生物教学中培养学生科学思维的策略

徐建华

摘 要 以2018年高考理综全国卷I试题为例，结合近三年的高考理综全国卷I试题，分析了高考命题特点及对后期的备考建议，以期为2019届高三生物复习提供可资借鉴与参考。

关键词 高考试题 特点分析 复习启示

科学思维是引导学生尊重事实和证据，有实证意识和严谨的求知态度;能运用科学的思维方式认识事物、解决实际问题的能力。思维能力是在思考过程中发展和提高的，而思考过程是别人所代替不了的。因此，在科学教学中，教师必须让学生主动地思考获取知识，自觉地训练思维技能，从而达到培养科学思维能力的目的。正如苏联教育家苏霍姆林斯基所说的：“真正的学校是一个积极思考的王国。”而生物课堂教学要成为真正的“思考王国”，托尔斯泰也说过：知识只有靠积极的思维得来，而不是靠记忆得来时，才是真正的知识。由此可见思维，特别是科学思维培养的重要性。那么，在生物教学中如何培养学生科学思维能力？笔者结合自己的教学实践，谈谈在生物教学中培养学生科学思维的做法和体会。

1 设疑问难，在质疑、释疑中培养科学思维

在生物教学中，教师有意识地设疑问难，在特定问题情境下，层层设问，环环相扣，叩开学生思维的大门，使学生感到新颖，维持连续思索，形成持久的内驱力，活跃课堂气氛，有效地调动学生的思维积极性。这样可收到预想不到的教学效果。例如，在学习遗传学的内容时，教师可以先讲一个小故事，并提出问题：以前有一个貌美但不学无术的女子向肖伯纳求婚，该女子说如果肖伯纳与她结婚，他们的孩子定能如肖伯纳一样的聪明，像美女一般漂亮。但肖伯纳却说：如果孩子像我一样丑，像你一样笨，那怎么办？生动有趣的故事使学生思维顿生活跃。此时，教师再追问：如果肖伯纳与该女子结婚，会生出哪一种情况的小孩？出现该情况的机会有多少？这种特定的设问下，促使学生去思考教师的问题，从而激发其思考，在释疑中培养科学思维能力。

又如，在学习植物“顶端优势”时，教师可提出问题：“为何修剪果树技条和棉花打项均能提高产量？”当学生答出答案后，可继续问：农村公路两旁的高大行道树和用于提供木材的桉树要打项吗？在这样特定问题情境下，层层设问，可引起学生去思考，激发其科学思维。

2 利用生物实验课，在自主探究中培养科学思维

实验是人们进行科学研究的手段，是使思维运动通向客观真理的途径和桥梁。实验是培养学生科学思维的有效手段。

2.1 设置专门性实验，训练和培养科学思维能力

生物学是一门以实验为基础的学科，实验在生物教学中有举足轻重的作用。由于实验课能给学生提供动手和动脑的机会，教师引导学生对各种生物现象进行分析后，加以综合归纳，以获得完整的知识，从而训练和培养学生的思维活动。例如，在学习鸟类“双重呼吸”概念时，教师可引导学生解剖鸟类，观察鸟类特有的器官——气囊，并引导学生分析：①气囊与肺相通;②鸟类吸气时空气进入肺后，部分空气进入气囊;③空气第一次在肺内进行气体交换;④呼气时，气囊内的空气经过肺;⑤空气第二次在肺内进行气体交换。经过上述综合分析，教师引导学生归纳出“双重呼吸”的定义。然后，继续引导学生思考：鸟类的这种呼吸方式对其飞行有何好处？这样一步一步地分析，再让学生最后进行综合归纳出结论，不但提高了学生科学思维力，而且也可使学生了解各部分知识的逻辑关系，训练学生的科学思维。

又如，在“鱼类”一课中，为让学生了解鱼在水中的运动情况，教师可把一条活鱼放在盛水的玻璃缸中放于课堂前面，让学生观察，然后提问鱼的运动器官是什么？它如何控制鱼的运动方向？而在学习细胞吸水和失水的原理时，教师可分别在清水和盐水中放入同样大小的胡萝卜，放于教室前面。一段时间后，学生称量两块胡萝卜的重量，并用手触摸两块胡萝卜的硬度，然后提出问题：为何两块胡萝卜的硬度亦发生改变？由于是学生亲眼所见，亲手所试，所以会富有兴趣地去思考教师的问题，从而起到诱发学生思考，达到培养和训练学生科学思维的作用。

2.2 鼓励学生改进实验，激发和锻炼科学思维能力

改进生物实验是激发学生学习兴趣，活跃和提高科学思维能力的一个策略。在生物实验教学中，因为各地具体情况的不一致，教科书中的不少实验和实验材料都有一定的改进空间。

例如，做“矿质离子交换吸附”和“植物细胞有丝分裂”实验时，培养洋葱根尖，教师要求学生回家尝试有没有除书本水培法外的其他方法。经学生的多次尝试，发现可用湿沙培养洋葱根尖，效果比教科书所示的方法要好，而且还避免了要经常换水的麻烦。鼓励学生对生物实验进行改进是一种培养和发展学生的科学思维能力的有效措施。当实验基本操作完成后，教师可再鼓励学生用别的材料重复这个实验。学生用黄豆芽、绿豆芽、葱根等做实验，也一样有部分学生获得成功。学生重复自己改革的实验获得成功后，感受到了成功的喜悦。若实验失败，教师则可引导学生分析实验失败的原因，锻炼学生的科学思维。

又如，在进行“种子的萌发需要的外界条件”这个实验时，教師经常按照教科书的实验操作步骤把一种种子分别放于不同的外界湿度、不同温度和有无被水浸泡的条件中进行实验。笔者则是让学生用多种种子进行实验，观察种子萌发的情况。学生发现.绿豆种子可以在水下也出现萌发的状况，跟实验前认为的种子完全泡在水下不会萌发的设想不一致！这时，教师马上引导学生进行思考分析其中的原因，让学生明白种子萌发需要的空气是“足够”即可，不需要完全暴露于空气中。这就是应用从一般到特殊和从特殊到一般的方法来认识物质及其变化规律，通过实验的改进，锻炼了学生的科学思维。

3 运用横向比较方法，培养科学思维能力

分析、比较是思维训练的一种方法。在教学过程中，由于新知识的涌现、新概念的引入，这些知识间既有联系又有区别，所以学生在使用时容易混淆。教师应经常将易混淆的概念有意识地提出来，让学生学会运用横向比较的方法，找出不同生物现象中共同点和不同点，以培养和提高学生科学思。

例如，比较有丝分裂和减数分裂的异同，教师引导学生填写表1，找出两种分裂方式的异同。

又如，在学习种子的结构时，关于单子叶植物与双子叶植物的种子结构异同，教师也可以通过引导学生列表进行横向比较（表2），从而得出种子结构的相同点和单、双子叶植物种子的不同点。

教师指导学生运用横向比较的方法进行学习，运用了归纳（从特殊到一般，即从个别的事实推出一般结论）和演绎（从一般到特殊，即从一般到个别）的思维训练方法，可以有效地提高和培养学生的科学思维能力。

4 巧用解题练习，培养科学思维

练习是思维能力训练的主要载体。解题是使学生牢固掌握所学基础知识和基本技能的重要手段，解题过程中的情景分析和解题方法上的思维训练是培养学生科学思维能力的有效途径。生物学是来源于生活实践的一门科学，因此很多题目与人们的生活密切相关。学生解答出一道题，就好像解决了生活中的一道难题一样，从中获取了不少生活实践的知识，科学思维能力也能得到锻炼。例如，高中生物有关的遗传内容的题目因涉及遗传、生育男孩女孩的机率、后代患某种遗传病的机率等人类自身的问题，贴近生活实际，学生很有兴趣。而这类题目都有一定的难度，遗传机率的计算题很注重过程分析，能强化思维训练，故能提高和锻炼学生的科学思维能力。

高中生物有关遗传规律内容的题目中，有相当一部分是关于作物果实或种子基因型、表现型的推断和计算，具有一定难度的。但由于这类题目涉及农业生产方面的知识，可谓一举两得。例如，高茎豌豆与矮茎豌豆杂交，F1代是高茎，而F2代却又出现高茎与矮茎，且为3：1，黄色圆粒豌豆与绿色皱粒豌豆杂交，F2代产生新黄色皱粒和绿色圆粒。可见，自然界中神奇的生物现象是可以在生物练习题中反映出来，就像魔术一样吸引着学生，激励他们去解答一道又一道难题，从而使学生的创造性思维在不断的练习中得到提高。学生在解答生物习题时就像在解决生活中的问题一样有较强的成功感，这些是数理化等学科的习题所不能比拟的。

总而言之，教师通过以上措施，能有效地提高和培养学生的生物核心素养中的科学思维能力，学生掌握基本知识和技能的同时，发展其科学思维能力，以有思考价值的问题来激发学生的思维欲望，从中获得启迪，提高科学思维的能力。学生在质疑、释疑中学会科学思维;在自主探究中訓练科学思维;在练习解题中锻炼科学思维。

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