合理設計與應用學具，培養學生科學思維

發展學生的科學思維能力和思維品質是生物學教學的重要目標。探究和實踐為科學思維培養提供了過程載體，是科學思維的實證和外在表現，而學具是學生完成探究和實踐的重要工具。學生對學具的使用就是生物學概念形成過程中，將智力活動形式轉化為動手操作形式，通過完整的探究和實踐，再把這一外化程序內化為智力活動方式。下面，以“探究血液循環途徑”為例，談談在科學思維培養中如何設計與應用學具。

1.學具設計——為學生提供具有干擾項的模擬材料

本課的內容是復雜且抽象的，對于學生來說，建構模型是最直觀地理解血液循環途徑的方式，但是以往的教學往往存在一些問題，如模型建構過程過于簡單，邏輯鏈短，無法激發學生的認知沖突；學生無法對體循環和肺循環的本質區別和內在聯系進行深入思考。為了培養學生的科學思維，筆者增加了模型建構的難度，提高了學具的復雜度，以激發學生的認知沖突，為學生提供闡述現實問題的機會。

模擬材料要有數量干擾。在開發適用于探究血液循環途徑的模型時，我們可以為學生提供8根軟管來模擬體循環和肺循環中的血管。其中，有4根是長的，4根是短的，學生需要清楚地知道人體各器官所在的位置，以及該器官與心臟和肺之間的距離，并將此作為選擇血管長度的重要依據，使學生能夠運用“尺度、比例和數量”這一學科觀念來指導材料的甄別和選用，進而建構模型。

模擬材料要有形態干擾。學生通過對材料的長短、厚薄、內部顏色等特征的觀察，區分動靜脈血管，并運用“結構與功能”等學科觀念開展自主討論、思考、辨析，排除干擾項，選擇正確的模擬材料，完成模型建構。對材料的辨識和選擇，能夠有效提升學生的自主思辨能力，這正是對科學思維中比較、分析和批評性思維方法的訓練。

2.學具應用——為不同學習小組提供個性化的問題

在“探究血液循環途徑”一課中，學生通過模型建構、分析討論等方式梳理出了血液循環的基本途徑，但是如何讓學生深入理解血液循環的意義？如何讓學生解釋心臟為各器官供血的過程？這些問題都需要設計在學習任務中。

教師為不同小組設計個性化問題，要求學生應用制作的模型來解釋所對應的實際問題，加深對概念的理解。同一小組成員在組內共同分析問題，組間聽取問題解決路徑，尋找共性規律。通過不同角度建構起的概念是深刻的，這正是科學思維中比較、分析與綜合法的訓練。

3.學具評價——為學具使用過程提供評價量表

模型制作類學習活動可以從制作前的選材、制作所花費的時間、模型的完整度和美觀度、模型的科學合理度、模型的創新度等多個角度進行評價。本節課采取評價先行的方式，引導學生根據評價量表來完成相應的學習任務。

編輯 _ 于萍