浅析高中生物课堂中科学思维的培养策略

摘 要：举例说明在高中生物课堂教学中培养学生批判性思维、模型与建模能力、归纳与概括能力、演绎与推理能力的途径，发展学生的科学思维能力。

关键词：高中生物;科學思维;策略

一、 核心素养概念界定

《普通高中生物课程标准（2017年版）》指出生物学科核心素养具体包含科学探究、理性思维、生命观念、社会责任。其中生命观念是生物学科特有的素养，也有很多学者认为科学思维是最基础的一种素养，只有具备了科学思维才能更深刻地理解生命观念中的几个内容，对科学探究中的生物学现象进行观察、提问、实验设计、方案实施，对社会责任中的事务进行相关讨论、作出理性判断。

二、 科学思维能力的培养

逻辑学家和哲学家认为科学思维是一种逻辑和推理的过程，心理学家认为是一种推理的特定思考过程。教学中，教师应当培养学生形成科学思维的习惯，培养学生运用批判性思维、模型与建模、归纳与概括、演绎与推理等方法探讨生命现象和规律，审视、论证有关生物学社会性议题。

（一） 批判性思维（critical thingking）能力的培养

批判性思维，这其实是一个特别容易让人产生歧义的词语。大家会想到“批评”“批判”，这两个词就带有强烈的贬义意味，批判性思维是对思维展开的思维，是为了考量我们自己（或者他人）的思维是否符合逻辑、是否符合好的标准。批判性思维形成过程包括三步，质疑、论证、得出结论。

1. 利用教材中的批判性思维栏目

人教版必修模块中有四个关于批判性思维的栏目如下表：

教师向学生展示栏目中的问题，如果问题比较难，教师可以稍加引导或是提供一些背景资料，让学生分小组讨论，最后每组派代表总结本组论据及观点，也可以评价别的小组的论据、观点。在这个质疑、论证、得出结论的过程中，学生会学会如何提出、支持、评价和修正观点，学生的思维能力、归纳与概括能力会有所提高，这种能力也可以用来解决其他情景问题。

2. 利用科学史教学

很多生物学理论都是在不断的质疑、论证中形成的，教师可以利用这些科学发展史教学来培养学生的批判性思维。在对生物膜结构的探索历程中，罗伯特森借助电子显微镜拍摄的细胞膜的“暗-亮-暗”后，提出生物膜为“蛋白质-脂质-蛋白质”的三层结构，而且认为生物膜是静态的，此时教师可以启发学生思考：如果生物膜是静态的，如何解释细胞的生长、变形虫的摄食、胞吐等生命现象？有什么实验可以论证生物膜的流动性吗？教师可以引导学生阅读书本的人鼠细胞融合实验，为生物膜的流动性提供论据。在学习沃森、克里克的DNA双螺旋结构的模型构建过程时，教师可以引导学生思考科学家是怎样否定三螺旋结构、碱基在螺旋外面、A与A配对、T与T配对的？有哪些论据支持你的观点？利用科学史教学在培养学生批判性思维的同时，也向学生展示了科学家一丝不苟、坚持不懈的科学精神，培养学生对科学的情感、态度、兴趣等非智力因素。

3. 围绕有价值的社会议题培养学生的批判性思维

在人教版选修3《现代生物科技专题》中有很多有价值的社会议题，如转基因生物的安全性、设计试管婴儿伦理问题、克隆问题等，教师可以尝试采取辩论赛的形式组织教学，例如辩题可以为：你支持转基因吗？事实证明学生很喜欢这种上课模式，课前能够积极地搜集相关方面的资料，在辩论的过程中选择有效的论据支持自己的观点。

（二） 模型与建模能力的培养

人教版高中生物教材中的模型大体上可以分为物理模型、数学模型和概念模型三大类。教师在教学中可采取多种方式来呈现模型，如实物模型、挂图、教师板画、电脑模拟等，如相较挂图、教师板画、教材中的图解、示意图，学生更喜欢实物模型、电脑模拟及角色扮演等方式，教师在课堂中可以采用这些方式来呈现模型。如在讲述细胞器这节课时，教师可以找几位同学扮演细胞器，“演员”和“观众”课前会充分地预习细胞器的结构和功能，课堂上表演后，“观众”猜扮演细胞器的名称。这样的教学模式学生的参与度较高，学习效果较好。

（三） 归纳与概括能力的培养

归纳和概括指把对象的个别方面、特征结合成整体的过程。要求学生能够从大量的生物学事实中归纳、概括，形成最基本的生物学规律。例如在细胞核功能的教学中，教师可以让学生阅读《必修1》（人教版）第52页“资料分析”，思考、讨论相关问题。先让学生归纳每个实验的结论，再归纳细胞核功能，最后得到结论“细胞核是细胞的遗传和代谢的中心”。教学过程如表2：

三、 科学思维培养策略的思考

爱因斯坦曾说过：“什么是教育？当你把学校受过的教育都忘记了，剩下的就是教育。”是说教育不仅仅教给学生知识，更重要的是教给学生知识背后的方法、智慧，当学生走向社会后，可以用科学的思维和方法去处理工作和生活中的一些问题，能够正确地审视、论证一些热点社会议题，能够做一名顺应科技发展的、有良好科学素养的新时代公民。

参考文献：

[1]刘恩山，曹保义.普通高中生物课程标准（2017年版）解读[M].南京：江苏教育出版社，2007.

作者简介：

陈晴，江苏省苏州市，江苏省苏州市吴中区甪直高级中学。