浅谈高中生物备考中培养学生科学思维的做法

美国心理学家和教育家布鲁纳认为：学习的最好状态就是思维，而思维的核心要素是思维方式。“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。《普通高中生物学课程标准(2017 版)》在课程目标中明确地将科学思维作为生物学核心素养培养的目标之一，它是核心素养培养时代广大生物教师的价值取向和实践的选择。科学思维是培养创新思维的前提，但在普通高中生物学的教育活动中，还没有普遍认识到科学思维教育的重要性，教师忽视了对学生科学思维的培养，大多数学生学习障碍最多的就是科学思维能力不够强。本文以教材为本，培养学生归纳与概括的能力，提高学生理解并运用假说-演绎法的能力，发展学生的批判性思维，提高了课堂的教学效果。

一、以教材为本，培养学生归纳与概括的能力

教材是学生学习的主要资源，是教师传授知识与技能的良好介质，高考是考查学生知识、能力、情感是否达到要求的一个重要手段。归纳与概括是新教材第一个重点介绍的科学方法，就是希望同学们从学习开始就学会通过一系列事实推出一般结论。教材中也有大量的例子，分布在问题探讨、探究·实践、思考讨论、文中插图等栏目中，通过设置情景、摆事实，再通过问题提示，步步引导同学们归纳与概括出有关的结论。高三备考过程中要以教材为本，充分利用教材，进一步培养学生的归纳与概括的能力，由依靠老师概括出有关结论，逐渐过度到依靠自己，以事实为基础，以知识为根据，自主独立分析，得出正确的结论。例如：新教材P106 拓展应用题，我们可以引导同学们看图分析某种绿色植物叶片光合作用的曲线，分析相关的问题情景，再而由同学们自己尝试归纳总结出：光照强度是影响光合作用速率的环境因素，在一定光照强度范围内，随着光照强度的升高，植物光合作用速率随着升高，光照强度过高反而使光合作用速率降低。当然，文字总结概述不能一蹴而就，需要长期的训练，所以进入高考备考，就要重视语言的描述能力培养，从基本事实、基本概念、原理、规律入手，通过学生自我描述，解释生命现象等方式，让学生运用生物学的知识，对有关的情景、生活现象进行归纳概括，形成合理的结论。

二、模式训练，提高学生理解并运用假说-演绎法的能力

假说-演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，它包括发现问题→提出假说→演绎推理→实验验证→得出结论等多个步骤。假说-演绎法是教材中重点介绍的实验方法，孟德尔豌豆杂交实验(一)、孟德尔豌豆杂交实验(二)、摩尔根证明基因在染色体上的实验、DNA 半保留复制的实验等都应用了此方法，这也是高考中考查学生思维逻辑能力层次的一个重点考查知识，也是学生学习过程的一个难点。备考过程中，我们可以组织备课组老师在此类类型题上反复研究，形成解题、分析问题的模式，破解解题难关。例如：我们可以把判断基因的显隐性、判断基因在染色体上的位置(基因是伴X 染色体遗传还是位于常染色体遗传，基因是伴X 染色体遗传还是X、Y 染色体同源区段的遗传，基因位于常染色体上还是X、Y 染色体同源区段上)等各种类型题的解题思路整理出来，并搭配典型例题，通过针对性训练，启发引导学生悟出解题思路和方法，把方法内化为自己的东西，做到解题时思维程序化，答案模板化，语言专业化。

三、设置情景，发展学生的批判性思维

批判性思维是思维发展的高层次阶段。不少学生的思维水平在发展到此阶段时常遇到很多困难，导致思维水平提升的停滞。批判性思维发展的基础是大胆质疑和挑战已接受的结论，不轻易相信权威，不盲目跟从大众。纵观历史，人类社会每一次科学的大发展都与科学家大胆质疑有关。因此，教材中也列举了大量科学发展史中的经典案例。例如：必修2 中第3 章第1 节《DNA 是主要的遗传物质》一课的教学内容，就是批判性思维培养的经典材料。从对遗传物质的早期推测认为蛋白质是遗传物质，到肺炎双球菌体内和体外转化实验通过实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战，再到对艾弗里实验提纯蛋白质最高纯度也含有0.02%的蛋白质的实验结果表示怀疑，而结合现代科技设计了更为严谨的科学实验——噬菌体侵染细菌的实验，证明DNA 才是真正的遗传物质。人们一步步揭开遗传物质的本质，对于遗传物质的认识同抽象到具体，得益于不断质疑经典，不轻易相信权威，是基于科学的实验设计和严谨的科学探究。质疑并非否定全部，而是理性吸收，对结论批判性分析，以寻找更真的答案。高考备考的过程中，我们要鼓励同学们大胆提出问题、并基于事实根据(证据)分析问题，描述出自己的观点，潜移默化地培养、训练同学们的批判性思维，并设置相应的情景来加以强化，形成批判性思维习惯。例如：以教材中的资料进行设计，以人类基因组计划(HGP)为知识背景，让同学们搜集资料，由正方(正面效应)和反方(反面效应)加以辩论。同时可以结合时事加以设计：新冠疫情开始流行之时，卫生部门为什么没法准确判断病毒能够人传人，你的依据呢? 也可在试题设计时设计一些描述观点和依据的题目，形式如：你认同这样的观点吗? 说明你的依据。你认为这样的操作是否正确，请加以说明……等等。

生物学教学和高考备考中，我们要摒弃“基于教辅的学习”而应该走向“基于素养评价标准的学习”，要重视科学思维的考查，优化教法，提升能力。通过抓实文字描述能力的训练，及早渗透实思维能力的核心素养培养，挖掘教材中隐藏的科学史细节或学科知识生成的背景，变新情境，加大训练学生的思维量及思维的深度，提高学生的科学思维的能力，从而提高课堂的教学效果。