基于核心素养的高中生物科学思维培养策略探究

摘要：在当前的教学中，教师应当将发展学生的核心素养、培养全方面发展的高素质人才当作教学目标。鉴于科学思维是生物核心素养中的一维，可以让学生站在理性的角度上去运用生物知识去解决生活中的问题，所以教师要将科学思维的培养重视起来。那么在核心素养下的科学思维要怎么去培养呢？本文从主题变化、培养策略两个方面入手，阐述了基于核心素养的高中生物科学思维如何培养。

关键词：核心素养;科学思维;实践体验

科学思维又被称作科学逻辑，简单来说就是形成并应用于科学认知活动、对感性化材料进行处理加工后的理论体系。因为培养学生的科学思维，可以让学生学会运用知识解决实际生活中的问题，而科学思维也算是核心素养的一种，所以教师要将其重视起来。以下是几种简单的、有效地培养学生科学思维的方法。

一、 从三维目标到核心素养目标的主题变化

在课堂教学中，连接教师教学和学生学习的载体是生物教材，所以三维目标为：让学生理解、掌握知识的同时，发展学生的相应技能，帮助学生培育情感、态度、价值观。

而基于核心素养的教学目标为：以学科概念为核心，结构化教学内容;以主题为引领，情景化教学内容，从而贯彻落实学生核心素养的培养。因为生物研究的是自然界中的“生命”，它是拥有独立的思想的。相较而言，在核心素养目标下的教学更加注重学生在学习过程中的实践，强调的是学生主体性的落实，倡导的是学生参与教学活动，并通过这一过程深刻地理解概念、应用知识、提升能力，从而有效地达到教学目标，培养学生运用知识解决实际问题的能力。

二、 核心素养下的科学思维培养策略

在核心素养下的生物教学，要将学生的实践重视起来，并通过让学生参与实践活动，通过亲自动手操作，体验、感悟、感知到知识。而想要培养和提升学生的科学思维，教师就需要注重学生的学习过程。因为只有在学生的学习过程中，学生的科学思维才能有效地得到培养、提升。鉴于此，教师在生物教学中要尽可能地运用一些有效途径、方法，帮助学生构建起理性思维，让学生学会尊重生物知识，运用科学思维去尝试解决一些生活中的问题。那么如何培养学生的科学思维呢？教师可以从以下几个方面入手。

（一）通过模型构建体验培养学生的科学思维

生物知识相较而言是有一定的抽象的，很多学生无法快速地理解知识、掌握知识，而模型构建可以将知识呈现在学生面前，让学生直观地看到知识，有效地掌握知识。鉴于模型是基于大量的生物事实的一种规律性描述，可以对生物学规则进行概括、总结，所以它在培养学生科学思维方面有着一定的优势。鉴于科学思维属于核心素养的一种，而培养学生的核心素养需要借助课堂教学，所以教师在教学的时候要将其重视起来。在传授知识的同时，联系生活经验，让学生的情感、态度、价值观发展得到满足，培养学生的综合能力。

例如在教学完《膜的流动镶嵌模型》后，教师可以安排教学环节“建立真核细胞的三维结构模型”。在实际教学中，教师首先要做的就是带领学生学习科学家对膜的探索历程，在学生对其有了一定的了解后，教师可以让学生以小组的形式用橡皮泥制作磷脂分子模型。在制作过程中，学生可以先认识磷脂分子中的亲水头、疏水端。随后，教师可以运用假说让学生去探究磷脂分子的排列，让学生明白要怎么去排列，才可以在满足结构稳定的要求的同时，适应细胞内外的水环境。在学生有所了解后，会在亲水头面对细胞内外的水环境中建构磷脂双分子层结构模型，从而让其与水分子形成氢键。而在其内侧的，就是疏水端的长碳氢链，磷脂分子的疏水端在内部无水连在一起。这样的基本支架既可以满足结构稳定的要求，又可以让其适应细胞内在的水環境，如清油一般流动。然后，教师可以引导学生去制作不同形态的蛋白质分子，并将其镶嵌、贯穿在磷脂双分子层，让学生在这一过程中感受到越是复杂的细胞膜，蛋白质种类、数量就越多的结构特点。在使这个模型更加的丰满同时，让学生进一步地理解膜具有一定的流动性。通过让学生动手建模，学生不仅可以获得丰富的实践体验，还可以让抽象的知识通过演示材料直观地呈现在学生面前，这样一来，学生就可以较为顺利地掌握生物膜的结构，了解其拥有怎样的功能，明白生物运行遵循怎样的规则。在掌握了这些知识后，学生就会进一步地理解白细胞在吞噬病毒和细菌的时候通过了变形运动、了解细胞分裂时细胞膜的裂开的过程等，并可以运用生物知识去分析、解释这些例子。最后，教师可以让学生针对建构好的真核细胞的模型以小组的形式进行交流、探讨，总结、归纳相关理论知识，从而让学生感受到一定的情感体验，并对学习产生一定的热情。由此可见，在生物教学中，让学生根据已经掌握的知识、经验构建模型，可以让学生深入地理解知识，可以给学生提供实践机会，让学生通过体验、反思真正地掌握知识，而且学生的科学思维也会在潜移默化中得到培养。

（二）通过建构思维导图培养学生的科学思维

思维导图可以将思维形象化，以图文并茂的形式辅助学生进行记忆或学习。在高中生物教学中运用思维导图，可以帮助学生提升科学思维。

例如在教学《免疫调节》的时候，教师要明白，想要培养学生的科学思维，就需要先进行观察、思考。众所周知，生物教材采用的是图文并茂的形式，在一大段文字中配上相应的图片。这样一来，抽象的知识就会变得形象化、直观化，学生就会更容易理解知识、记忆知识。由此可见，图像是学生掌握知识的有效工具之一，可以有效地提高学生记忆知识的效率。不过，这只是让学生理解了知识、记忆了知识，只算是一种浅层的学习。在核心素养下的生物教学要求教师要将“理解性记忆”与“结构化思考”结合起来，而光靠教材的图文并茂是无法达到这一目标的，所以教师在教学过程中，要根据生物知识的特点，着眼于知识的类比、联系，采用思维导图帮助学生去学习，帮助学生逐渐形成科学思维。在实际教学中，教师可以先让学生观察体液免疫和细胞免疫的过程图，并通过观察仔细地解读这一过程，先进行简单的浅层学习。随后，教师可以根据体液免疫、细胞免疫的概念，在黑板上以图像、图形的方式构建起特异性免疫整体概念的框架，使相关知识以思维导图的形式呈现在学生面前。这样一来，学生看到的知识就不再是零散的，毫无瓜葛的、抽象的，而是系统的、立体化的、网络化的知识。这样一来，就可以将不同的概念进行升华、内化，让学生更快地、更深入地理解知识，并在脑海中构建起系统的知识体系，让学生宏观地对整体的生物知识产生认知。由此可见，在高中生物教学中运用思维导图，可以让学生加深对知识的理解，也可以让学生在脑海中形成一个系统的、网络化的知识体系，还可以有助于学生科学思维的培养。

（三）通过训练表达能力培养学生的科学思维

在核心素养下的生物教学中，教师可以通过训练表达能力培养学生的科学思维。因为生物事实的归纳总结，不仅考验的是学生的口语表达能力，更是在锻炼学生的思维，因为只有学生的思维高速运转了，才能顺利地、准确地描述、解释、推理。而这一过程，就是学生运用科学思维去认知事物的过程。鉴于能用文字、数字、图示等表达、论述、推理、解释是高考生物中考查的一项重要内容，可以体现出生物学科素养评价导向，所以教师要将表达能力的训练重视起来，并通过其有效地让学生的科学思维得到培养。

例如在分析“光合作用与呼吸作用过程图”的时候，教师要明白，因为其较为抽象，所以很多学生在分析过程中表现不佳，不能合理地运用所学知识进行分析。而想要克服这一问题，教师就需要提升学生的表达能力。那么如何提升学生的表达能力呢？教师需要从以下两个方面入手：一是将核心概念建构中的原理、概念与外延的理解相融合;二是针对问题挖掘材料中的信息，通过所学知识去解决问题。因此，提出了以下两个策略：（1）学会如何从题干中提取有效信息。鉴于葉绿体和线粒体具有生理结构或反应物质的功能，教师可以引导学生将其与细胞各部分建立起联系;针对一些可以影响到结果变化的因素的表格、图表等图文信息，教师可以引导学生学会分析数据的重点，既搞清楚自变量和因变量存在怎样的逻辑关系;在看数学模型的时候，教师要引导学生观察横轴、纵轴，并理解它们之间的因果关系，而在折线的拐点中，教师要引导学生学会抓住自变量的阈值，并通过其去分析因变量产生的生物学本质。（2）培养良好的逻辑思维习惯。简单来说，就是让学生学会抓住材料中的关键字眼，抓住问题的核心内容，并通过这些，分析出原因和结果之间有怎样的逻辑关系，并将其与所学知识构建起联系。然后，根据核心概念的本质结论，用表达逻辑关系的模型“因为……所以……”阐述自己的结论。

在核心素养下的高中生物教学，不仅重视知识的传授、相应技能的提高，还注重学生核心素养的培养及实践中的领悟、体验。教师在教学中要将领悟、体验重视起来，并通过探究活动，让学生的科学思维得到有效的培养、提高，让学生学会运用知识去解决实际问题。只有这样，才能达到生物学科的素养培育要求，才能让学生真正地理解透彻生物知识。

参考文献：

[1]李宏春.基于核心素养的高中生物学智慧课堂教学策略[J].中学生物教学，2018（14）：9-11.

[2]郝琦蕾，樊桂芳.基于核心素养的高中生物概念教学研究[J].当代教育与文化，2019，11（1）：77-82.

[3]潘宇.基于核心素养理念的高中生物高效教学的实践研究[D].广西师范大学，2019.

作者简介：

党振绪，甘肃省白银市，甘肃省会宁县第三中学。