在高中生物教學中培養學生科學思維能力的策略探析

摘 要：在新課改的不斷推進下，對高中生物教學提出了更高的要求，不僅需要使學生具備豐富的知識儲備，同時還需要培養學生科學思維能力。這不僅有利于調動學生在學習過程中的主動性，還能夠有效地提升學生的學習效果。在高中生物教學中，教師應認識到培養學生科學思維能力的重要性，并采取有效措施進行科學思維能力的培養?；诖?，本文分析了高中生物教學中培養學生科學思維能力的策略，以供參考。

關鍵詞：科學思維能力；高中；生物教學；策略

隨著教育改革的不斷深入，對教師的教學方式、教學理念提出了更高的要求，如何在有限的時間內提高教學效率，培養學生的學習能力，成為當前教育研究的重要課題。從學科教學角度來看，生物學科是高中教學中十分重要的一個學科，與其他學科相比，生物學科具有較強的科學性、系統性和嚴謹性。教師在教學過程中，必須注重對學生科學思維能力的培養，提高生物教學效率。

一、相關概述

（一）科學思維能力的內涵

科學思維能力的培育源于兩大理論，即多元智能理論和認知至發現的學習理論。一方面，多元智能理論著重從多樣性視角培育學生的科學思維能力、涵蓋空間想象力、邏輯思維能力及語言思維能力等方面，這些對于提高學生學習效率，具有積極推動作用。另一方面，認知至發現的學習理論強調通過激發學生內部動機和拓展思維能力，實現對既有知識的科學轉化，并最終形成思維轉化的效果。這一理論應用到高中生物教學中，實現了知識的獲取、轉換及評價，是一種從消極思維向積極思維的有效轉化過程。

（二）高中生物學科中的科學思維能力

科學思維能力在不同學科中有所差異，但總體上可分為歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維和創造性思維。新課程標準中的歸納與概括思維方法要求學生不僅掌握知識表面的特點，還要深入理解學習對象的本質和規律，并整合形成生物學“大概念”。演繹與推理能力在科學類課程中應用廣泛，特別是在生物學課程中，常采用“假說-演繹法”來驗證假設。模型與建模是生物課程的重要教學手段，包括概念模型、數學模型和物理模型，幫助學生通過形象化手段認清事物本質[1]。批判性思維是對思維對象進行質疑、解決、論證和解決方案的思維過程，有助于發現科學本質。創造性思維是其他思維方法的基礎和升華，通過發現和解決問題，在事物中發現矛盾，并通過創造想象力論證獲得新知識。

（三）科學思維能力運用到高中生物教學的重要意義

1.運用科學思維，可以激發學生理性意識

在高中生物教學中，教師的主要目的是培養學生的學習興趣，提高學生的學習能力。因此，教師在教學過程中充分利用課堂教學時間，激發學生的學習興趣，使其在快樂中學習。教師在教學過程中注重培養學生的科學思維能力，通過對科學思維的運用，可以不斷激發學生的理性意識，使其主動思考問題、解決問題。

2.運用科學思維，可以培養學生的理性表達能力

理性表達能力是學生對生物知識理解和記憶的重要手段，也是學生綜合能力的重要體現。在高中生物教學過程中，教師注重學生理性表達能力的培養，使學生在學習過程中，不僅能夠將知識掌握好，而且能夠運用科學的思維方式來分析問題和解決問題。在運用科學思維的過程中，學生會對生物知識進行深入記憶，更會對知識進行理性分析，并將這些知識轉化為自己的理性思維方式，提升自己的理性表達能力。

3.運用科學思維，培養學生的自主學習能力

科學思維在學生的學習過程中具有至關重要的作用，當學生具備科學思維能力時，他們對教師所講解的知識會產生更大的興趣和熱情，變得更加積極主動地參與到學習過程中。這種思維方式能激發學生探求新知識的渴望，讓他們在解決問題的過程中不斷思考、深入研究。科學思維能力還有助于學生建立適合自己的知識體系。在學習生物學這個復雜學科時，學生可以運用科學思維對各種生物學現象進行分析和解釋。通過這種方式，他們在理解生物學知識的同時，也能將其與實際生活相結合，使學習過程變得更加生動有趣[2]。

二、在高中生物教學中培養學生科學思維能力面臨的問題

（一）教師受傳統教育觀念的影響

在高中生物教學中，培養學生的科學思維能力至關重要。教師作為學生最直接的指導者，在思維培養上起到不可替代的作用。然而，教育方式守舊，課堂上以教授固定知識為主，學生機械記筆記，成為“合格聽眾”。這種學習方式導致學生思考面狹窄，僅為了做題而思考，無法開闊眼界和提高思維。生物作為一門以實驗為主的學科，學生實踐機會卻不多。教師迫于傳授知識和提高成績的壓力，灌輸知識給學生。學到的知識僅用于應對考試，無法應用于日常生活實踐。這影響了學生的學習興趣，不利于科學思維能力的培養。此外，傳統課堂上師生間關系不平等，缺少交流。教師不能及時發現教學方法上的不足，這是培養學生科學思維能力方面，需要解決的問題[3]。

（二）學生思維水平參差不齊

在高中生物教學過程中，學生的科學思維能力呈現出不同的水平，這是因為學生受到初中和小學校園教育方式及環境的影響，同時也受學生先天性因素的影響。在以往的教育中，部分學生缺乏自主探究問題的習慣，使得他們在面對復雜問題時，往往找不到解決問題的方法，這限制了他們自我興趣的發掘與發展。同時，在同一班級中，思維敏捷與遲緩的學生同時存在，也為教師的教學活動帶來一定程度的制約，對培養學生的科學思維能力帶來了巨大的考驗。因此，教師需在思維能力水平存在差異的班級中，尋求一種既普遍適用又不妨礙教學進度的方法，確保每位學生均得到有效培養。

（三）學生邏輯思維較差

在當前教育背景下，部分學生面臨新生物學概念時，往往難以迅速理解，缺少知識連接的邏輯鏈條。這是因為生物學領域的知識體系龐大且復雜，學生需要在短時間內建立起新的認知結構，導致理解難度較大。這一現象，嚴重影響了學生在生物學領域的學習效果和興趣。為了解決這一問題，教師需要探索一種有效的方法，幫助學生更好地理解和掌握生物學知識[4]。

三、在高中生物教學中培養學生科學思維能力的優化策略

（一）深入了解生物的特點，展開實驗教學

在高中生物教學中，教師應該認識到實驗教學的重要性，并采取有效措施提升學生的實驗能力。通過實驗，可以有效地激發學生的學習興趣，同時也能夠幫助學生掌握生物知識。教師在開展實驗教學時，需要結合教材內容開展相關實驗，并讓學生充分地了解實驗的基本過程。通過講解，可以讓學生了解生物實驗的基本原理和基本方法。

例如，在進行人教版高一生物必修一“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”相關知識點的實驗教學時，教師可以采用探究法來開展相關教學活動。教師可以向學生介紹顯微鏡的基本原理和結構，讓學生了解顯微鏡是如何放大細胞的。然后，教師可以向學生展示如何正確使用顯微鏡，包括調節焦距、調節光源等操作步驟。接下來，教師可以準備好不同類型的細胞樣本，并讓學生自行使用顯微鏡觀察這些細胞樣本[5]。在觀察過程中，教師可以引導學生觀察細胞的形態特征、結構特點等，并讓學生記錄下他們的觀察結果。

（二）理論與實踐相結合，培養學生的科學思維能力

高中生物教學中，教師應該注重理論知識和實踐相結合，引導學生進行實驗操作，觀察生物現象，培養他們的科學思維能力和動手能力。通過實踐，學生能夠更深入地理解生物知識，增強解決問題的能力和創新意識。教師還可以引導學生進行課外科研活動，培養他們的自主學習和探究精神，激發學生對生物科學的興趣和熱愛。這樣，學生不僅能夠掌握科學的思維方法，還能夠在實踐中提升科學思維能力。

例如，在學習人教版高一生物必修二“孟德爾的豌豆雜交實驗（二）”的內容時，教師可以通過讓學生進行實驗，探究不同性狀之間的關系。然后教師再提出問題：“為什么豌豆有四種不同的性狀？”讓學生進行小組討論，通過教師的引導了解到豌豆具有四種不同的性狀。通過探究實驗，使學生認識到不同性狀之間的關系。提升其對遺傳與變異相關概念的理解。通過實驗活動，使學生掌握科學的思維方法和方法，提高其思維能力[6]。

（三）采用問題引導式教學，培養學生的科學思維能力

在高中生物教學中，教師應該采用問題引導式的教學方式，引發學生的好奇心和求知欲。通過提出有挑戰性的問題，激發學生的思考和分析能力，培養他們的科學思維能力和解決問題的能力。通過這種方式，學生可以更深入地理解生物知識，提高他們的學習興趣和學習動力。同時，教師還可以引導學生進行實驗和觀察，讓他們親身體驗科學的魅力，激發他們對生物學習的熱情。

例如，在進行人教版高二生物選擇性必修一“免疫系統的組成和功能”的相關內容教學時，教師可以設置相應的問題進行提問：免疫系統的組成是怎樣的？免疫系統主要有哪些功能？免疫系統是否能夠幫助學生理解人體對外界環境所作出的反應？這些問題能夠激發學生探究生物知識和探討問題的興趣。同時，還可以將實驗與教學相結合，讓學生通過實驗來探究人體對外界環境所作出的反應以及免疫系統在其中所起到的作用。在此過程中，學生能夠積極主動地思考和分析問題，還能夠有效地提高其分析和解決問題的能力，提升其科學思維能力[7]。

（四）結合生活實際，強化科學思維能力

在生物教學中，教師不僅要傳授生物知識，還要關注學生的生活經驗和實際情況。通過結合生活實際，引導學生進行生物知識的應用和實踐，讓他們在觀察、實驗、探究中感受生物的奧秘，培養他們的科學思維能力和實踐能力。教師可以組織學生參觀動植物園、進行野外考察，或者開展生物實驗和觀察活動，讓學生在生活中感受和運用生物知識，提高他們的學習興趣和學習成績。

例如，在學習人教版高一生物必修一“光合作用與能量轉化”的內容時，教師可以將其與學生的日常生活相結合，讓學生了解到自己家庭中是否有種植植物，引導學生運用所學的知識解決生活中的問題，提高學生對生物知識的應用能力。可以讓學生通過觀察不同光照條件下植物的生長情況，以此來加深對光合作用的理解。同時，可以讓學生探討光合作用在日常生活中的應用，如植物對空氣中二氧化碳的吸收和氧氣的釋放對人類的意義，或者植物在食物鏈中的作用等。通過這樣的方式能夠使學生充分地掌握生物知識，提高其分析問題和解決問題的能力。

（五）豐富學習內容，提高學生的科學思維能力

高中生物教學內容豐富，涵蓋細胞生物學、遺傳學、生態學等多個方面的知識。學生在學習的過程中，不僅可以掌握生物的基本概念和原理，還可以了解生物在現實生活中的應用和意義。通過案例分析，學生可以將相關生物知識進行整合和聯系，增強其思維能力和創新意識。這樣的教學模式不僅能夠激發學生對生物學的興趣，還能夠培養學生的科學素養和實踐能力。

例如，在學習人教版高一生物必修一“細胞膜的結構和功能”相關的內容時，教師可先讓學生通過觀看一些相關的視頻來了解植物細胞的結構以及其功能，并讓學生對植物細胞進行觀察。然后讓學生根據自己所學知識展開討論，并對其中的一些問題進行思考。在學生思考之后，教師應給予一定的評價和引導，使學生能夠正確地認識到自己學習過程中的不足之處，并提出相應的建議和改進措施。

（六）采取合作學習模式，培養學生的科學思維能力

在高中生物教學實踐中，教師可運用合作學習的策略來培育學生的科學思維能力。在合作學習模式下，學生能從多維度對知識進行探討，實現對所學內容的深刻理解和熟練掌握。在此過程中，教師需為學生提供相應的資料與素材，引導學生認真分析、研究，并鼓勵他們將所學知識進行整合與歸納。例如，教師可以讓學生共同分析實驗數據、解決問題或者展開科學探究。通過合作學習，學生可以相互交流、討論、提出問題和解答問題，激發彼此的思維，促進科學素養和創新能力的培養。因此，在高中生物教學中，教師應致力于營造優良的學習氛圍，調動學生的學習積極性。同時，教師還需采取有效措施，引導學生順利開展合作學習，以提高學習成效。

結束語

綜上所述，在高中生物教學中，教師應注重對學生科學思維能力的培養，為學生以后的發展奠定良好的基礎。在培養學生科學思維能力的過程中，教師可以通過深入了解生物的特點，展開實驗教學、將理論與實踐相結合等手段，培養學生的科學思維能力。重視對學生科學思維能力的培養，并根據當前高中生物教學存在的問題進行針對性措施的實施和改善，只有這樣才能使教師在生物教學中有效地提高教學質量和水平，使高中生物教學能夠更好地適應新課改對人才培養提出的新要求。

參考文獻

[1]馮文靜.基于科學思維能力培養的高中生物學課堂問題設計策略[J].中學生物教學，2022（9）：38-40.

[2]秦文.淺談高中生物習題教學中學生科學思維能力培養策略[J].新課程導學，2022（2）：81-82.

[3]呂國裕.基于高中生物學論證教學的科學思維能力培養路徑[J].中學理科園地，2022，18（1）：7-8.

[4]郭加林.例析高中生物學教學中如何培養學生的科學思維能力[J].中小學教材教學，2023（6）：72-75.

[5]江楹華，鄒茂春.指向科學思維能力培養的高中生物學教學設計[J].教學月刊·中學版（教學參考），2023（4）：75-77.

[6]席長君.高中生物教學中培養學生科學思維能力的實踐研究[J].中學教學參考，2020（20）：83-85.

[7]孫愛萍，黃偉文.指向科學思維能力培養的高中生物學概念教學[J].中小學班主任，2023（6）：37-39.