基于核心素养的高中生物科学思维培养论述

陈明明

摘 要：生物学科知识学习过程中，学生具备科学思维能力，其能够保持理性态度看待生物知识，并将学习到的生物知识熟练运用到日常生活当中，有效解决生活或生产问题。文章在教学理论与教学案例结合的方式下，对核心素养下培养高中生生物科学思维的内容进行了探究，然后阐述高中生物核心素养教学目标的演进过程，最后阐述具体的科学思维培养策略，期望充分发挥出科学思维在高中生物中的思维引导效果，提升高中生物教学质量。

关键词：核心素养;高中生物;科学思维

一、 引言

在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（下文简称《高中生物新课标》）中明确提出，核心素养是促使学生向着具备德、智、体、美、劳全面能力的主要教学目标，新时期开展生物学科教学，不但要将生命观念的真谛传授给学生，也要将其科学思维培养起来，从而促使学生在兼具科学探究精神的同时，也用于承担社会责任。《高中生物新课标》将核心素养纳入生物学科教学的重要内容当中，也将科学思维培养作为教导学生学科知识的主要方向。下文将结合北师大高一生物教学实践，讨论科学思维培养的策略。

二、 相关内容概述

所谓的科学思维，主要是指人们秉承科学思想，整理和收集证据资料，坚持以严谨和务实的态度看待事实，并以认真求知的态度来探索事物的本质，从而掌握正确认识事物的方法，并形成有效解决事物的习惯和能力。科学思维符合现代社会人们认知事物的规律，其具备明显的逻辑规则，形成科学思维，才能够秉承客观思想来分析事物发展的规律，并且以严谨的逻辑思维来对事物的本质进行推理，最终获取关于事物的准确结果。

高中生物知识学习过程中，虽然知识内容是在初中生物知识的基础上进行的延伸，但和初中生物相比，高中生物的难度不断加大，这也对学生提出更高的思维要求。教师重视对学生科学思维的培养，促使学生加深对各项生物概念的记忆，并且能够乐于探索生物知识的原理或规律，学生能够激发学习生物的兴趣，并且养成探究生物知识的良好习惯。高中生物从学科特征上来看，其具备科学的本质，因此，引导学生形成科学思维，能够帮助学生进一步理解和学习生物知识，促使生物教学任务和教学目标能够独立完成，学生也能够真正掌握生物知識的精髓，有效提升学习效率，并提升生物学科的核心素养。

三、 高中生物中核心素养目标的演进过程

学科教学过程中，教材是教学工作的主要辅助工具，也是知识内容的重要载体，高中生物教材当中最初所设定的教学目标是三维目标，要求学生需要理解和掌握生物知识内容，也需要具备生物方面的技能，基于知识与技能，来达到培养学生三观的目的，从学科方面入手，高中生物教学具备科学素养价值，而生物学科之所以被称为生物学，主要在于其所研究的内容均属于自然界的生命，属于独立且相对的发展体系，生物学科本身具备独特的思想。《高中生物新课标》为了迎合人们在生物学科方面的探索需求，用核心素养目标取代了传统的三维目标，更新教学内容的同时，对学习目标进行了再次甄选，在核心素养中融入了学科的概念，进而更加富有结构性的开展课程授课。此时生物教学工作以特定的主题为教学引领，教学内容更具情景化，在该种教学背景下，生物学科的科学素养能够快速被落实。新课程改革以后，学生的学习状态更受关注，教师在课堂上提倡学生参与课堂活动，促使学生能够具备积极主动学习的意识。学生在参与课堂活动期间不仅能够锻炼实践能力，也能够形成科学思维素养，其加深对生物学科知识概念的理解，也能够有效利用生物理论知识解决现实问题。

四、 高中生物中基于核心素养的科学思维培养策略

生物学科当中的科学思维是建立在探究生物事实的基础之上的，需要利用各种证据进行知识归纳与概括，通过对生物规律的推理和演绎，最终明确生物现象及本质。下文将从新时期生物教学工作开展的角度，阐述高中生物在核心素养状态下所开展的科学思维培养策略。

（一）注重生物模型建构

生物教学过程中，模型建构是解释生物客观事实的重要基础，在模型建构的情况下，学生能够进一步掌握生物规则，并且加深对生物规律的理解。为此，可以将生物模型的建构作为培养学生生物科学思维能力的主要方法。从核心素养的角度来看，生物学科教学主要是在学校教学资源的基础之上将生物当中所形成的问题予以解决，此时如果所使用的教材存在与生活实际情况脱节的情况，则无法以知识内容来吸引学生，更无法让学生在学科知识的学习中逐渐产生情感价值，此时对学生的思维能力培养效果自然也会大打折扣。总体来讲，生物教学可以从学生在生活当中所积累的生物经验入手，采用体验式学习的方式，建构生物模型，为学生营造更具实践性的学习环境，从情感上引起学生的共鸣，从而提升学习效果。例如，在北师大版高一教材中有关于《真核细胞的结构》的教学内容，该课程中主要了解细胞的膜结构情况，此时就可以构建关于细胞的三维结构模型，并且为学生展示细胞结构以及细胞的组成情况，学生从细胞的模型上了解细胞的化学组成，其能够更加形象且立体地在脑海中建构细胞相关知识印象。具体来讲，先按照科学家在生物细胞膜结构方面的探究历程展开学习，教师将学生划分为不同的学习小组，并且要求小组成员利用橡皮泥磷脂分子来进行细胞模型制作，此时学生会先掌握模型的亲水端和输水端。之后，教师则按照演绎法的教学理论，引导学生对磷脂分子的两层分子排列情况进行研究，了解细胞的结构情况。模型建构完成以后，学生能够对细胞结构的输水端和亲水端加深了解，并且掌握细胞当中输水端的长碳氢链结构。最后，教师对模型结果展开分析，并采用教学演示的方式概括性描述本次细胞结构的建模结果，引导学生深入掌握真核细胞结构知识。

（二）运用生物思维导图

一直以来，思维导图都是帮助学生建构生物知识的主要辅助工具，也是促使学生形成能力体系的重要支撑。高中生物知识学习期间，需要建立起明确的形象思维，从而发挥学生的观察能力和想象能力，进一步培养学生的科学思维能力。思维导图的类别有很多，其中知识树、概念图以及问题树等都成为思维导图构建过程中的重要图示内容，促使学生采用结构化的思维进行思考，将辩证理念融入思维方式当中，有效提升科学思维水平。教师在利用生物思维导图期间，可以采用如下措施：注重观察和理解，掌握高中生物教材当中图形和文字的描述，结合图形与文字的方式将原本抽象的生物知识转化为形象的知识理念，促使学生加深对生物知识的印象。图像的记忆方式能够有效提升知识记忆效率，但也会导致学生对知识的理解局限于图像层面，因此，图像记忆本身属于浅层记忆。而生物知识的核心理念当中要求学生采用深层次的理解方式来对学生进行结构化的思考，也就强调了对生物知识的深层理解。为此，教师可以注重采用科学方式对学生的思维能力进行锻炼。例如，北师大高一生物教材当中有关于细胞代谢的知识内容，此时教师可以结合课本当中关于细胞代谢知识的描述和图示，引导学生对知识内容进行观察，仔细品读细胞代谢相关知识，并以图示的方式进行细胞代谢知识的形象记忆。之后教师可以利用板书的方式开阔学生的思维，通过板书图示的构建，促使学生在脑海当中形成关于细胞代谢的概念，并且形成网络化思维导图，其能够掌握到细胞代谢知识的精髓，并且对细胞代谢相关概念进行深化，对细胞学的整体知识产生更加宏观的认知。