基于科学思维素养的生物学试题分析与教学策略

“科学思维”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[1]。高考试题越来越重视考查学生的科学思维，因此基于已掌握的科学思维方法解答高考生物学试卷，不仅会帮助学生减少学业的压力，同时还会取得显著的成绩。教师应充分认识科学思维的重要性。那么，针对如何提升学生的科学思维素养，本文以高考全国卷理综生物部分试题为例，对生物学试题进行分析，为教师提升学生的科学思维素养提供教学策略。

一、回归课本，发散思维

教学离不开课本，让学生理解并掌握教材的内容，认识到生物学都是科学事实经过论证产生的，都是用一些简单的概念解释生命现象的。在生物学的学习中，对课本的知识点要融会贯通。要求学生不仅要知道这段话，更要发散思维，去理解这段话的核心概念，捕捉到知识点[2]。只有这样，才会在碰到真假命题时，不会乱了阵脚，准确地选择出心中的正确答案。

例如，高考生物卷有一道关于生物膜的结构与功能存在密切联系的考题，从中选取描述错误的选项，其中四个选项分别为：A为叶绿体的类囊体膜上含有ATP 合成的酶，B 为溶酶体膜破裂后会放出一种酶，这种酶会破坏细胞结构，C 为细胞的核膜具有双层膜的结构，物质可以通过核孔的通道进出细胞核，D 为位于线粒体外膜上的线粒体DNA，是一种既编码同时还参与呼吸作用的酶。本题正确答案为D。本题考查“概述细胞由质膜包裹，质膜能够控制物质进出，同时参与细胞之间信息的交流”这一重要概念。其中A 选项不仅考查学生对类囊体在光反应场所的抽象知识掌握，还考查了对光反应过程的联想。光合作用是生物学的重点知识，光合作用过程中既包括了光反应，又包括了暗反应。在讲解本知识点时，不单单需要进行理论知识的讲述，同时还要结合生活实际，发掘学生的想象力，让学生可以完全理解该知识点。

例如考题考查学生对生物体内的DNA 常与蛋白质结合知识点的理解，以DNA-蛋白质复合物的形式存在为基本，从下面四个选项中找寻错误的答案，其中A 选项的内容是DNA-蛋白质复合物存在真核细胞染色体和染色质中，B 选项的内容是真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物，而原核细胞的拟核中没有DNA-蛋白质复合物。C 选项的内容是若复合物中的某蛋白参与DNA复制，该蛋白或许是DNA 聚合酶。D 选项的内容是若复合物中正在进行RNA 的合成，那么该复合物中含有RNA 聚合酶。本题正确答案为B。本题主旨是考查学生对审题的能力，其中的考点内容是生物大分子，DNA 复制和遗传信息转录知识点。

学生只有在理解、掌握核心概念后，才能够在脑海中迅速找寻对应的知识点，避免相似知识内容混淆，从而选出正确的答案。

二、运用概念，解释原理

学生在脑海里形成简单的生物学概念，通过理解简单的生物学概念，然后运用文字对生命现象做出相应的正确的合理解释”[3]。一些试题在题干中摆出事实或现象，要求学生通过对题干的理解，探求其所表达的原理和概念，并运用这些原理和概念对事实进行分析。作答该类题目，学生首先要从事实中选择有效信息，并运用信息探求其隐藏的原理；其次运用这些原理和概念对事实进行分析，找出正确答案。

例如在2018 年全国卷Ⅰ高考理综生物卷29 试题中，就体现了运用生物学对简单的生态生物现象进行解释说明。高考真题中有一道题是这样的，捕食者通过比被捕食者更快速的奔跑来获得捕食猎物的机会，被捕食者和捕食者的某一方面进化都能促进对方发生很大的改变，这种现象在生态学上称为共同进化。生态学家斯坦利“收割理论”的核心，食性广捕食者的存在有利于增加物种多样性的产生，在此过程中，食性广捕食者增加物种多样性的方式是捕食者会捕食数量多的物种，从而为其他物种提供了生存的机会。

教师应尽量把教学内容问题化，创设有层次性、逻辑性的问题情境，利用问题驱动发展学生的思维，让学生围绕问题，运用概念，解释原理。

三、归纳概括，论证推理

一些高考试题要求学生在特定的新情境中，采用适当的科学思维方法揭示生物学规律或机制，并选用适当的方式表达、阐明内涵，确定其适用的生物学原理和规律。在面对生活中与生物学相关的问题作出决策时，利用多个相关的生物学大概念或原理，通过逻辑推理阐明个人立场。

例如在2018 年高考真题中，有一道题是针对如果DNA 分子发生突变，那么引起编码血红蛋白多肽链的mRNA 序列中一个碱基被替换，但并未引起血红蛋白中氨基酸的序列发生改变，可能是因为遗传密码突变前后，血红蛋白多肽链的mRNA 上相应的密码子对应同一种氨基酸，本题也就是针对密码子的简并性这个知识点的考查。

教师在日常教学中要指导学生紧紧抓住句中的关键词或关键句，采用归纳的方式方法概括生物学规律，对生命现象进行推测或解释，并阐明其核心内涵。在答题时表述严谨，推理严密，避开题目中的误区，做出正确推理。

四、小结

生物学的知识点多且杂，需要教师在授课过程中做到因材施教，善于结合生活举例子，帮助学生建立个人专属的科学思维模式。让学生在学习过程中发展科学思维，能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括，模型与建模，演绎与推理，批判性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律。发展科学思维不是一蹴而就，需要教师将科学思维的培养切实融入日常教学中，站在全面发展学生核心素养的高度，达成生物学教学目标。