在高三生物复习课中发展学生的科学思维

娄子林

科学思维是生物学核心素养之一。通过对课程的学习，学生需要形成科学思维的习惯，能够运用已有的生物学知识、证据和逻辑对生物学议题进行思考或展开论证。历年高考对学生思维能力的要求尤为突出，科学思维是学生解决生物学问题的关键能力。本文中，笔者以“生长素及其生理作用”复习课为例，探索在复习课中如何发展学生的科学思维。

一、课例分析

（一）分析原因，归纳概括

科学思维是基于客观事实来分析问题的思维方法，思维过程中要求学生有严密的逻辑推理能力。在复习课教学中，教师针对生活中的现象设置“分析原因”类型的问题，既能了解学生对所学知识的掌握情况，做好学情分析，也能培养学生的科学思维。

活动一：思考并回答下列问题。

问题1：单侧光照射下，植物朝向光源方向生長的原因是什么？

问题2：判断图1情境下胚芽鞘的生长情况，并分析原因。

问题3：把植物横放之后，根向地生长的原因是什么？

案例分析：以上三个问题都需要学生分析并表述生活中某些现象产生的原因。学生在阐述的过程中需要运用已学知识来归纳概括。问题1引入课题;问题2深入分析单侧光对生长素分布的影响。通过这两个问题，教师可以进一步引导学生归纳生长素的化学本质、主要合成部位、运输和分布等基础知识，为本节课的学习奠定基础。对问题3的分析能引入“生长素作用具有两重性”这一重难点内容。

（二）构建模型，解读曲线

将生物学问题以数学模型的形式来呈现会更加精准与直观。在教学中，教师要引导学生推理分析问题，构建模型和分析模型是科学思维的重要方式。在本节课教学中，“生长素作用的两重性”这一内容就可以用数学模型来展示。

活动二：请绘出生长素作用两重性的曲线图，并解读其中各点和线段代表的含义。

绘出曲线图如图2所示，解读其中各点和线段代表的含义如下：

AB段：随生长素浓度升高，对植物生长的促进作用逐渐增强;

B点：在最适生长素浓度下促进植物生长的效果最好;

BC段：随生长素浓度升高，对植物生长的促进作用逐渐减弱;

C点：既不促进生长，也不抑制生长;

CD段：随生长素浓度升高，对植物生长的抑制作用逐渐增强。

案例分析：曲线类数学模型非常直观，可以帮助学生找到思维的依据，形成信息转换的思维模式，减小知识本身抽象带来的难度。学生运用已学知识自主构建生长素作用两重性的模型，然后依次解读各点和线段代表的含义，能帮助自己更好地理解两重性的含义，突出本节课的重点。

（三）批判思考，运用提升

对生物学知识的学习最终的落脚点是运用其解决实际问题。在生产、生活中，生长素作用两重性的原理如何运用，有哪些需要注意的问题，是思维推导的最终目的。对事物的分析评价是批判性思维的重要内容，在本节课的教学中，教师可以巧设案例，让学生进行分析评价，培养学生的批判性思维。

活动三：小组讨论并评价实验方案，回答问题。

某小组为探索“萘乙酸（NAA）促进富贵竹生根的最适浓度”进行如下实验：①随机选取五枝富贵竹枝条，编号A、B、C、D、E五组;②将五组枝条的下端分别浸泡在表1所示的溶液中，处理1天后在相同且适宜的环境中培养;③一段时间后，观察五组枝条的生根情况，统计每组枝条的生根数量。实验结果如表1：

1.该实验方案是否有需要修改的地方，如何修改？

2.以上实验结果是否表现出NAA作用的两重性？

3.根据以上结果能否确定NAA促进富贵竹生根的最适浓度？

案例分析：此实验设计案例的错误涉及缺少对照，缺少重复实验，没有遵循单一变量原则和没有预实验导致浓度设置不合理。活动三让学生找出实验设计中的不足，可以帮助他们复习实验设计的基本原则。同时，学生也要发散思考和批判思考才能找准实验设计中的不足之处，对训练思维能力起到很关键的作用。1、2两个问题是对前面学习的“生长素作用两重性”的应用分析，检验学生在构建模型之后是否能将知识运用于解决实际问题。

活动四：小组讨论并评价实验方案，回答问题。

另一小组为探索“萘乙酸（NAA）促进富贵竹生根的最适浓度”在正式实验之前进行预实验，结果如表2：

1.以上实验结果是否表现出NAA作用的两重性？

2.B组和C组平均生根数量相同，是否是实验操作错误导致的？

3.根据实验结果如何确定最适浓度的范围？

案例分析：活动四是对活动三学习效果的检验和进一步深化。对预实验的评价分析关系到学生是否能找准促进生根的最适浓度。B组和C组浓度不同，但是作用效果相同，说明其在对应最适浓度的两侧。最终，学生学会找准生长素促进生根最适浓度范围的方法，达到思维的最终目的，突破本节课的难点。

二、讨论

在这一课例中，学生的思维经历“事实分析-归纳建模-实践运用”三个阶段。第一阶段学生从客观事实和现象出发，找到思维的起点，分析现象背后的原理;第二阶段将相关的知识和原理转换成模型，学生在了解生物学基本概念及原理后，通过模型既深化了对生物学知识的理解，又培养了信息转换的思维能力;第三阶段学生将相关原理运用于解决问题，回归思维的目的和意义。整节课的三个阶段是一种认识事物的思维模式，在每一个阶段，又分别侧重归纳概括、模型与建模、批判性思维。阶段与整体协调配合，学生在活动中逐渐能感受和形成科学思维方式。

复习课不同于新授课，是根据学生已有知识进行进一步的归纳、综合、深化和应用的过程，学生的思维起点较高。为保证能进一步发展学生思维，复习课教学中应注意遵循一定的原则：首先，教师要给予学生表述观点的机会，从而了解学生的知识基础和思维方式;其次，要为学生提供相互交流的机会，不同观点的碰撞才能帮助学生厘清思路;最后，是要创设具体的应用情景，避免思维变成空想。

◇责任编辑 邱 艳◇