高中生物課堂教學中情境教學與科學思維的培養

王軍紅

摘 要：在高中生物課程教學中，為了有效運用探究性學習理念、有效培養學生的生物學科學思維，教師需要精心設置問題情境激發學生的創新思維，調動其學習積極性，培養學生成為具有生物科學思維的新一代學生。本文就生物課堂教學中如何通過設置問題情境、如何通過具體情境的學習培養學生生物學的科學思維進行簡單探討。

關鍵詞：高中生物;課堂教學;情境教學;科學思維

《普通高中生物學課程標準解讀》提出：“科學思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力?！彪m然高中生已經擁有了一些思考問題的方式和習慣，但對一些問題缺少正確、全面的分析與解決能力，為解決這方面的欠缺，本文嘗試在生物課堂教學中通過運用設置情境、用直觀的情境教學法給學生更直接的感官觸動，從而激發學生進行深層次的思考與解決問題。教育家杜威認為“激發學生的思維，必須有一個實際的經驗環境”。因此，在具體、直觀的情境學習模式下，培養學生的科學思維是非常有益和重要的。

一、激發、培養學生學習興趣是前提

生物科學思維的養成最重要的就是要激發學生對生物學習的興趣，只有讓他們對所學的生物知識產生濃厚興趣與好奇心，才能將之轉化為對知識的渴求與獲得，興趣是學生學習的內在驅動力。如學習必修一“光合作用——光能的捕獲和轉換”這一內容時，教師首先引導學生分析初中階段學習過的海爾蒙特的“柳樹實驗”，思考：（1）我們認同海爾蒙特關于“柳樹實驗”的設計和結論嗎？（2）根據現有的知識分析，土壤中減少的物質主要是什么？大柳樹增加的物質主要是什么？這些物質又是從何處來的呢？經過學生討論分析后，教師指出：“在探索光合作用原理的過程中，人類逐漸認識到綠色植物究竟利用什么物質和結構來吸收光能？吸收的光能又經歷了怎樣的過程變為儲存在有機物中的能力？”教師通過這樣的引導容易激發學生的學習興趣，讓他們想探討這些問題的答案及光合作用的來龍去脈。同時，教師還可以引導學生觀察生活周圍關于植物的光合作用的實例，讓學生自己去觀察、分析。采用這種教學方式，不僅有助于理解所學的知識，還能從實驗的過程中體驗到動手操作和學習的樂趣，激發出他們的學習動力。另外，每個學生都會有自己的想法，有自己獨特的見解，教師在根據學生個性特征進行指導時，充分考慮學生的學習習慣，鼓勵他們發揮所長。如學習本課前布置學生搜集整理有關光合作用發展歷程的資料，教師再創設情境，讓學生體驗科學家所經歷的“想知道什么”“怎么知道”“知道什么”的過程，讓學生明白光合作用的產物、場所、原料等一步步被“發現”的過程，這樣有助于發展學生的科學思維，促進學生進行科學探究，培養學生的科學精神。“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”！重視、激發學生的學習動機，引發學生對生物學的學習興趣，將是提高課堂教學與培養科學思維的前提和必備條件。

二、以合作學習培養學生參與、整合知識的能力

教師可以從學生不同學習風格上入手，幫助學生改善學習思路與方法，發揮其思考和學習的優勢，引導學生展開合作學習，讓其更為積極地投入到學習中，避免出現心理排斥的情況。合作學習能夠充分調動學生學習的積極性、主動性、合作意識，能夠活躍課堂氛圍，擴展學生思維，使學生思維更加發散，通過各方面的認識整合，使學生思考問題的視角更為全面，解決問題的手段更加多樣化，避免思維模式單一。所以，營造良好的合作學習環境，需要教師適時、合理地對學生進行小組劃分，對各個小組進行恰當分工，使每個成員都積極參與到課堂學習之中，提升學生合作學習與交流能力，讓學生產生強烈的集體榮譽感，意識到合作學習的重要性，從而能夠提升學生的綜合思維和解決問題的能力。如學習“提取和分離葉綠體中的光合色素”實驗時，教師從實驗目的、原理、器材的作用、步驟的合理性等方面，針對課本提供的實驗討論題，依據學生個人學習能力、知識儲備情況將學生分為幾個合作學習小組，每組承擔一個方面的探究問題，要求每組學生進行討論交流，提出自己的觀點想法，并以小組為單位，選出一名代表闡述本組的觀點，展示學習成果。教師和其他組同學對展示組的觀點、結論及該組同學的課堂表現進行評價，表揚積極，改正存在的問題，從而提升學生自身學習及與人合作、交流的能力。當然，生物實驗對學生的綜合實力也有較高要求，需要學生對實驗的理論基礎知識有所了解，還需要有一定的實踐操作能力，因此，在實驗過程中進行合作學習十分必要，能夠使學生在遇到困難時集眾人之長，促進個人與群體的共同進步。還可以通過這種學習方式激發學生之間的良性競爭，調動其積極性和主動性，培養學生的團結精神和協作能力，提升學生生物學科的科學思維、動手實踐、語言表達等各個方面的能力。

三、以知識的問題化培養學生梳理、質疑的思維能力

教師在開展課堂教學活動時，要和學生進行交流和互動，創造輕松、愉快的學習氛圍，為此，教師要學會傾聽、了解學生對已學知識的理解和感受，及時對教學思路、方案進行調整，提高生物教學的效率。如教師可以指導學生把每一節課的教學內容進行整合、梳理，形成完整的知識脈絡，把重要知識及相關聯的知識設計為深入淺出、縱橫聯系的問題，通過這些問題把本節課的知識點串聯起來，形成系統、直接、層次遞進的思考題，做成完整的思維導圖，激發學生主動去思考、解決問題，在理解的基礎上進行限時記憶和鞏固。教師在指導學生對知識的理解與把握的過程中，要求讓學生了解分析問題的思維習慣、思考問題的角度與方式對學習生物知識的重要性。這樣，明白、直觀的問題情境將會有助于激發學生的思維，培養學生主動尋求分析、尋找解決問題的方法、培養學生的創新意識、發散思維。如，學習必修二“DNA分子的結構和復制”一課時，把本課主要知識點用問題形式展示出來：“（1）富蘭克林為DNA分子結構模型的建立做出來什么杰出貢獻？意義是什么？有人認為他的成果應該獲得諾貝爾獎，你贊成這種說法嗎？為什么？（2）試運用搜集的生物科學史資料，圍繞沃森和克里克解開DNA分子結構之謎，歸納科學家提出DNA分子雙螺旋結構的研究過程是什么？（3）如何理解“DNA分子中脫氧核糖與磷酸交替連接，排列在雙螺旋結構的外側，構成DNA分子的基本骨架？”（4）DNA分子雙螺旋結構模型具有什么特點？DNA分子只含有四種脫氧核苷酸，卻能儲存大量遺傳信息，根據自制的模型，請解釋原因。（5）沃森和克里克能成功建立DNA分子雙螺旋結構模型，原因是什么？有其他科學家在生物學研究中采用了模型建構法嗎？（6）DNA分子是如何復制的？”這些問題的設置是按照將科學家如何探究DNA分子結構、DNA如何復制的過程呈現出來，要求學生在理解科學發展邏輯的基礎上，利用邏輯推理、批判性思維等科學思維方法，處理好事實和證據之間的關系。能夠使學生對生物的知識體系和整體的框架結構有一個很好的把握，從而更好地幫助學生學習并提高授課的質量。

四、以作業自評及互評培養學生發現問題、查漏補差的思維習慣

以書面作業、生物實驗等作業為例，書面作業既能提高學生的思考和動手能力又能很好地把解決知識的成果顯現出來，便于直接地糾錯補差;又如實驗操作及實驗報告、課外調查、繪制知識結構圖等作業更能把學生的學習情況完整地展示出來。讓學生在面對書寫、實驗等實際動手操作的過程中輕松完成生物作業。教師要關注學生個體差異，設計具有一定層次性的作業，促進不同層次、類型學生的發展。在這一過程中，每個同學的作業，通過作業本、屏幕展示，讓其解說考慮問題的出發點、解決問題的具體思路，如何做好和該項問題有關聯的知識的縱橫聯系，如何提升對相關知識點的把握。本組或其他組同學進行點評。一方面，通過多樣化的作業形式，調動學生學習積極性、主動性，讓學生動起來，讓課堂“活起來”。另一方面，通過設計不同認知程度和問題難度的作業的問題情境，讓學生根據自己的實際情況進行選擇，發揮個人的優勢、長處，吸取其他人的長處來補己不足。這樣，通過典型作業的相互點評學習，才能促進各個層次學生的共同發展。而且，按照學生的知識層次、年齡階段的認知發展規律，通過有層次、有梯度的作業訓練，使學生從不同的視角深入分析、把握知識，將書本的呆板的知識轉化為學生自己的認知結構，才能促進學生的智力開發與發展。另外，還可以設計開放性的題目來開闊學生視野，如從多角度、多維度設計作業題，創設跟生活相關的實際問題，促使學生用生物學的知識靈活地解決生活實際問題，做到學以致用，才能讓學生從更廣闊的思維視角思考問題，提高思考、處理問題的個人素養與學科思維能力。

五、將書本知識物化于生活培養學生知識遷移運用的思維能力

生物學是一門實用的學習與應用科目，知識點繁多、復雜，相互之間的關聯性比較高，這就給學生的學習帶來一定的壓力。因此，為提高學生的學習積極性與主動性，教師需要指導學生聯系生活實際，體會生物知識與生活之間的廣泛聯系，通過觀察身邊的生活實例理解生物知識的問題本質，把生物學知識用于解決與之相關的一些生活問題，讓學生在獨立探究的過程中逐步提高學習的興趣，提升學生的知識遷移和創新思維能力，最終達到對所學知識的融會貫通。如學習必修一“影響光合作用和細胞呼吸的環境因素”一課時，教師可以引導學生從物理學視角分析：為什么在不同色光照射下看同一個物體，這個物體的顏色也會不一樣？為什么夏天一般選擇清晨或傍晚給植物澆水？塑料大棚一定要用無色透明的塑料薄膜嗎？等等。生活中與生物知識有關的實例很多，只要善于發現、合理利用生物知識去處理問題就能提高學生的學習興趣，而且能提高學習效率。又如學習必修一“細胞分化、衰老和死亡”一課時，教師可以把細胞衰老和生物個體衰老聯系起來，探究為什么老年人皺紋較多，頭發變白，長“老年斑”等，引導學生從物質含量、細胞結構、代謝水平等角度進行分析問題。所以，針對生活中經常遇到的一些現象，教師可以設計一些學生感興趣的問題，激發學生的求知欲，培養學生的創新意識，讓其主動、積極的學習，引導他們不斷地去感知、分析包括人類在內的生物世界的奇妙和美好，主動思考課本知識與日常生活的緊密聯系，既拓寬了學生的知識視野，又培養了學生的思維方式與學科素養。

總之，“科學思維能夠支持學生獲取新知識，學會如何使用知識，建構并評價假設和觀點。具備科學思維的學生能夠成為獨立的學習者，能夠自主地為自己遇到的問題尋求答案。學生對科學進行探索的過程都需要使用科學思維”。因此，為使“學生能夠運用創造性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物社會議題”，教師要及時、準確、科學地把握學生的思想與知識儲存的現狀，依據教學和學習計劃，結合學生的學習特點，培養其客觀、全面、辯證地分析、解決問題，提升學生學習生物學的學科素養與科學思維，切實提高學生學習的創新思維能力，更好地提升教學質量。

參考文獻

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