试论高中生物学深度学习对科学思维能力的培养

师喆玮

摘 要：在新课标指导下，高中生物教师必须改变传统表层学习的现状，指向深度学习。深度学习作为当前最为重要的学习理念之一，以知识技能目标为基础目标，进一步重视了学生综合素养的发展。本文在学科核心素养基础上提出科学思维能力，关注学生学习的灵活性、独立性、思辨性，探究高中生物学如何促进学生深度学习，实现对学生理性思维品质的培养，发展学生核心素养，提高学生综合能力。

关键词：高中生物学；深度学习；科学思维能力；培养策略

【中图分类号】G633.91           【文献标识码】A             【文章编号】2097-2539（2023）18-0125-03

新课改强调教师要结合学科特点对教学模式加以调整，引导学生通过学习，促使学生认识到生物学在人类生存、科技发展、社会进步等方面的贡献，树立生命观念，形成科学思维习惯，掌握科学探究的思路与方法，具有开展实践活动的意愿和社会责任感。为此，教师必须改变传统学习模式，实现深度学习，培养学生科学思维能力，发展核心素养，让学生可以将所学知识运用到实际生活发展，以实现其对社会、经济、生活等方面的积极影响。

1.高中生物学教学现状

（1）学生浅层学习现象的普遍性

顺应时代发展，大力推动教育教学改革创新。在此背景下，传统教学模式的弊端显现出来，逐步被优化和改进。比如，出现了探究式教学模式、情境式教学模式，翻转课堂教学模式，以学生为主体，更为关注学生参与和发展。其中浅层次学习就是传统教学模式下最大的一个问题，将书本内容作为核心，教师作为主体，导致学生成了知识的接收者，这不符合新时代教育思想。虽然教育教学改革持续推进，这种浅层式学习问题仍然存在，还非常普遍，比如，教师关注学生对理论知识的掌握，关注学生学习成绩和知识记忆情况，忽视了学生在学习过程中的思维发展、知识系统构建、知识迁移运用等深度学习能力。

结合学生在高中生物学科学的深度学习现状，效果并不理想，还是有接近一半以上的学生在学习生物学的过程中以浅层学习方式为主，没有达到深度学习状态。对于高中学生，教师在教学中会潜意识地将高考作为核心目标，希望学生通过学习获取好成绩。为此，整个教学过程中，过于关注知识记忆和解题，让学生的理解处于浅层次，而不是深度学习。

（2）高中生物学教学中科学思维培养现状

科学思维是有意识地寻求知识的过程，重视思考，有着尊重事实、崇尚事实的求知态度，能够运用科学的思维去认识事物，提出并解决问题的思维习惯和能力。新课标对于科学思维的定义，指的是尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用理性思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在生物学课程学习中，科学思维能力是学生有意识地寻求生物知识的过程，掌握科学论证技能并且可以按照思维规律认识生物内容的理性活动。生物学中的理性思维具有概括性、实践性、逻辑性、目的性特点。

高中生物学教学中，对于学生科学思维能力的培养并不理想，学生在学习中缺乏理性思维，理解分析问题都趋于表面化。科学思维能力主要包括思维习惯、问题意识、独立思考的习惯，思维目的；问题的预见性、目标的清晰性，认知态度；尊重事实和证据，甄别信息、辩证求实，学习策略；观察、比较、分析、抽象与概括的能力；建模、总结概括、归纳演绎等。结合实际情况，对于高中生物学教学中学生科学思维能力的培养，还存在诸多问题：第一，思维目标意识薄弱，学生对问题的观察能力和预知性不足，整合信息能力弱，更为关注对理论知识的直接套用，而不是形成自己的理解。第二，思维缺乏主动性，受傳统教学思想影响，学生面对问题，更多是寻求教师的帮助和指导。就如在生活中发现的生物现象和问题，第一时间去询问教师，而不是主动搜集资料解决问题，教师也会夸奖学生的发现，并且为其解释问题，学生习惯于接受现成的知识。第三，思维迁移能力不足，学生对于生物知识的掌握属于硬性记忆，缺少灵活性，导致学生在运用所学知识解决生物学现象和解决生活问题的能力弱，无法将生活与知识紧密联系起来，可以对考试题目对答如流，遇到真实问题却不能灵活应用。第四，思维概括能力弱，思维定式严重，学生在生物学习过程中，无法有效地对知识进行总结归纳，将知识碎片化的存放在脑海中，没有构建属于自己的知识体系。

2.高中生物学深度学习与科学思维的联系

（1）新课标对高中生物学教学的要求

在新时代，科学技术迅猛发展，信息化进程加速推进传统领域与智能、信息之间的交互和融合，并实现革新，更好地适应并推动新时代发展。全球经济背景下，各方面竞争日益激烈，社会对人才也提出了更高要求，这对教育来讲是新的挑战也是创新机遇。为此，教师要通过各种思维模式和方法培养出具有综合能力的人才，更为关注人才实际能力和现实发展，而不是局限于分数。在传统浅层学习基础上，教师要引导学生深度学习，让学生在学习过程中高度投入和积极体验，去掌握核心知识，并且可以运用所学知识解决现实问题。深度学习是实现且有意义学习的高阶学习方式，最终指向学生思维发展。

在此背景下，新课标也在不断更新，其中，发展学生核心素养为重要内容，核心素养也成为新时代对人才衡量的一个综合标准。各学科也结合自身学科特点探究核心素养具体的内容。生物学学科核心素养则是生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个部分，以此为目标，课堂教学随之发生转变，从浅层次教学逐步转为深度教学。

（2）深度学习的实质是发展科学思维能力

深度学习，是被不断挖掘和丰富的，不局限于文字概念，包括从对知识的深入理解到知识迁移应用，从知识延伸到对过程策略的探索。深度学习是学生通过具体的活动和切实体验进行学习，强调对学习对象的自主加工，重视对知识灵活迁移应用，发展高阶思维，实现终身学习。所以深度学习的实质就是促进学生科学思维能力的发展，思维发展是深度学习核心目标及意义，可以让学生思维高度投入，完成任务。这里的深就体现于高层次思维活动上。通过深度学习，不断拓展学生思维深度，引领学生思维水平实现高层次发展。

（3）科学思维发展促进深度学习

深度学习的核心是实现学生思维发展，反之，科学思维品质发展可以促进学生深度学习的开展，也就是深度学习能有效培养学生科学思维品质，要想培养学生科学思维品质，就必须引导学生深度学习，如此可见二者之间的关系。培养科学思维能力和学生深度学习是存在一致性的，二者相互作用相互促进，深度学习的核心目标是科学思维品质发展。

3.高中生物学深度学习对科学思维能力培养策略

（1）设计开放性问题，拓展学生思维

基于深度学习实现对科学思维品质的培养，首先就要打开学生思维，如此才能进一步让学生全面考察问题，从事物多种多样的联系和关系中去认识事物。思维的关键在于学生自主、主动地思考分析。本文建议教师设计开放性的问题，以问题激发学生思维发展，实现思维拓展。在以往教学中，学生对于知识出现了碎片性的认知，缺少对其的整合。教师就可以借助这一点，合理设计开放性问题，让学生的思维走出课堂所学，走向学科，走进生活，回顾以往知识，拓展思维。

在教学某些小章节内容时，教师可以让学生依据所学知识去思考更多与之有联系的知识和现象，打开学生思维，实现对思维的拓展。例如，在完成对“蛋白质是生命活动的主要承担者”该小节知识教学的同时，教师可以设计开放性的问题：“围绕蛋白质可以联系哪些知识呢，你能想到现实生活中哪些问题呢？”这样完全开放性的问题，可以让学生不再将思维局限于蛋白质的学习，而可以主动去整合和回顾所学知识。学生可以从氨基酸、化合物、结构蛋白等知识入手，然后经过继续思考，提出其相关作用，最后将思维拓展到实际生活，从鸡蛋、羽毛、头发等去探究相关知识，如鸡蛋煮熟后蛋白质会发生变性。整个过程所有学生一起思考，相互补充，推动思考的逐步深入拓展。思维的碰撞会让答案更为全面，有助于学生相互学习，从多个角度思考问题，培养学生思维广阔性。

（2）构建概念图，训练学生逻辑思维

逻辑思维也是科学思维品质的一部分，思维逻辑性是学生在考虑和解决问题时能够做到脑路清晰，条理清楚，严格遵守逻辑规定，并且实事求是。在高中生物学学习中，不论是教师的“教”还是学生的“学”，对于知识都是碎片化的呈现，未能构建完整的知识框架。为此，教师可以运用概念图，也可以利用思维导图，借此训练学生逻辑思维。

高中生物学教材的每一个章节都围绕一个主题设置知识点，比如，“走进细胞”章节下有两个知识点：细胞是生命活动的基本单位，细胞的多样性和统一性。“细胞的基本结构”设置三个知识点：细胞膜的结构与功能，细胞器之间的分工合作，细胞核的结构和功能。每一个章节的主体都是紧扣单元主题。为此，教师在教学中就可以利用这一点，引导学生基于主题视角主动去构建概念图。比如，以“细胞的基本结构为主题”构建该单元思维导图，汇总章节知识，让学生对知识进行梳理，绘制思维导图，基于单元视角构建知识体系，还能完成对相关知识的复习巩固与汇总。就如上述举例对于蛋白质相关知识的思维发散，学生诸多答案是发散凌乱的，结果对于学生来讲根本无从掌握。为此，教师就可以以“蛋白质”为中心，绘制概念图，让无序的知识变为有序，层次分明，不仅可以帮助学生内化知识，还能训练学生逻辑思维。

（3）探索科学史，培养学生批判思维

学生可以根据客观标准，从实际出发，公正评价，明辨是非，这也是科学思维的重要凸显，要实事求是。培养学生的批判思维能力，可以让学生不受他人思想影响，严格正确对待他人观点，分析优缺点，相信科学。生物学科蕴含着丰富的科学思想，科学方法，对于培养学生批判思维有着重要作用。教师可以利用科学史培养学生批判思维，改变传统思维限制。

科学史是一个发展历程，也是探索过程，在教学中，教师可以通过设计一些任务来激发学生去探究：重走科学家的探究之路。在探究过程中，教师引导学生亲历探索知识的过程，一步一步在探索中获得相关概念和经验。通过科学史学习，学生可以体会科学家深入探究、提出问题、解决问题的过程，学习科学家思考问题的方式，培养思维的批判性。

（4）实验活动，促进思维灵活性

很多学生学习生物知识，都只是将教材内容进行记忆，无法实现对其的应用与理解，这就是学生思维缺乏灵活性的表现。教师在培养学生科学思维品质时，也需要注意学生思维的灵活性，促使学生从实际出发，能够根据事物的发展具体随机应变，从不同角度和方向，提出符合实际的方案，去解决实际问题。

教师可以充分借助实验，利用实验活动来促进学生思维灵活性。一方面，教师在生物学实验教学中，可以基于教材实验，进行内容拓展，比如，从“绿叶中色素的提取与分离”拓展到思考探究“变黄蔬菜叶子、三角梅等其他颜色的叶子做实验材料，会得出什么样的结果”，将简单对照课本重复经典实验的活动，变为新情境下的生物学问题，引导学生灵活运用所学知识分析问题。另一方面，可以充分借助实验过程中的“失误”，学生在实验过程中可能会犯错，教师就可以借助失误让学生去思考探究，让学生灵活运用所学知识。最后要将复杂的生物现象和实践结合进行分析加工，抓住事物本质与规律。如针对泡菜的酸来探索酸味来自哪种物质，可以从乳酸的产生、乳酸菌代谢类型、乳酸发酵反应以及利用乳酸发酵可以制作什么等方面出发，逐步从现象到本质，深化学生理解，内化知识。

4.结语

本文对于高中生物学深度学习对科学思维能力培养的研究，明确了目前高中生物学教学中，不论是深度学习还是科学思维能力培养，都存在诸多不足，需要进一步优化改进。并且基于新时代对人才培养要求以及核心素养的提出，对高中生物学深度学习对科学思维品质培养提出具体的策略：设计开放性问题、利用概念图、探索科学史、实验操作，促进学生思维发展，以此实现对学生科学思维能力的培养，希望对教学实践有一定参考作用。

参考文献

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