高中生物课堂进行科学思维实践初探

高中生物学科素养明确要求，使高中生崇尚并形成科学思维的习惯。为了能让学生崇尚并形成科学思维的习惯，作为高中的生物教师，在自己的生物课堂教学中，就应该为达成此生物素养进行教学设计。本文笔者从《苏教版必修生物2遗传与进化》一书中随机选取了一个内容进行教学设计，让学生在生物课堂上就能对科学思维进行实践，增强学生学习的积极性，也为提升高中生的生物素养奠定坚实的基础。

一、为什么要让高中生实践科学思维

第一是高中生物素养第二条“理性思维”明确提出：崇尚并形成科学思维的习惯；能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。第二是普通高中生物学教材——苏教版必修2第一章第二个知识点，专门学习了“科学思维”的基本过程，学生对“科学思维”在理论上有了一定的基础，但他们无法形成科学思维，更谈不上形成科学思维的习惯。

故此，教师应该利用自己的课堂教学，结合具体的科学实验，设计出能让学生在课堂上实践科学思维的教学情景，来培养学生科学思维的能力，使其形成科学思维的习惯。

二、如何利用课堂教学指导学生进行科学思维的实践

生命科学离不开科学思维，科学思维促进科学理论的发展。像科学家一样进行科学思维，是我们学习生物科学的目标之一。

那么，教师如何利用课堂教学来指导学生科学思维的实践呢？这里笔者以基因的分离定律为例，进行教学设计：

教师利用多媒体，展示孟德尔利用豌豆进行杂交实验的过程（图略）。

讲述孟德尔豌豆杂交的过程，重点讲清楚去雄、传粉、套袋，并利用上图讲清几个概念：杂交、正交、反交。

展示一对相对性状的杂交试验（苏教版必修2《遗传与进化》2013年12月第8版P27图3-1）：

教师讲述一对相对性状的杂交实验过程，同时给学生讲清楚三个概念：显性性状、隐形性状、形状分离。

展示孟德尔豌豆7对相对性状的杂交实验结果（苏教版必修2《遗传与进化》2013年12月第8版P28表3-1）：

然后，针对上图结果和表格数据，让学生来充当孟德尔，根据观察到的现象提出问题。

如果学生不能提出问题，教师可以用引导方式来引导学生提出问题：

F1为什么表现显性性状？

F2为什么表现出性状分离，且分离比接近3：1？

教师根据提出的问题，引导学生进行分析，对产生性状分离的原因做出解释：

①生物性状由 （现称 ）控制的。②显性性状由 控制，用 字母（如 ）表示，隐性性状由 控制，用 字母（如 ）表示。③在体细胞中，基因 存在。④生物体在形成生殖细胞——配子时，成对的 彼此 ，分别进入 。⑤受精时，雌雄配子的结合是 ，合子中的 恢复成对。显性基因（A）对隐性基因（a）有 。所以F1表现 。

根据以上解释，要求学生写出纯种紫花与白花杂交的遗传图解（苏教版必修2《遗传与进化》2013年12月第8版P29图3-2）。学生写遗传图解，教师给与评价。

然后根据遗传图解引导学生进行分析：如果以上假设成立，那么F1紫花的基因型应为Aa，白花的基因型为aa。现在我们设计实验来验证对分离现象的解释。在理论上就应该有如下图所示的预期结果（苏教版必修2《遗传与进化》2013年12月第8版P30图3-3 豌豆1对相对性状测交实验遗传图解）：

孟德尔当时的测交结果是30：34，接近 1：1。预期结果与实践结果是一致的。测交证实了F1是杂合体，F1在形成配子时，成对的基因发生了分离，分离后的基因分别进入到不同的配子中。因此孟德尔的解释（假说）应上升为理论。从而得出基因分离定律的实质。

以上这个设计，实际就是模拟孟德尔的科学思维：实验结果→假说→实验验证→验证结果与假说推论结果一致→假说上升为真理（若二者不一致，否定假说）。以上设计也就是让学生在课堂上实践科学思维的过程。

三、学生在生物课堂对“科学思维”过程实践的意义

第一，学生在生物课堂对“科学思维”过程实践是一种实现新课程标准的方法之一，用此增强高中生的生物素养。为学生将来崇尚并形成科学思维的习惯、能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题奠定坚实的基础。

第二，在课堂上，让学生来模拟科学家的科学思维，提高学生学习的积极性。