基于科学思维培养的高中生物学教学策略

基于科学思维培养的高中生物学教学策略

潘国宝

溧阳市光华高级中学 江苏省溧阳市 213300

摘要：高中生物学教学的宗旨是培养学生的生物学学科核心素养，科学思维便是其中之一。在论述科学思维的构成要素，命题规律的价值基础上，通过利用多种形式的教学手段，将生物学理论内容和实践相结合，节约课堂教学时间，形成新的生物学教学模式，不仅有助于改变教师的教学思想，促使教师形成平等的教学理念，还能使学生从被动学习转变为主动学习，并学会思考创新，形成独特的科学思维模式。

关键词：问题教学；高中生物；课堂教学；应用

1引言

目前，国内外各地区之间的竞争已经演变为优秀人才之间的竞争，各国对人才的培养越来越重视，因此，国内也提出要培养具有“科学思维发展”的优秀人才。在科学思维培养背景下，需要教师将学生看成具有不一样智慧力量和人格力量的完整个体，而不是依附于教师的学习者。基于此，生物学教学急需转变传统的教学模式，进行科学思维培养背景下的教学模式创新与实践。

２高考生物学试题中科学思维的考查规律分析

生命现象及规律考查是生物学高考命题的重要内容。高考生物学试题主要通过基本思路、过程分析、原因分析、思维拓展等题型来考查学生在真实、新颖的情境中解决问题的能力。以近３年全国卷生物学试题为例分析科学思维的考查规律。２０１９年高考全国卷生物学试题中以“简要写出实验思路、预期结果和结论”形式呈现，如全国Ｉ卷第２９题验证植物在干旱条件下气孔关闭适应性表现的直接诱发因素；全国Ｉ卷第２９题要求对农作物吸收氮元素形式的偏好性进行验证。

３高中生物学教学中培养科学思维的实践策略

３．１构建情境化教学，在情境中提升归纳和概括能力

建构主义理论认为，知识的习得不仅是教师的传授，更重要的是学习者在一定的生活情境中的自主构建。情境化教学可以使学生享受愉快的学习环境，在情境中自主建构知识体系。例如，学习“免疫调节”内容时可以结合新冠肺炎疫情创设情境。展示新冠肺炎患者的发病症状和ＣＯＶＩＤ－１９病毒的结构模式图，引导学生思考系列问题，并分享分析思路：（１）ＣＯＶＩＤ－１９病毒的组成成分？（２）结合所学知识分析该病毒的遗传物质是什么？（３）该病毒生命活动所需的物质和能量来自哪里？（４）如何阻断病毒的传播？学生必须在对生命体的物质组成、遗传物质的种类及鉴定方法、物质和能量的产生和消耗等相关知识进行归纳和概括的基础上，结合新冠肺炎情境才能精准回答上述问题。

３．２利用模型建构

学习方式，感悟思维的转化过程建构模型是体现科学思维的重要形式。模型构建就是将抽象思维转化为形象思维的过程，生物模型方法是以研究模型揭示生物体的形态、特征和本质的方法。高中生物学教材中生物科学史是训练学科思维的良好资源，以人教版必修２“ＤＮＡ分子的结构”为例。ＤＮＡ双螺旋结构的发现对生物学的发展具有划时代的意义，生命科学研究从此走向了微观领域。教师不可将ＤＮＡ的发现史作为简单素材，而应引导学生阅读ＤＮＡ结构发现的相关素材，然后开展演讲和辩论大赛等活动，让学生阐述ＤＮＡ模型的样子，进而不断修正形成ＤＮＡ模型的最终方案。然后，学生分小组绘制ＤＮＡ平面图，小组间研究分析各自图形异同，最终确定符合科学规律的ＤＮＡ平面图。课后，教师还可引导学生寻找身边的材料，自主构建ＤＮＡ模型，在模型构建中实现思维的转化。

3.3以经典高考实验题分析为载体，促进批判性思维能力的形成

生物学高考实验题是考查学生科学探究和科学思维能力的良好素材，以近５年高考试题为例，结合每年高考实验题答题情况反馈信息，以丢分答题模板引导学生从试题考查内容、命题思维、设问方式等方面进行分析，对丢分答题模板进行指正和修改，进而促进批判性思维的形成。例如，２０１９年高考理综全国卷Ｉ第２９题：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ＡＢＡ引起的。以该种植物的ＡＢＡ缺失突变体（不能合成ＡＢＡ）植株为材料，设计实验来验证这一结论。试题要求简要写出实验思路和预期结果。考生会出现的情况有：（１）将实验思路写成实验步骤，浪费时间，也导致条理不清和卷面不清晰；（２）实验设计类型模糊。基于这些情况分析，让学生写出题目考查的生物学知识及答题要求，之后分析自己的答题情况，通过思辨提高答题的效果，进而训练批判性思维能力。

３．４论证生物学社会议题，在释疑解惑中形成科学的创新思维能力

随着科学、技术、社会的不断发展，各种生物学相关社会议题影响着人们对生命现象的认知和判断，教师可以引导学生针对转基因食品安全性、抗生素滥用、虚假广告、遗传病的检测、物种保护等话题，应用所学知识进行科学分析，在辨析和解决中提高创新能力。例如，２０２０年新冠肺炎阻击战的同时，朋友圈存衫协各ｆｍ．Ａ．．．．在着许多有关新冠肺炎病毒的观点，教师可引导学生运用所学生物学知识辨别观点的真伪，从而做到不信谣，不传谣，提高学生的社会责任意识。在教学实践活动中开展“以理辨事”新闻报道活动，通过采访形式让学生谈谈对以下３条信息的看法：（１）洗热水澡可以预防新冠肺炎；（２）纸币会传播新型冠状病毒；（３）淡盐水漱口能预防新冠肺炎。学生对采访结果进行释疑解惑并提出预防新型冠状病毒的措施。同时，对采访结果和这３条信息的生物学解释进行报道，宣传预防新型冠状病毒感染的方法：居家隔离，勤洗手，戴口罩，保持室内通风。

3.5综合多种教学手段

在教学过程中，各科目教师都在积极研究，如何将科学技术带人教学活动当中，尤其是在科学思维培养背景下，需要教师综合多种教学手段，帮助学生形成属于自己的科学思维模式。因此，高中生物学教师在进行教学时，需要进行技术融合，以节约课堂时间，深化教学内容，帮助学生巩固重点知识。例如，教师可利用目前流行的微课教学方式，引导学生通过自主学习深刻了解教学目的，摆脱对教师教导的依赖，避免出现学生科学思维难以培养的现象：。在该过程中，学生不仅可以通过微课视频自主预习课堂学习内容，还能及时发现并总结存在的问题，以便在课堂上重点解决。高中生物学对学生具有良好的启蒙作用，教师应努力培养学生的自主学习能力，激发学生的学习兴趣，增加学生自主探索的积极性，将理论和实践结合起来。

４结束语

综上所述，笔者在科学思维培养背景下，完成了对高中生物学教学模式的创新与实践研究，总结出以培养学生科学思维为目标，能够引导学生主动探索和分析问题的教学模式。但是，在研究过程中，笔者仅从教师和学生的角度进行思考，以期通过课堂教学帮助学生形成科学思维模式，培养创新能力，但未曾考虑课程教学时间的限制，以及家长对学生学习效果的影响。在今后的研究中，笔者会将家长对学生学习效果的影响作为研究重点，并寻求学生学习和实践时间的合理安排策略，以更好地帮助学生构建科学思维模式。

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