基于培养学生科学思维的社团活动实践研究

朱爱霞

摘要 基于社团活动“不一样的精彩一生物实践社”，以培养学生的科学思维为目标，从社团活动实施前的内容设计，实施过程中的教学策略的探究对社团活动的设计和实施进行探索。

关键词 科学思维 社团活动 课程开发

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

科学思维是指基于事实和证据，以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，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。目前，教学研究人员乃至一线生物学教师都在思考如何在课程教学中提升学生的科学思维能力，然而目前在初中生物学课程实施中因为升学的因素仍有强调概念的识记而忽略了科学思维的现象。面对这一现象，笔者以培养学生的科学思维、提升学生思维品质为目标，开设了课程拓展类社团“不一样的精彩一生物实践社”，现将活动设计与实施过程中的几点感悟做以下总结。

1课程内容科学有趣，孕育科学思维的发生

《尚书·说命中》中说到“惟事事，乃其有备，有备无患”。制订一个科学合理的社团课程计划，活动开展便成功了一半，根据课程目标，设置如表1所示的教学内容。活动的选择均以苏科版生物学教材为依托，选取适宜开展的活动进行拓展。为保证活动能够正常开设，笔者对每一个活动都进行了预试验，课程实施均以趣味小实验为主，通过实验操作，观察实验现象，推理实验结论等环节，达成教学目标。活动材料大多简单易取，实验现象却有出其不意之处，极大地激发了学生的好奇心。例如，“鸡蛋冒汗”实验，选择的是学生每天都吃的鸡蛋，但很多学生并不知道鸡蛋蛋壳的秘密。在实验观察中，学生能够感受实验的乐趣，感受揭秘的喜悦，极大得激发了学习兴趣，同时也获得了相关的科学知识。

2活动策略精挑细选，助力科学思维的发展

教师合理地选择活动策略，可以提升活動开展效率，激发学生释疑的兴趣。在社团活动的开设过程中，教师应以活动目标为出发点，选择合适的活动策略，促进活动目标的达成。

2.1注重知识模型建构，培养学生的建模能力

生物学中的模型与建模就是学生科学思维的外化。在生物学学习过程中，常常要用到模型建构思维能力，建模可以将抽象知识可视化，以便于学生理解其结构。因此，学生能够充分利用模型、构建模型，以培养逻辑思维能力，最终形成生物学学科核心素养。例如，在学习了人体三种血管的结构与功能后，教师及时引导学生总结三种血管最突出的特点。然而血管图片较为抽象，为了更直观地体现血管的特点，社团活动时教师鼓励学生用彩纸和吸管制作血管模型。这就是一个将知识可视化的建模过程。

另外，在学习了概念“染色体由蛋白质与DNA构成”后，教师播放染色体3D结构动图，让学生有一个感性的认识，使学生感受蛋白质与DNA的双螺旋结构结合的特点，在社团活动中鼓励学生利用超轻黏土、回形针和彩纸制作出染色体模型（图1）。类似的活动还有“自制教具——生物进化树”，并在学生学习了生物进化的历程后，笔者准备了彩色卡纸和打印好的各种动物图片，让学生自己动手剪图（图2），从而能够真切地感受到生物进化的路径和地位，使感性认识上升到理性认识。这也是建模的过程。

2.2注重实验的趣味性，培养学生的推理能力

生物学是一门实验科学，学生根据实验现象推理得出实验结论是学生科学思维的重要组成部分。笔者在设置活动内容时，以教材内容为依托，适当加入了一些有趣的小实验，让学生根据实验现象推理实验结果。例如，长骨的结构在苏科版生物学教科书八年级上册第17章第一节中有简单的介绍。教科书通过观察长骨结构，总结、归纳得出，骨既可以承受一定的压力也可抗压。有学生提出：为什么骨可以承压和抗压，是否与骨里面何种成分有关？因此在社团中安排了“骨的成分与骨的特性之间的关系”实验，实验前补充有机物（蛋白质燃烧发臭）可燃、钙可溶解在酸性液体中等化学知识。学生通过将猪肋骨煅烧和鱼骨浸泡盐酸实验，得出：骨中既含无机物钙盐也含有机物蛋白质，有机物使骨柔软，可以承受一定的压力，无机物使骨脆硬，可以抵抗一定的压力。通过有趣的实验活动，学生巩固了教材知识，深刻理解骨既坚固又有弹性，同时锻炼了推理思维能力。再如，在活动“模拟血型鉴定”中，学生根据各种“血型”之间融合后产生的沉淀现象，反推这两种血型不可相输。在反向推理中，学生不仅学到血型鉴定的方法，而且理解了血液中红细胞凝结的原理，提升了思维品质。

2.3注重实验深入探究，培养学生的批判性思维能力

批判性思维是人的一种品质，其与自我管理能力、解决问题能力一样都是思维品质的组成部分。拥有批判性思维能力的学生能够对前人的观点进行反思、质疑，在连续的思考中做出理性分析，加深对知识的理解以及对事物的看法。社团活动设计以深入探究的形式，加强学生批判性思维能力的训练。

例如，学生通过教材实验分析得出种子萌发需要水、适宜温度，不需要阳光。笔者提出：种子萌发还需要哪些外界条件呢？这样，教师以问题引导学生从生物的呼吸作用角度考虑，并设计了“探究种子萌发的外界条件”活动。笔者向学生提供纸杯、纱布、绿豆等材料，社团成员分别选取水、空气、阳光、适宜温度、阳光4个因素进行探究，从设计实验、实施实验、现象记录、实验总结等方面进行思考。约一周后，学生得出种子萌发需要空气、水、适宜温度三个条件。经过“设计—实验—观察—记录—分析—反思”的学习过程，学生的批判性思维能力有所提升。

再如，在“探究烟草浸出液对金鱼呼吸影响的实验”这一活动中，学生通过观察比较不同浓度的烟草浸出液中金鱼的呼吸次数，得出，烟草可以提高金鱼的呼吸频率。接着笔者，提出问题：为什么烟草浸出液浓度越高，金鱼呼吸次数越快？还有哪些因素会提高金鱼的呼吸次数？引导学生继续查阅烟草的主要成分中哪些物质会引起金鱼兴奋。在这一探究活动中，学生对该探究实验的认识不仅仅局限于表面，而是深入理解前后的逻辑关系。

由于社团活动课时有限，每周仅一节，笔者为了让学生更全面地理解教材中过程性的知识，在制订计划时，搜寻有价值且深入浅出的纪录片推送给学生的QQ群，扩展学生的知识面，希望借此能使学生保持对生物学的兴趣。

社团活动的设计与实施绝非一朝一日可完成，教师必须以学生的兴趣为出发点，尊重知识的科学性，结合不断的实验，进行长期的探索与实践，才能设计出有助于提高学生科学思维能力和提升核心素养的社团活动。