中国学术文献网络出版总库

刊名: 课程·教材·教法
       Curriculum, Teaching Material and Method
主办:  人民教育出版社 课程教材研究所
周期:  月刊
出版地:北京
语种:  中文
开本:  大16K
ISSN: 1000-0186
CN:   11-1278/G4

历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊

中国期刊网来源刊

2011年度核心期刊,国家新闻出版总署收录 ASPT来源刊,中国期刊网来源刊,百种重点期刊,社科双百期刊,首届全国优秀社科期刊。



高中生物教学中科学思维培养策略初探

【作者】 陶 芳

【机构】 湖北省十堰市第一中学



【正文】  2018年1月,教育部正式颁发的《普通高中生物学课程标准》中将“科学思维”列为高中生物学科四大核心素养之一,“科学思维”主要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、解决实际问题的思维习惯和能力,要求学生在学习过程中逐步发展科学思维,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、创造性思维等方法,探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。科学思维形成过程是有意义的知识获取过程,科学思维方法的核心是通过证据,建立假设与结论之间的逻辑关系。
  一、高中生物教学中科学思维培养的重点
  1、归纳与概括:归纳是从个别到一般的思维过程,是指从众多个别的事物中总结出一般性的概念或原理的方法,是人类最早应用的思维方法之一。概括是一种与抽象紧密相关的思维方法,是指提取众多事物的本质属性,综合事物的共同本质属性,并将其推广到同类事物中去的过程。如细胞学说的提出、遗传物质的发现。
  2、演绎与推理:演绎是由一般现象推出特殊现象的思维过程。通常以一般性的理论知识为基础,去认识个别的、特殊的现象,并进行推演,得出特殊情况下的结论。推理是指在已有的正确理论条件下,进行严密的推导论证,并获得新结论的一种思维形式。如孟德尔遗传规律的提出与验证。
  3、模型与建模:模型是人类根据研究需要对认识对象的客观、简化描述,表达方式多样,有的是形象化的,有的是抽象化的。建模又称模型化,是指借助一定的材料、图示、数学方法等,对较为抽象的、不可测的事实建构一种形象的、能够表征事物关系的模型的过程,如生物膜的流动镶嵌模型、种群数量变化模型。     
  4、批判性思维:是建立在理性和逻辑基础上的一种思维技能,也是一种不断质疑与求证的科学精神。不断怀疑并不等同于一味否定,还要依据大量事实进行独立分析推论,从而获得事物的客观规律。这种思维是具有创造性和建设性的,如摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因在染色体上。
  二、高中生物教学中的科学思维培养策略
  目前,随着新课标的普及,新高考改革的推进,广大生物教师越发认识到培养学生科学思维的重要性,但是,少数领导、部分家长、不少学生仍然认为生物就是“背多分”。因此,笔者认为,作为生物教师,首先自己要有科学思维的习惯,在此基础上,教学过程中不断通过多种策略培养学生的科学思维,并让学生尝到“科学思维”的甜头。
  (一)创设情境,激发科学思维
  学习是一种脑力劳动,怎样提高学生学习思考的兴趣是教育。教学工作首先要考虑的事情。教育和教学的功能就在于选择或创设合理的情境,通过适当的活动以促进学习的发生。通常我们创设的情境有以下三类:
  1、日常生活情境
  生物学知识来源于生活,也将运用于生活。日常生活中的情境很容易调动起学生已有的认知经验,促进认知和思维活动的发生。比如,在讲伴性遗传的时候,播放一些交通信号灯为了红绿色盲患者的安全,在颜色上略微调整的相关视频;讲物质跨膜运输的时候,给学生展示凉拌黄瓜、糖拌西红柿图片并激发学生思考水分外流的原因;讲染色体变异的时候,给学生展示成熟香蕉的图片,请学生回忆吃香蕉时的感受后并思考:为什么平时吃的香蕉是没有种子的呢?
  2、科学史情境  
  科学情境一定是真实的情境,而且往往跟科学家这样的“人物”相关联,也容易激发学生的思维兴趣。比如,在讲DNA是主要的遗传物质时,由科学家关于遗传物质是谁的争论引入,再结合科学家的经典实验得出结论:DNA是主要的遗传物质。在这个过程中学生获得的不仅仅是知识,更重要的是实证意识、科学严谨的求知态度以及批判性思维。讲基因位于染色体上的实验证据时,美国生物学家摩尔由不相信孟德尔的遗传理论,到果蝇杂交实验寻找证据,最后成为孟德尔理论的坚定支持者。一波三折的科学史情境,带学生沿着科学家的足迹,在提出假说,设计实验,验证和评估假说中,体验假说演绎这一经典的科学思维方法,感受科学理论的不断修正、发展、完善过程,享受科学思维的无穷魅力。
  3、科学研究情境
  同科学史情景相比科学研究情境更侧重于科学家最近或正在进行的研究工作,这些研究在时间和空间上跟学生都比较近,从而容易激发学生的兴趣。比如,讲基因通常是有遗传效应的DNA片段这一节由我国科学家转基因鲤鱼的实验引入;在讲人类遗传病是由人类和小鼠肥胖相关基因的研究引入;讲基因在染色体上,由人类基因组计划引入……
  (二)实验探究,锻炼科学思维
  在讲酶的作用特点时,我们不再直接告诉学生“酶的作用条件比较温和”这一结论,而是带着学生分组进行“温度对酶活性的影响”、“PH对酶活性的影响”的探究,得出在低温、高温、过酸、过碱的条件下,酶活性较低,而在最适温度和最适PH条件下酶活性较高的实验结果,进而得出“酶的作用条件比较温和”这一结论。“调查人群中的遗传病”这一实验,通过对几种人类遗传病的调查,学生不仅了解到几种遗传病的发病情况,还提升了接触社会并从社会中直接获取资源或数据的能力。这些科学探究过程中,学生对实验结论几乎可以终生难忘,更可贵的是,他们会把对照思想、归纳与概括的科学思维方法、数据处理能力等蔓延到今后其他的学习和研究中。
  (三)构建模型,让科学思维可视化
  模型是对事物所作的一种简化的概括性描述。根据表达的方式不同,可以分为物理模型、概念模型和数学模型。教师根据教学实际合理选择模型,有利于学生核心概念的形成,有助于培养学生模型与建模的思维能力。
  (四)研究高考,让科学思维系统化
  爱因斯坦说:“教育无非是一个人将在学校所学全部忘光之后,剩下的东西。”生物作为理科,首先体现在科学思维上。科学思维的习得,将会使学生受益终生。科学思维的培养应贯穿于整个教学活动中。在不同的课堂中,教师可以结合教学内容和实际学情选择不同的教学策略。培养并提升学生的科学思维,我们在路上。