基于科学思维培养的高中生物课堂教学研究

丘霞

在新课程改革全面推进的背景下，高中生物教师需要结合学科核心素养的要求，基于科学思维培养来不断优化和改进高中生物教学，以此来充分利用教材中丰富的内涵，实现对学生学习的有效引领，帮助高中学生适应高中阶段生物学科的学习。这也意味着教师在教学过程中需要认真做好问题分析，在此基础上才能不断提升教学活动的有效性，实现对学生的全面引领。

一、基于科学思维培养的高中生物课堂教学目前面临的问题

高中生物教师基于科学思维培养来开展课程教学，这对教师个人于学科核心素养的认识有着较高要求。但在目前的教学实践中，多数教师在领会和应用学科核心素养方面都存在着不足之处，问题主要体现在以下三个层面：

1. 教师本人对核心素养的认识

科学思维作为学科核心素养重要的内涵，教师在教学活动中要想以此为基础做好对学生的培养，就需要教师个人对学科核心素养有全面的认识，在此基础上教师才能准确把握科学思维培养的具体标准，对学生进行有针对性地引导。但在具体的教学实践中，教师习惯于应用传统的教学理念和方法来开展教学活动，而且高中阶段学生面临着高考的压力，这也导致很多教师并不注重对学科核心素养的研究，使得教师很难结合学科核心素养的内容，基于科学思维培养对高中学生开展生物教学。

2. 对教材缺乏深度挖掘

高中生物教材中有着极为丰富的内涵，教师在教学活动开展过程中只有深度挖掘教材内容，才能充分结合科学思维培养的相关要求来应用教材中的不同模块，将培养学生科学思维与不同教学模块的内容密切联系起来，实现对学生有针对性地指导。但在实际的教学活动中，很多教师习惯于围绕教辅资料中的题目对学生开展教学，缺乏对教材内容的深度挖掘，导致学生的科学思维很难得到有效培养，严重制约了学科核心素养教学活动的稳步开展。

3. 学校的实验教学条件

基于科学思维培养的高中生物课堂，在教学活动开展过程中需要学校为教师配备充足的实验设备，在此基础上，教师才能更好地引领学生参与到生物实验中，在实验中强化学生的科学思维。但多数高中学校在生物实验教学条件方面都存在着不足之处，导致教师在教学活动开展过程中很难借助实验对学生的科学素养进行培养，这严重制约了教学活动的有效性。

4. 过于重视课本知识点的教学

在基于科学思维培养的高中生物课堂教学实践中，尽管部分教师也认识到培养学生科学思维的重要性，但由于自身缺乏此类教学培训，导致在教学活动开展过程中很难准确把握培养的方法，使得教师在教学过程中习惯于围绕课本的知识点来对学生开展教学活动，由于教学活动存在着过于理论化的问题，导致教学活动无法实现预期效果。

二、对高中生物教师提出的要求

为了充分适应当前基于科学思维培养的生物课堂教学，需要高中生物教师在平时不断加大对最新教学理念的学习力度，改变传统的教学模式和方法，更加注重围绕培养科学思维，对学生进行启发和引领，使学生在思考过程中不断强化对学科的认识。同时，教师也要积极参与到教育培训与教学研究活动中，以便准确把握高中生物教材。在此基础上，教师就能为学生营造培养科学思维的教学氛围，充分利用学校的办学条件，实现对学生学习的有效引领。

三、基于科学思维培养的高中生物课堂教学策略

在高中生物教学实践中，基于科学思维培养的课堂教学需要教师充分利用课堂上的有限時间，引领学生在观察和研究中，不断强化对学科的认识，在此基础上发现问题、分析问题并探寻解决问题的方法，因此就能帮助学生重新构建知识结构框架，以此实现对学生学习的有效引导。

1. 借助构建生物模型来开展课程教学

基于科学思维培养的高中生物课堂非常注重对学生思维过程的引领，在引领学生学习的过程中构建生物模型，对于帮助学生全面认识生物现象的规律能发挥出重要意义，学生也能在总结和概括的过程中不断提高自己运用生物知识解决实际问题的能力。

以“血糖调节的模型构建与应用”为例，这是人教版高中生物教材中专门安排的模型构建活动，借助课程教学活动的深入开展，教师能够围绕血糖调节，来充分引导学生融入到对章节知识点的思考和应用之中。在具体教学活动开展过程期间，为引导学生充分融入到学科探究之中，在课前教学的导入阶段，教师可以向学生展示医疗机构出具的血液生化六项化验单（详见图1），引导学生对比其中的数据，结合本单元所学糖尿病患者症状的知识来展开分析。学生们在教师的引领下就能充分发挥出自身的主观能动性来开展数据分析活动。通过分析，学生们可以发现化验单中患者血清葡萄糖含量远远超过正常标准，在此基础上，学生们就可以初步判断这个人可能患有糖尿病。之后教师要引导学生思考糖尿病的症状，学生们就能结合“三多一少”来展开探究。只要在教学活动中按照这一思路循序渐进引导学生融入到探究之中，学生们就能在此基础上构建出生物模型，从而深入到课程学习之中，使课程教学发挥出更大价值。

当学生在教师的引领下逐渐融入到本课的教学活动中后，教师就要借助多媒体教学设备向学生展示血糖调节模型，引导学生深入展开探究，学生们在探究的过程中可以将血管、消化系统、肝脏、胰腺等补充到模型图中，在补充的过程中，学生们要充分利用本节课所学知识围绕人体正常的血糖标准来完成这项教学任务。当学生们在教师的引导下完成模型图的补充之后，师生之间就要结合血糖的三大来源来展开探究，在分析和解决问题的过程中，教师要给予学生充分的自主权，让学生通过自主探究总结出血糖主要来源于肝糖原、各种食物中的糖分以及各类非糖物质。在明确这三大来源之后，要侧重于引导学生对血糖的去向进行探究，师生之间可以共同结合模型图来展开有效的沟通与互动。这样学生就能在教师的引领下认识到，血糖借助氧化分解能够被合成为肌糖原、肝糖原，在此基础上转换为脂肪。当学生在教师的指导下对这一流程有了充分认识之后，学生脑海中就会形成初步的知识结构框架，由此学生的科学思维就能得到有效培养。在此项教学活动开展过程中，为使教学活动能够充分发挥出对学生学习的引领作用，教师要特别注意给学生留出时间，让学生自己亲自动手参与到图形的演示之中，借助这种方法的有效应用，学生就能通过亲自参与演示，对这一模型有更加深入的了解，之后教师要借助课堂总结，促使学生形象生动地理解和认识这一知识点。

2. 借助模型来展开深入分析

在模型构建出来之后，通过学生对模型的分析和探讨，学生已初步了解了血液中血糖的主要来源以及被身体代谢之后的去向。在此基础上，教师就要特别注意引导学生思考血糖如何才能处于动态平衡状态，需要哪两种激素的参与？教师提出问题之后，学生会结合自己已经掌握的知识，准确回答出问题的答案“胰岛素和胰高血糖素”。

在接下来的教学活动中，教师就要围绕两种激素的作用机制来对学生进行有效引导，并向学生扩充知识点，使学生认识到肾上腺素分泌增多也会导致血糖升高。由此教师就可以积极引导学生构建分析模型，以此来组织学生在课堂上对相关知识点进行探究，学生就能形象生动地理解作用机制。在此基础上，教师就要结合糖尿病患者的血糖值为什么会升高，来引导学生思考其原因。在教师的引领下，学生就会想到问题出现的主要原因在于血糖的来源或者去向存在异常，由此就能结合作用机制模型图来展开深入探究“胰岛素或者鱼高血糖素分泌不足为什么会导致血糖值出现异常”等问题。

在具体的教学实践中，教师要特别注意充分发挥出学生在学习过程中的主观能动性，让学生结合自己在生活中的体验和对糖尿病人的认知来了解为什么糖尿病人很容易出现饥饿感、为什么会出现消瘦等问题？学生就能在教师的引领下结合血糖升高会导致细胞过多吸收人体组织中的水分，从而导致机体失水，在这种背景下，人们就必须要通过大量喝水来维持血糖调节的动态平衡；同时人体血糖浓度不断升高之后，身体内会出现过多的葡萄糖，这些葡萄糖无法通过代谢被人体吸收，只能借助尿液来排出体外，而人体排尿的过程中也会带走很多水分，在这种背景之下也会导致患者出现口渴等问题。当学生在教师的引领下，利用这种方法深入到章节知识点的学习活动中后，教师就能从不同层面对学生进行有效引领，从而使课程教学发生根本性改变，学生的科学思维也能得到培养。在此基础上，學生利用生物知识解决和分析实际问题的能力也会得到培养和提升。

3. 小组合作展开探究活动

在借助构建模型对血糖调节相关问题进行全面分析之后，在课堂上教师要留出时间引导学生借助小组合作的方式来展开探究，以便学生充分利用课堂上所总结出的模型图，使学生在应用的过程中科学思维得到培养。在这一环节的教学实践中，教师可以为学生提供日常生活中常见的案例，例如人们在进食之后血糖会发生哪些变化？这一过程怎样用血糖调节模型来展开分析？在学校长跑比赛过程中，参与比赛的同学在运动过程中，血糖会发生怎样的变化？为什么吃糖过多很容易导致人体肥胖？怎样做才能有效减肥？这些问题与本单元所学知识点都有密切联系，在教学活动开展过程中，教师要给予学生充足的时间，让学生对相关问题进行分析和探究，在此基础上就能使学生在合作探究问题的过程中充分应用本单元所学知识，从而熟练掌握分析模型中的相关内容，使学生的科学思维得到培养。当学生借助模型对相关问题进行全面分析之后，教师要特别注重指导学生在课堂上进行总结，以便活学活用本节课所涉及的知识点，在此基础上就能改变传统教学模式下过于注重理论教学，忽视对学生科学思维培养的现状，使制约教学活动有效开展的因素得以解决。

总之，高中生物教师基于科学思维培养开展生物课堂教学的过程中，要着力改变传统的教学模式和方法，积极引导学生借助构建模型来综合利用章节所学知识。在此基础上，学生就能深入到对知识点的应用和问题的探究活动中，从而使学生的学科核心素养得以培养，使教学活动取得理想效果。