借助教材经典实验培养学生的科学思维

王慧

科学思维作为生物学科核心素养的主要内容，是形成生命观念的重要途径，也是科学探究的重要组成部分。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出，科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的习惯和能力。学生应该能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方式，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。

教材中的经典实验是培养和提升学生科学思维很好的素材，引导学生深入学习实验设计者的思想和方法，有助于学生科学思维的培养和提升。例如，人教版教材在“DNA是主要的遗传物质”这一节中有三个经典实验，以其中的“噬菌体侵染细菌”这一经典实验的学习为例，简要阐述如何培养和提升学生的科学思维。

首先，巧设情景，吸引学生思考。展示当时的科学家对艾弗里实验结论的质疑以及艾弗里自己对实验的反思：蛋白质没有被完全去除可能会影响肺炎链球菌的转化。请学生一起思考如何解决这个难题，激发学生的学习兴趣。

其次，设计问题，引导学生思考。教师通过精心设问引导学生思考，在问题情境中培养和提升学生的科学思维。问题1：请分析科学家选择T2噬菌体的理由是什么？问题2：选择什么元素去标记蛋白质和DNA？如何分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA？问题3：已标记的T2噬菌体侵染细菌，为什么细菌不可以进行同位素标记？问题4：请分析35S标记蛋白质这组实验中放射性为什么主要出现在上清液中？为什么沉淀物中还有少量的放射性？问题5：请分析32P标记DNA这组实验中放射性应该出现在什么位置？为什么上清液中会出现少量放射性？问题6：这个实验成功进行需要控制的无关变量有什么？学生在解决问题过程中，培养和提升了分析和推理、概括以及批判性等科学思维。

最后，迁移所学，解决相应问题。DNA并不是生物唯一的遗传物质，请学生借助学习到的方法，进行实验设计：探究烟草花叶病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质？学生通过小组合作，设计实验并预设实验结果。

借助噬菌体侵染细菌这一经典实验的学习，并运用所学方法去解决相应问题，使学生的分析与综合、归纳与推理、批判性等科学思维得到培养和提升。教材中的经典实验有很多，教师可以通过精心设计，让它们承载起培养和提升学生科学思维的教学功能。

科学思维的培养和提升是一个长期而复杂的过程。在教学过程中教师会面对很多困难：一是面对有限的课时，如何保证课堂上培养学生科学思维所需的时间；二是教师在提升学生科学思维的同时，如何兼顾學生生命观念的形成，以及社会责任的养成，进而培养会健康生活、有爱国情怀的合格公民。这些困难需要每一个教师用心思考并积极解决，推进新课程改革顺利进行。

编辑 _ 李刚刚