高中生物課堂教學中提升學生科學思維的策略分析

摘 要：生物是高中階段的一門重要學科，在新課改背景下，如何將生物教學與學生科學思維的培養融合，是一個重要的課題。文章介紹了提升學生學科思維的重要性以及在高中生物課堂提升學生科學思維的方法，以期保證學生養成解決問題的思維習慣，促使學生在后續的學習、生活中具備正確理解事物的能力。

關鍵詞：高中生物;課堂教學;科學思維

中圖分類號：G633.91? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ??文章編號：2095-624X（2021）41-0076-03

作者簡介：保穎（1980.3—），女，甘肅張掖人，甘肅省嘉峪關市酒鋼三中，中學一級教師，本科，研究方向：高中生物教學。

引 言

現階段，為培養更多的創新型人才，助力創新驅動發展戰略的落實，學生的創新、科學思維等能力的培養受到了人們的廣泛關注。在當前高中生物課堂教學的過程中，應用各種方式培養學生的科學思維能力同樣成為一項極為關鍵的任務。

一、提升學生科學思維的意義

在文化全球化的背景下，知識更新的速度不斷加快，為進一步提升我國在國際上的競爭力，培養學生的科學思維能力成為一項極為重要的工作。具體來說，在當前課堂教學的過程中，培養學生的科學思維能力不僅能夠使學生養成終身學習的意識與習慣，在學習過程中更好地將知識融會貫通，還能增強學生在后續學習工作的過程中處理信息、發現問題及解決問題的能力。在面對社會熱點問題時，學生能夠更為理性地作出判斷，為自身的生活、發展提供保障[1]。

二、在高中生物課堂教學中提升學生科學思維的方法

在高考的壓力下，當前部分教師在教學過程中更注重向學生傳授基礎性的生物知識，忽視了培養學生科學思維能力的意義，這不利于學生成為一名優秀的綜合型人才。為切實解決這一問題，教師在教學過程中可以通過將培養學生的科學思維與教材內容教學融合的方式，為學生的健康發展提供助力。

（一）將科學思維能力培養融入概念教學

對于高中生物教學來說，新舊知識間往往存在著一定的聯系，即大部分新概念都可以由舊概念推導出來，并且部分舊概念可以為新概念的成立提供佐證。在傳統的生物課堂中，大多是教師直接向學生講解新概念，并要求學生對新概念進行背誦，以便加深學生對新概念的記憶。這種教學方式過于死板，學生很難在短時間內牢記新概念，即便在短時間內記下了概念，也很容易遺忘，這種教學方式在降低學生學習效率的同時，無法有效鍛煉學生的概括能力，也阻礙了學生科學思維的培養。為解決這一問題，切實提升學生的科學思維能力，教師要轉變自身的思想觀念，在開展課堂教學的過程中，以學生為課堂的主體，逐步引導學生通過對舊概念進行歸納整理來推出新概念，加深學生對新概念的理解和記憶，鍛煉學生的知識概括能力，為學生的后續學習提供保障。

例如，在“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）”這一課的教學過程中，為切實提升學生的科學思維能力，筆者通過引導學生聯系舊概念來推導新概念，并用新概念反推舊概念的方式，提升學生的演繹推理能力。在推導過程中，筆者引導學生通過對錯誤概念進行糾正的方式，提升學生的批判能力[2]。

具體來說，在進行“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）”教學內容設計的過程中，筆者將教學環節分成新課導入、介紹豌豆在實驗中的優勢、介紹雜交實驗過程三部分。

首先，在新課導入環節，筆者向學生提問：“在之前的教學中，我們可以了解到孟德爾主要是用‘融合遺傳’解釋生物的遺傳規律，那么哪位同學可以告訴老師你是否同意孟德爾的觀點，若不同意，你認為生物的遺傳規律是什么？”然后要求學生理解融合遺傳觀點的概念，結合現實情況思考這一觀點是否合理，并談談自身對生物遺傳規律的理解。這一環節的設計目的在于讓學生通過對融合遺傳觀點進行理解與討論，發現這一觀點中存在的不足，以便將學生的注意力吸引到孟德爾新遺傳規律上，在激發學生求知欲的同時，提升學生的語言表達能力與批判思維能力。

其次，在介紹豌豆在實驗中的優勢這一環節中，筆者在完成“豌豆人工異花授粉”實驗操作后，詢問學生為什么要將豌豆花作為實驗材料及將之作為實驗材料的優點。為逐步引導學生對學習內容進行自主思考，筆者向學生提出了問題：“豌豆傳粉方式和授粉方式的特點在實驗過程中發揮了怎樣的作用？”“豌豆花的花朵過大或過小在實驗中可能出現哪些問題;豌豆花的顏色、莖高、花的位置都具備哪些特點？這些特點在實驗中能夠發揮怎樣的作用？”在學生理解異花授粉的具體操作流程后，筆者鼓勵學生以教師提出的問題為參照，總結歸納豌豆作為實驗材料的優點。筆者通過問題引導，調動了學生主動思考的積極性，使學生切實了解豌豆作為實驗材料的優勢，達到了提升學生歸納推理以及演繹推理能力的目的。

最后，在介紹雜交實驗過程這一環節中，筆者借助多媒體，以圖片的形式向學生展現了大量的豌豆圖片，用假說演繹法向學生詳細介紹了孟德爾的豌豆雜交實驗過程，并引導學生觀察圖片上各組豌豆形狀的表現特點。筆者通過這種教學方式，使學生在理解豌豆雜交實驗過程的同時，思考豌豆的相對性狀，并對自身在課程開始時表述的生物遺傳概念進行完善，強化自身對正確概念的認識。在這一教學過程中，筆者主要通過提問的形式，加深了學生對豌豆性狀、概念的理解。學生通過對豌豆性狀進行總結，提升了自身的歸納概括能力，通過糾正自身最初表達的生物遺傳概念，提升了批判性思維能力。

（二）將科學思維能力培養融入問題串聯教學中

隨著社會的發展，培養學生解決問題的能力越來受到重視，在當前的教學過程中，教師可以通過問題串聯教學的方式，引導學生將所學知識逐步轉化為解決問題的能力。教育心理學家指出，問題能夠激發學生的求知欲。筆者通過對當前的高中生物教材進行研究發現，教材中存在很多值得學生探究的問題。基于此，在高中生物教學中開展問題串聯教學不僅可以調動學生的學習積極性，還能為學生演繹推理能力的提升提供助力。

例如，在進行“基因在染色體上”這一課的教學時，為切實提升學生的演繹推理能力，筆者應用問題串聯教學法，為學生設置了一系列與教學內容相關的問題，鼓勵學生根據問題的邏輯性自主開展問題的分析與推導，在鍛煉學生邏輯思維能力的同時，提升學生的演繹推理能力。在開展演繹推理的過程中，不同學生的思想觀念往往存在一定的沖突，此時，筆者通過鼓勵學生之間進行討論，在加深學生對課本內容理解的同時，鍛煉學生的批判思維能力[3]。

具體來說，在開展“基因在染色體上”教學內容設計的過程中，筆者同樣將教學環節設置為三部分。第一部分，筆者通過創設教學情境、提出情境問題引導學生觀察、思考分離定律中遺傳因子以及細胞減數分裂過程中染色體形態數目變化之間的關系，讓學生向其他同學介紹自己的觀點，互相點評各自觀點存在的不足與優勢。筆者在讓學生回顧過去所學知識的同時，吸引學生的注意力，并引導學生加強新、舊知識之間的聯系，同時，通過鼓勵學生進行互相點評，引導學生找出自身觀點存在的不足與優勢，為學生批判性思維能力的提升提供助力。第二部分，筆者通過分解問題，引導學生推導，讓學生跟隨摩爾根實驗的腳步對筆者提出的問題進行思考、分析與解答。筆者通過設計這一教學環節，引導學生了解演繹推理法的實驗步驟，并且通過設置問題串的教學方式，引導學生逐步構建與摩爾根實驗相關的知識框架，為學生演繹推理能力的提升提供助力。第三部分，筆者通過演繹推理方法的應用，引導學生得出問題結論。在教學過程中，筆者主要通過引導學生探索演繹法與問題串的內容，得出相應的結論，從而幫助學生更好地學習知識。

（三）通過建模的方式培養學生的科學思維能力

相較于初中生物的教學內容，高中生物更為復雜與抽象。筆者通過對教學內容進行分析發現，高中生物大部分教學內容是對微觀物質世界的研究，學生在學習過程中無法用肉眼對微觀構造的變化情況進行直接觀察，并且對一些實驗過程或者物質變化情況，教師也無法用實物進行演示，這種情況的存在大大增加了學生理解知識點的難度。為切實解決這一問題，教師可以在教學過程中應用建模的方式，將抽象的變化情況更為直觀地展示出來，便于學生對知識內容的理解與記憶。具體來說，在模型的構建過程中，教師可以通過模擬教學內容的方式，在降低學生理解復雜知識難度的基礎上，實現學生科學思維能力的提升。

例如，在“降低化學反應活化能的酶”這一章中“酶的特性”的教學過程中，為在促進學生理解內容的同時，鍛煉學生的歸納概括、批判性思維及創造性思維等能力，首先，筆者帶領學生明確了構建模型的意義;其次，在引導學生歸納總結與建模相關的內容后，筆者鼓勵學生進行酶活性模型建模，探究酶的最適溫度;最后，筆者對學生的建模情況進行評價，鼓勵學生對模型進行進一步完善。這種教學方式在加深學生對本章教學內容記憶、提升本課教學質量的同時，提高了學生的歸納概括能力與建模能力，增強了學生的發散性思維與創造性思維能力[4]。

（四）通過學科交叉知識培養學生的科學思維能力

創造性思維是心智自由構建的基礎，在當前的高中生物教學過程中，教師可以通過引導學生對生物知識開展聯想、想象來發揮直覺思維、靈感思維等方式，了解新的生物學觀點、理論、實踐操作方法等內容。具體來說，對學科知識進行分析后，筆者了解到，生物學與數學、物理、化學等學科知識間存在較為密切的聯系，并且生物教科書中的部分知識也呈現出學科交叉的特點。在實際教學過程中，教師可以通過將生物知識與其他領域知識進行融合的方式，引導學生對生物知識進行分析、理解。

例說，筆者在講解“基因頻率的計算與分析”的過程中，將生物知識與數學“函數”“不等式”等知識點進行了有效結合，在便于學生理解基因頻率計算方式的同時，進一步提升了課堂教學的效率。

（五）將歸納與概括教學融入生物知識教學

在當前的生物知識教學過程中，教師帶領學生對知識進行歸納概括，是引導學生形成生物學概念，培養學生生物學科學思維的必經之路。在當前的生物學知識教學過程中，歸納與概括這兩種知識整理方法的應用，不僅可以幫助學生對生物知識進行總結與升華，還能有效提升學生整理信息的能力，強化學生學習知識的主觀能動性，為學生科學思維的發展提供有力的支持。

例如，在進行“遺傳”這一內容的教學過程中，為降低學生的理解難度，加深學生對知識的記憶，筆者主要帶領學生對“轉錄與復制”的異同進行了比較，對“翻譯過程”進行了概括，對“遺傳信息的傳遞規律”進行了歸納，盡管這三個活動的側重點各有不同，但都有效加深了學生對于知識點的記憶，并切實強化了學生的科學思維能力。首先，從“轉錄與復制”的異同比較活動中，學生可以對比的方式比較DNA轉錄、復制的異同點，提升自身的比較歸納思維;其次，在進行“翻譯過程”的概括活動過程中，學生可以通過用物理模型模擬特定氨基酸序列進行翻譯的方式，對mRNA堿基序列翻譯成蛋白質氨基酸序列的過程進行有效的認識與概括，從而有效提升自身的概括思維能力;最后，通過“遺傳信息傳遞規律”的歸納活動，學生既可以對過去所學的知識進行回憶，又能從自身思維體系的角度對知識進行加工與升華，這在加深學生對知識的理解的基礎上，有效提升了學生的信息整理和加工能力，強化了學生的信息歸納概括思維。

（六）在實際問題的解決中培養學生的科學思維能力

在實際生活中，人們往往可以利用自身的信息分析歸納能力，找出問題發生的原因，但要想切實解決問題，就要依靠人們的創造性思維，為問題制訂科學的解決方案。在當前的高中教學過程中，培養學生的創造性思維能力是保證學生能夠獲得良好發展的關鍵之一。具體來說，在當前高中生物教學過程中，教師可以在真實情境的基礎上創設問題情境，通過帶領學生開展實踐探究活動，切實提升學生的實踐能力與創造性思維，加深學生對于生物學理論知識與實際生活間聯系的認知，為后續學生生物思維體系的構建打下堅實的基礎。

結 語

在當前高中生物教學過程中培養學生的科學思維不僅能夠加深學生對教學內容的理解，提升學生的學科核心素養，還能為我國社會、經濟、文化等方面的可持續發展提供助力。因此，在實際教學過程中，教師要在考慮教學內容及學生興趣愛好的基礎上，應用合適的教學方法，以促進學生科學思維的發展。

[參考文獻]

[1]吳悠貝.高中生物學教學中科學思維培養現狀的調研及建議[D].湘潭：湖南科技大學，2019.

[2]黃珍.基于科學思維素養培養的高中生物參與式教學實踐研究[D].廣州：廣州大學，2019.

[3]陳文雅.高中生物學教學中學生科學思維能力的培養策略研究[D].長沙：湖南師范大學，2020.

[4]郭巖麗.高中生物課堂教學中對學生科學思維的培養研究[J].才智，2019（5）：133.