人教版初中生物學教學中發展學生科學思維的探索

摘 要：基于核心素養的課堂教學要求初中生物教師重點培養學生的科學思維能力，要讓學生能夠靈活使用多維學科思維對生物知識進行自主探索、分析、對比和研究，從而使學生掌握正確的學習方法，擁有較強的知識理解能力，并借此提升學生生物學習的質量。文章結合科學思維培養價值，探討初中生物教師發展學生科學思維，提高生物教學質量的有效措施。

關鍵詞：初中生物；生物教學；科學思維

作者簡介：馬中科（1968—），男，甘肅省張家川回族自治縣教育局教研室。

在當前教育環境下，初中生物教師越來越重視對學生進行學科綜合素養培養，其中就包括科學思維素養培養。初中生在學習生物知識的過程中運用科學思維，能夠對生物現象進行更加細致的觀察和分析，探索其中蘊含的生命規律；能夠自主探究現實生活中的生物學問題，并將學科知識靈活運用其中；還能從科學視角出發，對生物學原理和概念進行深度研究與理解，從而提升生物學習的質量與效率。

一、在初中生物教學中培養學生科學思維的意義

初中生物教師在知識講授過程中發展學生的科學思維，不僅能滿足當前素質教育的要求，還能借此提高學生學習生物知識的效果。首先，科學思維的運用有助于強化初中生自主探究生物知識的能力。生物本身就是一門具有較強探究性和實驗性的學科，而且生物知識中也包含了很多較為復雜的基本原理、概念知識和生命活動規律類問題。因此，學生若想透徹理解上述內容，扎實掌握生物學知識和技能，則需要擁有較強的科學思維能力，能夠調動生活經驗和學習能力對生物知識進行高效探究，了解其本質內涵，并借此構建系統的生物學知識體系。

其次，培養初中生的科學思維還有助于他們發展學科核心素養。生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面，而科學思維的形成和發展是促使學生完善生物學科核心素養的關鍵。因此，初中生物教師培養學生科學思維，不僅能提升學生探索生物知識的效率，讓學生養成更加科學的生物學習習慣，還能使其透徹理解生物知識內涵，形成正確的生命觀念，并通過參與生物實驗或學科實踐活動，形成較強的社會責任感。

二、在初中生物教學中發展學生科學思維的具體措施

（一）構建生物知識體系，培養學生科學思維

初中生物教師若想使學生的科學思維得到有效發展，就需要結合教材知識點開展構建生物知識體系的教學活動，讓學生對生物知識點進行科學梳理和正確分類，并且根據各知識點的外在關系和內在聯系，對其進行高效整合，制作出具有邏輯性、完整性、系統性、科學性的知識導圖，教師也能借此機會強化學生的生物科學思維能力［1］。

以“認識生物的多樣性”一課的教學為例，在構建知識體系的過程中，學生需要先透徹理解本課所包含的各種概念知識，知道各知識點之間的內在邏輯關系。比如，原核生物界和原生生物界都從屬于五界分類系統；地球上的主要生物類別不僅有植物和動物，還有細菌和病毒。然后，學生再按照此種分類思路，構建本單元的思維導圖，并且根據某一知識點的特點和類型，聯想與之相關的生物學知識，從而將這些知識整合成一個系統的學科知識體系。學生在繪制生物思維導圖時，要運用邏輯思維、發散思維、聯想思維、整合思維等多維度的學科思維能力，使自身的生物科學思維得到有效培養與提升。

（二）創設生物實驗活動，探索生物規律

生物學科具有較強的實驗性，學生在生物實驗中會自覺運用批判性思維、理性思維、具象思維等多維度的思維能力，并且能夠通過對實驗步驟和實驗結果進行梳理、分析與總結，逐漸形成較強的科學思維能力。初中生物教師需要結合不同的生物知識和實驗目標，創設與之相符的生物實驗活動，并且讓學生正確認識實驗學習的重要作用。與此同時，教師還需要引導學生通過具體實驗操作探究生物現象或生物知識背后的深層內涵和規律，從而提高學生的生物實驗操作水平和科學思維能力［2］。

以“植物細胞”一課為例，此課要求學生掌握制作臨時裝片的方法，能夠利用顯微鏡對臨時裝片進行細致觀察，并根據觀察結果繪制植物細胞結構圖。針對上述學習目標，生物教師可以創設“觀察植物細胞”生物實驗活動，指導學生結合教材內容和實驗目標設計實驗方案。教師先讓學生提出實驗問題，例如：如何觀察植物細胞結構？如何確定染色劑的滴入量和滴入位置？怎樣吸取染液？然后，學生再根據上述問題選取實驗工具，設計實驗步驟。如準備顯微鏡、載玻片和蓋玻片、清水、黃瓜或洋蔥、染色劑等實驗器材，接著制作臨時裝片，然后再使用顯微鏡對臨時裝片進行觀察，并根據教材提示找出細胞核、液泡、細胞質、葉綠體、細胞膜和細胞壁在植物細胞中的具體位置。之后，學生還需要結合觀察到的現象進行交流討論，總結植物細胞所包含的各類要素。最后，學生再根據實驗結果和了解到的植物細胞信息，繪制出植物細胞結構圖。生物教師開展實驗活動，不僅有助于激發學生主動研究生物知識、探索生物奧秘的興趣，還能使他們通過細致觀察實驗對象，探索生物規律，從而加深對生物學知識的理解，形成較強的科學思維。

（三）開展合作探究活動，強化科學探究思維

在當前的生物教學要求下，初中教師需要結合授課目標開展合作探究性學習活動，引導學生在互動交流中建立對生物學知識的深層次理解，探索生物學理論背后的本質內涵，領會科學的生命規律。教師還需要利用合作探究活動啟發學生，使其能夠運用科學思維能力有效完成合作任務。另外，初中生物教師通過開展合作探究活動，還能把傳統的一對多教學模式合理轉變為多對多教學模式，從而真正提升師生之間、生生之間的互動效果，提高課堂教學的效率。除此之外，合作探究活動還能有效啟發學生思維，使其在互動溝通、交流討論的過程中產生思想碰撞，從而獲得新靈感，提高學習質量［3］。

以“被子植物的一生”一課的教學為例，生物教師需要先把班級學生按照“同組異質”原則進行科學分組，然后再讓他們結合學習要求和合作任務進行知識探索。例如，在“種子的萌芽”小節中，教師需要讓各組學生根據自己的生活經驗，合作探究種子萌芽的環境條件，并通過實驗觀察的方式，梳理出種子萌芽的過程，討論環境因素對種子萌芽有哪些影響。各合作小組可以分別種植不同植物的種子，如菜豆、甘薯、蔥、百合、馬鈴薯等，然后對種子萌芽的過程進行觀察，分析在怎樣的環境條件下種子才會萌發幼苗。各組學生通過合作討論，得出種子萌芽要有適宜的溫度、肥沃的土壤、充足的水分和陽光、充沛的空氣等條件的結論。最后，生物教師再讓各組學生分別研究不同的萌芽條件，通過合作實驗驗證這一結論的正確性。

在“植株的生長”小節中，生物教師可以讓各組學生討論植物生長具體表現在哪幾個方面，是通過什么實現的，并觀察總結植物根部是如何生長的，找出其中生長最快的部位。針對上述問題，各組學生不僅要對植物進行細致觀察，還要集思廣益，每個人都要對植物生長的情況和現象提出自己的觀點，從而總結出更為科學的結論。另外，學生還需要對植物根部的各個部位進行測量，從而確定哪個部位的生長速度最快。

在學習“開花和結果”這一小節時，各組學生需要探索花朵、果實、種子三者之間的關系，描述花朵的主要結構，并結合生活經驗推測植物傳粉和受精的過程。對此，各學習小組需要提出自己的推測和猜想，然后再通過觀察現實生活中植物傳粉的過程，對推測內容進行驗證，從而得出更為準確的結論。初中生物教師開展小組合作探究活動不僅可以改善班級的學習氛圍，激起學生主動合作的熱情，還能使其在集思廣益的學習活動中快速理解生物學知識，突破重難點，從而啟發學生的思維，提高他們的科學思維能力。

（四）推進拓展學習活動，發展學生科學思維

除了上述方式，初中生物教師還可以通過推進拓展學習活動發展學生的科學思維，讓學生從全面思維和重點思維兩個方面出發，對生物知識進行深入細致的研究與分析，進而拓展自身科學思維的廣度與深度，提高生物學習質量。全面思維是指學生需要從宏觀視角出發，對生物知識進行全方位、多層次、多角度的分析，從而探索出各知識點之間的關聯，使自己的科學思維得到有效拓展。重點思維是指學生需要把目光集中到生物知識的本質內涵和深層原理上，從而實現有效的深度學習［4］。

以“基因的顯性和隱性”一課為例，生物教師在開展本課的拓展學習活動時，需要先引導學生運用全面思維，從生命科學這一角度出發，分析基因與性狀之間的關系，探索基因在遺傳過程中的作用，并對基因和性狀進行多層面思考和理解，以此拓寬學生科學思維的廣度。然后，教師再讓學生運用重點思維，對顯性基因和隱性基因的特點進行深度探究，并舉例分析控制相對性狀的一對基因的傳遞特點，從而加深學生對遺傳知識的理解。生物教師推進拓展學習活動，不僅能拓寬學生的生物學視野，提高他們課程學習的質量，還能借此使學生的科學思維在深度與廣度兩個層面得到發展，進而提升他們的科學思維能力。

（五）創設直觀教學情境，鍛煉學生科學思維

有的學生對生物學理論和原理的理解只停留在表層，沒有進行更深層次的分析與研究，為了改善這一現象，生物教師需要進一步加強對學生科學思維的鍛煉，發展學生的抽象思維，提高學生靈活轉化形象思維與抽象思維的能力，從而使其能夠真正透過表面現象看到生物知識的本質內涵，提升其生物學習質量。而要想達到這一效果，生物教師需要創設直觀學習情境，先讓學生對概念性、原理性的生物知識產生一定的形象感知，然后再引導他們通過分類、對比、聯想等方式對所看到的內容進行合理加工，從而得出更為抽象的生物學概念［5］，在情境學習活動中逐漸形成較強的科學思維能力和思維轉化能力，并借此加深對生物學理論性知識的理解與記憶。

以“呼吸道對空氣的處理”一課為例，此課要求學生能夠描述人體呼吸系統的組成，知道支氣管、鼻子、咽、喉的作用，學習呼吸道的空氣處理能力有限這一知識點。對此，生物教師可以利用互聯網圖片資源開展直觀情境教學活動，讓學生通過觀察圖片細節，加深對課程知識的認識，并以此形成良好的科學思維和較強的思維轉化能力。例如，教師可先讓學生觀察人體呼吸系統的剖面圖，并回答以下問題：說出呼吸系統是由哪兩個重要部分組成的？呼吸系統中有哪些重要器官？在呼吸道系統中，鼻子、咽、喉、支氣管等重要器官的組成順序是什么？然后，教師再展示鼻腔結構的圖片，并引導學生分析鼻腔中各結構分別起到哪些作用，如鼻腔黏液能起到滅殺細菌的作用。接著，教師讓學生觀察北歐人的照片，根據他們的鼻子特征推斷北歐地區的氣候特點。北歐人鼻子大、鼻腔長，有利于對吸入的空氣進行更長久的預熱，說明北歐氣候偏冷。由此可見，生物教師利用直觀生動的多媒體信息開展情境教學活動，不僅可以激發學生主動觀察、探究生物知識的熱情，還能有效培養他們的深度思考能力和抽象思維能力，從而提高其知識探究效果和科學思維。

結語

綜上所述，科學思維是學生高效學習生物知識的基礎，因此初中生物教師需要重點培養學生的科學思維，在多樣化教學活動中有效啟發學生的科學思維，引導學生在生物實驗、合作學習、情境探究、拓展性思考等多種學習活動中發展科學思維，提升生物課程質量。

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