高中生物教學中培養學生科學思維探索
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【摘要】隨著教育改革的不斷深化，核心素養理念愈加深入人心。當前，教師既要加強知識講解和技能傳授，又要注重對學生核心素養的培養。生物作為高中階段的重要學科，需要教師緊跟時代發展步伐，優化自己的教學理念和課堂教學模式，努力創設優質的教學環境，讓學生在收獲知識的同時養成良好的核心素養。基于此，本文以高中生物核心素養中的科學思維為對象，探究培養學生科學思維的意義和策略，以供廣大生物教師參考。
【關鍵詞】核心素養；高中生物；科學思維
科學思維主要是指尊重事實、證據，秉承嚴謹、務實的求知態度，通過科學的思維方法認識事物并解決問題的思維習慣和能力。以往的高中生物課堂上，部分教師由于受應試教育理念的影響，將教學重心放在理論知識的講解上，使學生處于被動接受知識的狀態。久而久之，學生的主觀能動性得不到有效激發，科學思維也得不到培養。在此背景下，改革高中生物教學、落實學生科學思維的培養刻不容緩。
高中生物核心素養具體包括生命觀念、科學思維、科學探究以及社會責任，其中，科學思維是新高考的一大重點[1]。對高中生而言，為了更好地應對未來的機遇和挑戰，養成良好的科學思維是極其必要的，有助于其自主發現問題、分析問題和解決問題，能有效提升其綜合素質，受益終身。高中生物教學中培養學生科學思維的實踐探索周軍花（甘肅省定西市岷縣第二中學）
二、高中生物教學中培養學生科學思維的策略
（一）巧妙設計問題，啟迪科學思維
“學起于思，思起于疑。”在課堂教學中，一個精妙的問題可以有效引發學生的思考，活躍學生的思維。因此，在高中生物課堂教學中，教師需要精心設計問題，使學生的思維處于活躍狀態，為學生科學思維的養成做好鋪墊[2]。例如，在教學“生態系統及其穩定性”中的“生態系統的能量流動”這部分內容時，由于學生剛開始接觸“能量流動”這一專業名詞，理解起來會有些困難。為了促進學生對“能量流動”這一概念的理解，把握“攝入量”“同化量”以及“糞便量”之間的關系，并使學生的思維能力得到有效培養，教師可以圍繞文本內容和教學要求，設計如下問題：①輸入生態系統的總能量是什么？②植食性動物糞便中的能量是動物的同化量還是植物的同化量？在完成問題的設計后，教師可以先讓學生自主思考，然后和同學展開交流、探討，說出自己的想法[3]。在此期間，學生各抒己見、暢所欲言，大膽闡述自己的真實想法，使生物學習在不知不覺中更加深入。最后，由教師加以點評、指導，幫助學生更好地理解本節課的重難點知識。通過問題引入，學生的思維被有效激活，可以更加高效地掌握和內化所學內容，同時實現了對自身科學思維的培養。
（二）創設思維情境，調動科學思維
情境教學是調動科學思維的有效方法之一，即教師有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的教學場景，以引起學生一定程度的態度體驗，從而幫助學生理解教材內容。一節課要取得良好的教學效果，教師必須重視創設有效的教學情境，以激發學生的學習興趣，喚起學生的學習主動性，正向引導學生主動參與教學活動。新課的導入方式決定了學生的學習興趣和態度，也決定了學生的學習效率。創設情境時，生活中常見的材料和信息都是導入生物課內容的良好資源，比如，某種運動飲料的化學成分表、手術縫合線的成分、DNA指紋技術、用臺盼藍染色液鑒別動物細胞是否死亡等。創設一個合理、恰當的教學情境可以有效激發學生的學習興趣，讓學生帶著問題進入新課程的學習。這樣的教學方式可以將學生的注意力充分集中到課堂教學中，調動學生積極思考的同時也提高了學生自主解決問題的能力，為學生科學思維的培養奠定了良好的基礎。
（三）利用生物實驗激活科學思維
生物是一門以實驗為基礎的課程，在生物教學中，生物實驗對于學生理解生物知識、掌握科學方法、形成科學思維和素質都有極為積極的現實意義。此外，直觀、有趣的生物實驗更加符合學生的認知特點和學習興趣，更容易被學生認可和接受。通過生物實驗的開展，可以激發學生的學習興趣，增強學生的學習動機，讓學生更加主動、積極地參與生物知識的學習和探究，從而獲得事半功倍的效果[4]。在開展高中生物教學活動時，教師可以將生物實驗作為抓手，組織學生進行趣味生物實驗，喚醒學生的參與欲望，讓學生在融洽的氛圍中培養發散性思維，以促進其科學思維的形成。例如，在教學“動物和人體生命活動的調節”中的“通過神經系統的調節”這部分內容時，教師可以不直接引出本節課的內容，而是借助現代化教學設備為學生展示“蛙的坐骨神經腓腸肌標本電刺激”這一實驗。在學生全神貫注地觀看實驗視頻時，教師需要把握時機拋出引導性問題：①興奮或神經沖動的實質是什么？②神經纖維上興奮傳遞的方向是怎樣的？為了讓學生更加清楚地了解神經沖動在神經纖維上的產生過程，教師可以繼續用視頻為學生展示槍烏賊神經纖維實驗，即“參考微電極插在槍烏賊神經纖維外，測量微電極插入神經纖維內”。同樣，在視頻展示完畢后，教師提出問題：①在靜息狀態下，神經纖維膜外和膜內的電位差如何？②神經纖維在靜息狀態下膜內外K＋和Na＋的分布如何？引導學生在觀察生物實驗現象的基礎上，緊扣上述問題展開思考和探究，可以使學生更好地把握靜息電位和動作電位產生的生理基礎，以及突觸在興奮傳遞過程中的作用等[5]。在生物課堂上演示生物實驗，既能夠培養學生的觀察能力和分析能力，還能夠發展學生的科學思維和實驗探究能力，對學生深入學習生物知識大有裨益。
（四）鼓勵自主學習，培養科學思維
綜合分析能力是科學思維的關鍵構成，其重要性不言而喻。但是，在以教師講授為主的傳統教學模式中，學生缺乏自我展示的機會，只是被動接收課堂講授內容，長此以往，極易喪失學習興趣和分析能力。因此，教師要有一個清晰的認知，即學生是學習的主人，任何教學都要致力學生的學習和發展；在開展高中生物教學活動時，教師應該為學生搭建自主學習平臺，讓學生真正成為生物學習的主人，進而在實踐中感受、獲取知識[6]。通過這種方式，既能發揮學生的主體作用，還能鍛煉學生的綜合分析能力。例如，在教學“基因的本質”中的“DNA是主要的遺傳物質”這部分內容時，教師可以嘗試將講臺交給學生，引導學生自主分析肺炎鏈球菌體內轉化、體外轉化以及T2噬菌體侵染大腸桿菌等實驗，并得出“DNA是遺傳物質”的結論。在此基礎上，教師可以繼續鼓勵學生對煙草花葉病毒侵染煙草的實驗展開分析，同時得出“RNA也可以是遺傳物質”的結論。最后，綜合上述實驗結果，得出“DNA是主要的遺傳物質”這一最終結論。基于培養學生科學思維的高中生物教學，要想真正提高學生的綜合分析能力，就需要教師結合新課改理念進行教學設計，在明確和尊重學生主體地位的基礎上，適當、適時、適度地發揮自身作用，引導學生展開自主講解、分析。在此過程中，學生的分析過程雖然有待完善，但其科學思維能得到一定的鍛煉。
（五）依托深度學習，發展科學思維
基于培養學生科學思維的高中生物教學，教師可以將深度學習的理論滲透到生物課堂中，以增強學生的學習積極性，為整體教學實效的提升提供有力支撐。深度學習理論的運用，可以讓學生在參與問題解答的過程中，通過思考使自己的邏輯思維能力得到鍛煉，這對于學生科學思維的發展極為有益。高中生物知識豐富多樣，其中概念知識是至關重要的一部分，教師可以結合教學實際創設適宜的教學情境，引導學生認真觀察，并展開探究性學習。此外，為了促進學生對生物概念的認知，還可以利用概念模型圖幫助學生理解、消化相關概念知識，從整體上提升學生的學習成效[7]。例如，在教學“走近細胞”中的“從生物圈到細胞”這部分內容時，因涉及“細胞是生命活動的基本單位”這一知識點，教師就可以給學生布置繪制細胞結構圖的任務，讓學生在繪制過程中對“細胞是有機整體”這一概念形成更加深刻的記憶。當然，在上述過程中，教師要適時、適當地引導學生，讓學生從“結構和功能相適應”入手，掌握“細胞的分子組成”“生命活動的物質基礎”等概念知識。總的來說，教師引導學生深度學習可以加強對學生邏輯思維能力的訓練，助推其科學思維的發展。
三、結語
在高中生物教學中培養學生的科學思維，是新時代賦予教師的職責，更是提高生物教學質量和效率、促進學生生物核心素養發展的必經之路。在日常教學中，教師要明確培養學生科學思維的價值和意義，積極尋找科學思維培養和生物教學之間的契合點，采取切實可行的策略幫助學生習得生物知識，同時促使學生養成良好的科學思維，為未來的學習和發展創造更多的可能。
作者:周軍花 單位:甘肅省定西市岷縣第二中學
