前提條件進行推理，從前提條件和結論之間的關系進行推理。培養學生的演繹推理能力，有助于培養其嚴密的邏輯思維能力。這樣，會讓學生更加重視知識的推理過程而非課程知識本身。在高中生物教學過程中，教師要培養學生運用不同的事實來展開推理，并提出有力的證據來對所提出的假說進行驗證，使得所得出的結論變得有據可依的能力。如在對孟德爾遺傳定律知識進行講解的時候，筆者組織學生對“融合遺傳”的觀點進行分析，并將孟德爾“融合遺傳”和“顆粒遺傳”觀點之間的區別進行對比，這樣就能使學生很好地掌握學習要點。以此為基礎，在性狀分離的模擬實驗中，筆者啟發學生體會配子種類和性狀分離在實驗中的決定性作用。學生先通過演繹推理的方式得出理論性的性狀分離比，接著按照測交實驗所得出的數據推出實驗結論，就能對孟德爾遺傳定律有更加深入的理解。

3.以模型的構建提高學生的科學思維

模型是人們依據研究的特定目的，在一定的假設條件下，再現原型（Antetype）客體的結構、功能、屬性、關系、過程等本質特征的物質形式或思維形式。在高中生物教學中，教師要注重學生構建模型能力的培養，要通過模型構建激發學生的學習主動性，提升學生的探究能力，使得學生能夠掌握科學的研究方法，提高科學思維。例如，在對“DNA分子的結構”進行講解的時候，筆者先對DNA分子組成單位進行回顧，然后讓學生自己動手制作脫氧核苷酸模型，以小組合作學習的模式將四種脫氧核苷酸模型建立起來，并在此基礎上將脫氧核苷酸長鏈模型建立起來。在建模的過程中，學生容易出現堿基配對錯誤，教師可讓學生對課本內容進行認真閱讀，學習沃森和克里克對雙螺旋結構發現的歷史，然后通過分析DNA分子結構完成生物模型的修正，進而實現模型的構建。這個過程，會有效培養學生的科學思維，提高學生的動手實踐能力。

總之，學生的科學思維完全是可以培養的。在高中生物教學中，教師要從歸納和概括、演繹和推理、模型的構建、實踐探究的活動開展四方面加大培養力度，鍛煉學生的科學思維，這有助于提高教學質量，為社會發展培養更多高質量的人才。

參考文獻：

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