例谈生物教学中学生科学思维的培养

戴莉茜

【摘要】生物学课程目标之一是能培养学生的科学思维。人教版生物新教材的思维训练栏目中的科学史素材是教师在教学过程中培养学生科学思维的重要资源。分析利用好教材，指导学生像科学家一样思考解决问题，培养严密的逻辑思维能力;学会分析评价实验的合理性，尝试设计实验;能够在生活实践中应用科学思维，认同知识的力量。

【关键词】生物教学;科学思维;教材

落实生物核心素养，是生物学课程的根本任务，而科学思维是生物核心素养的重要内容。培养学生科学思维，即是培养学生能利用已学的基础知识，对相应结论进行推理判断;培养学生对所学知识进行比较求异，归纳求同;使学生愿意在解决问题时运用科学思维。在人教版生物新教材中，关于科学史、思维训练等素材，能很好地在教学过程中培养学生科学思维，引导学生像科学家一样进行思考。下面以《植物生长素》为例，浅谈在生物教学中对学生科学思维的培养的策略。

一、分析实验，逻辑严密

生物教科书中的知识主要以结论的形式呈现给学生，以让学生便捷吸收生物学的主干知识和核心概念。为了培养具有较高生物学素养的学生，部分章节对一些重要知识介绍了相关的科学史，如，“光合作用与能量转化”中穿插介绍了探索光合作用原理的相关实验;“DNA是主要的遗传物质”中，介绍了对遗传物质探究的主要科学家的实验;“植物生长素”中，介绍了关于生长素发现过程的实验等。生物科学史不仅能让生物学知识变得更加丰富，展现科学家思考过程，启迪学生思考，在培养学生科学思维方面有重要作用;而且在学习科学史的过程中，学生通过感悟科学家的故事，领悟到科学在不断发展，在现在知识充分的基础上对原有的实验提出补充方案，培养科学的怀疑精神和创新精神。如，在“植物生长素”一节中，对于达尔文、詹森、拜尔等科学家是如何发现问题、提出假设，设计实验的过程进行学习。为了巧用科学史达到培养学生科学思维的目的，教师先深挖各实验的内涵，逐步引导学生用科学思维分析实验，看科学家的实验是否逻辑严密，存在疏漏可以如何改进。比如，达尔文的多组实验中，得出了“胚芽鞘弯曲生长的区域是尖端下面一段”的结论，让学生思考，能否设计出相关实验证明该结论？教师可提示学生可以用刻度标记法或镜检法，从而开拓了学生思维。再如，詹森的实验证明“胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部”。那么，教师可以向学生提出问题：“如何进一步证明是尖端产生的‘影响’？如何证明‘影响’是传递到下部才能得出相应的实验现象？”学生思考，提出可以加设一组玻璃片（不能透过“影响”的材料）取代琼脂片，以此作为实验对照，以加强原本实验说服力。

科学发展过程中，对于科学家所做的实验，在当时对于新结论的证明无疑具有划时代的意义。但由于教材篇幅有限，可能省略了一些对比实验的介绍，所以，教师可以抓住契机，多做研究，参考教参、典型例题，合理设置问题，引导学生深入分析实验，拓展学生思维。在分析实验，设计实验的过程中，培养学生思考问题的逻辑性、严密性，提高科学思维。

二、思维训练，辩证分析

人教版生物新教材中，不少章节有“思维训练”这一栏目，如，“细胞呼吸的原理和应用”中，关于真核细胞线粒体的起源，旨在训练学生能运用证据和逻辑评价论点;“孟德尔的豌豆杂交实验（一）”中，通过创设情境，引导学生学会设计实验方案;“植物生长素”中，通过检测生长素的运输方向的实验，让学生训练评价实验设计和结论的能力。对于改版后的新教材，更为突出地设计了培养学生科学思维的内容。如果说科学史等素材是隐性内容，那“思维训练”栏目正是其中的显性内容。教师在教学过程中要分析教材，用好教材，并依据学生实际情况组织教学，开展科学思维的培养。如，在《植物生长素》一课中，学生提出改进实验，除了预期中的“将胚芽鞘形态学上下端颠倒作为对照实验的设计”外，学生提到，不改变胚芽鞘形态学上下端位置，将上端含有生长素的琼脂块与下端的空白琼脂块颠倒位置。同样是理论上增设了一组“探究生长素是否能從形态学下端运输到形态学上端”的实验，教师帮助学生分析该组实验的不科学之处，实验的设计要遵循单一变量原则。如按此法设计，则该实验存在两个变量，一是生长素运输的方向，二是生长素存在的物理位置，因此不可取。教师可进一步设置问题，让学生设置实验，探究生长素极性运输是否与重力有关，从而深化学生对科学思维的培养。

对于教材中，关于思维训练的内容有限，但教师可利用多种机会引导学生思考，并在应用过程中培养学生的科学思维，不一定只局限于教材提供的素材，适当查找资料，根据实际情况引入课堂，使之变得充实丰满，将教材资源用足用活。

三、联系生活，知行合一

高中生物新教材重视科学思维的培养，注意引导学生学习科学思维方法并应用于实践。当所学的知识和生活实践有所关联，学生能主动地感受到知识的价值，无须教师强调。学生在学以致用的过程中加深基础知识学习，激发求知欲望。如，“细胞中的无机物”的旁栏，思考摄入食盐过多或过少对人体健康影响的问题;“减数分裂和受精作用”正文中的“植物生长素”课后练习与应用，3道拓展应用题，从室内养花到盆景造型设计，从现代生活到古代《种艺必用》的实例，都是相当贴切生活气息的情景应用题。在学生解决问题的过程中，既学会了知识，又相互启发，多角度训练了科学思维。因此，将科学思维的培养隐含在正文叙述、旁栏思考及习题检测等内容中，都是编者在有意识地训练学生的科学思维。

四、结语

生物学主要是学习概念体系。教师要在概念教学中嵌入科学思维的内容，从显性的思维训练栏目，到隐性的科学史等素材，重视教材，注意显隐结合，整体把握，在科学课程中训练科学思维，让学生能运用科学的思维方式认识事物，以严谨务实的态度解决问题，培养一批批不仅能掌握生物学知识，还富含生物学素养的人才。

参考文献：

[1]谭永平.再论“用教材教”——发展高中生科学思维的视角[J].生物学教学，2020，45（9）.

责任编辑  钟春雪