例談生物學(xué)教學(xué)中科學(xué)思維的培養(yǎng)

曾芳

【摘要】 科學(xué)思維是生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分。如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力是教學(xué)中亟待解決的問題。教師應(yīng)充分挖掘、利用教材中科學(xué)思維培養(yǎng)的素材，將科學(xué)思維能力培養(yǎng)落實(shí)到日常的生物課堂教學(xué)中。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)思維;能力培養(yǎng);利用素材;課堂教學(xué)

科學(xué)思維作為生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，指學(xué)生基于大量的事實(shí)和理論依據(jù)，分析事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力，包括運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、分析與綜合等方法的能力。發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的能力和品質(zhì)是生物學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)之一。

新課標(biāo)全國卷生物試題突出體現(xiàn)對“科學(xué)思維”能力的考查。許多題目都在簡單的問題情境下，層層設(shè)問，暗含邏輯。從歷年的試卷題目來看，這部分試題常常是整套試卷中的亮點(diǎn)，也是高考試卷中占分比例較高、區(qū)分度較大的題目，是最能夠體現(xiàn)生物學(xué)科核心素養(yǎng)評價(jià)導(dǎo)向的題目。但現(xiàn)實(shí)情況是對于這類題目，學(xué)生往往答而不對或者答而不全，得分率極低！如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力是教學(xué)中亟待解決的問題。

科學(xué)思維是一個(gè)人的關(guān)鍵能力。能力目標(biāo)看似虛無縹緲，難以把握和落實(shí)。科學(xué)思維的培養(yǎng)不是能夠一蹴而就的，需要經(jīng)過長期的滲透和落實(shí)?？茖W(xué)思維的培養(yǎng)應(yīng)該成為日常課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的主線。人教版新課標(biāo)教材是教學(xué)的藍(lán)本，也是課堂教學(xué)中進(jìn)行思維能力培養(yǎng)的最好素材，教師應(yīng)充分挖掘、利用教材中科學(xué)思維培養(yǎng)的材料，將科學(xué)思維能力的培養(yǎng)落實(shí)到生物課堂教學(xué)中。

下面談?wù)勗凇斗肿优c細(xì)胞》教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的一些做法。

1利用科學(xué)發(fā)現(xiàn)史，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維

科學(xué)發(fā)現(xiàn)史中有著豐富的探究素材，有著學(xué)科概念的建立和發(fā)展過程，有著人們認(rèn)識和解決問題時(shí)的思維碰撞和爭論，有著解決生物學(xué)難題的學(xué)科思想方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的良好素材。

如在細(xì)胞學(xué)說建立過程的教學(xué)中，學(xué)生閱讀教材，填表梳理科學(xué)家所運(yùn)用的方法、技術(shù)和取得的成就，討論“列文虎克和馬爾比基都已經(jīng)觀察到細(xì)胞，為什么細(xì)胞學(xué)說的建立者是施萊登和施旺？”引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)家得出結(jié)論需要獲取可靠的證據(jù)，認(rèn)同基于觀察實(shí)驗(yàn)的歸納、概括是上升到理論的必要條件。

如在細(xì)胞膜成分及結(jié)構(gòu)探索歷程的教學(xué)中，將探索歷程轉(zhuǎn)化為探究教學(xué)的情境，教師設(shè)計(jì)連續(xù)的、富有邏輯的問題串，一步步引導(dǎo)學(xué)生思維，通過問題導(dǎo)學(xué)、實(shí)驗(yàn)分析的方式，使學(xué)生領(lǐng)悟“提出假說”“模型與建?！钡瓤茖W(xué)研究方法，引導(dǎo)學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行推理論證，促進(jìn)學(xué)生質(zhì)疑與創(chuàng)新，綜合發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。

2 通過比較學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

比較是確定事物之間相同點(diǎn)和相異點(diǎn)的思維方法，它為客觀全面地認(rèn)識事物提供了一條重要途徑。比較既可同中求異，也可異中求同。

在組成細(xì)胞元素的教學(xué)中，通過教材中兩張表格所呈現(xiàn)內(nèi)容的比較，有助于學(xué)生在元素組成層面理解細(xì)胞與無機(jī)自然界之間，以及不同細(xì)胞間的統(tǒng)一性與差異性，并認(rèn)識組成細(xì)胞的大量元素、微量元素，通過比較活動還有助于學(xué)生歸納與概括、批判性思維等科學(xué)思維能力的提升。

在氨基酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的教學(xué)中，學(xué)生對比觀察幾種氨基酸的結(jié)構(gòu)，利用已有的化學(xué)知識識別氨基酸，在對比的基礎(chǔ)上找出不同氨基酸分子共有的結(jié)構(gòu)，討論并逐步歸納、總結(jié)氨基酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建氨基酸分子的結(jié)構(gòu)通式。這實(shí)際上就是求同歸納，也是不完全歸納法，是第1章所介紹的“歸納法”的運(yùn)用。

3 重視概念圖的構(gòu)建，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維

概念圖是一種用節(jié)點(diǎn)代表概念，連線表示概念間關(guān)系的圖示法，是用來組織和表征知識的有效工具。概念圖從總的概念出發(fā)，逐步展開，顯示出大概念是如何被分解成若干小概念的，可以直觀而形象地表示概念之間的相互關(guān)系。概念圖的建構(gòu)能有效呈現(xiàn)思維過程，增強(qiáng)學(xué)生對知識間有機(jī)聯(lián)系的理解，拓寬學(xué)生對概念意義理解的廣度，提升學(xué)生對所學(xué)知識提取、分析和應(yīng)用的能力。

如學(xué)生對組成自然界的元素、組成細(xì)胞的元素、大量元素、微量元素等進(jìn)行關(guān)系圖的構(gòu)建，對組成細(xì)胞的元素和化合物進(jìn)行概念圖的構(gòu)建，對細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性進(jìn)行概念圖的構(gòu)建，對動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行概念圖的構(gòu)建等。這些活動不僅促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，也有利于學(xué)生對重要概念的理解和掌握，還能發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。

4 通過建構(gòu)模型，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

許多生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容的開展離不開模型建構(gòu)方法的幫助。通過構(gòu)建模型的方法進(jìn)行教學(xué)，能夠加深學(xué)生對生物學(xué)基本概念、基本原理的理解，并有助于學(xué)生掌握生物學(xué)基本技能，幫助學(xué)生構(gòu)建正確的知識體系，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

如在細(xì)胞器之間的分工合作的教學(xué)中，組織學(xué)生進(jìn)行分組制作細(xì)胞器模型的活動，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步深入對比分析細(xì)胞中各種細(xì)胞器的特征。學(xué)生在分工合作建構(gòu)模型的過程中，體會細(xì)胞各部分結(jié)構(gòu)的分工與配合。

如在嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型的教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)細(xì)胞的特征，結(jié)合自身的興趣愛好，利用橡皮泥、廢舊物品、常見生活用品等材料，選擇出適合制作細(xì)胞結(jié)構(gòu)的用品;在構(gòu)建模型的過程中，學(xué)生遵循先框架后細(xì)節(jié)，先繁后簡、先大后小、由表及里的原則;建構(gòu)模型完成后，還要檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷目茖W(xué)性和準(zhǔn)確性。學(xué)生在材料準(zhǔn)備、模型制作、評價(jià)與交流的過程中，將抽象的真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)形象化，強(qiáng)化學(xué)生已初步建立的結(jié)構(gòu)與功能觀、局部與整體觀。

總之，在課堂教學(xué)實(shí)踐中，教師要運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，精心設(shè)計(jì)貼近學(xué)生思維水平的問題和活動，激活學(xué)生的思維，并使用評價(jià)量規(guī)，來有效提升學(xué)生的思維能力和思維品質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣和能力，可以說是包括生物學(xué)課程在內(nèi)的理科課程的核心目標(biāo)之一。如何達(dá)成這一目標(biāo)，依然任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）

湖北省宜昌市第一中學(xué)? 湖北? 宜昌? 443000