科学思维在高中生物学影响因素小专题复习中的运用

四川 宋祝融

(作者单位：四川省遂宁市卓同国际学校)

高中生物学在进行专题复习时，由于知识点相对零散，学科内容相对较多且联系生活非常广泛，学生在复习的过程中往往只注重对具体知识的强化记忆，对知识所承载的思维方法的训练不够重视，科学思维素养还有待提升。《中国高考评价体系》指出，利用真实情境考查学生灵活运用知识的能力，允许学生多角度、全方位、全面性答题，通过习得的科学思维能力，从解题过渡到解决问题。在专题复习中，以一个核心能力为训练目标的“小专题”复习更能够起到“贯通复习” “触类旁通”和“举一反三”的作用。高中生物学中有许多的生命活动会受到内部因素与外部因素的影响，笔者通过对教材内容的全面整理，归纳了一个个“小专题”，通过“小专题”对学生进行思维训练，能够起到双重效果，让学生在解决问题的新情境中获得更好的效果。

“内外因素论”是心理学家用因果关系推论的方法，从人们行为的结果寻求行为的内在动力因素。“外因”是事物存在和发展的外部条件，“内因”是事物发展变化的内在原因，即事物内部的矛盾性。“内外因素辩证思维”在高中生物学专题复习过程中的合理运用，能够提升学生全面性的科学思维能力和多方向的科学思维能力；提升学生思考问题的严谨性和逻辑性；提升学生看待问题的能力；同时拓展师生对于生物学知识的深度认知，使学生不仅能看到生物学现象的本质，更能学会利用其本质，通过改变影响因素等为自己所用，为学生形成长久的科学思维能力奠定基础，为学生形成可持续发展的高阶思维能力奠定基础。

1.动植物生命活动过程的内外影响因素分析

高中生物学中有很多的生命活动过程，每一种生命活动过程都具有特殊性。要保证生命活动过程的顺利进行，必然需要具备相应的条件，要满足内在的生理结构完整、外在的条件适宜。教师可以将这些生命活动进行“升级”和“整合”，加上逻辑思维的链条，建构一个动态的过程，让学生遵循科学思维的方法，以逻辑为“路径”充分强化学生解决新问题的能力(表1)。

表1

针对以上生命活动过程，学生在学习过程中或教学考查中可能会遇到一些较为经典的问题，教师可以引导学生对这些典例问题进行分析，错误归因并找出破解的方法，进而对这些问题进行针对性的训练(表2)。

表2

2.生产、生活、实践的内外因素分析

2.1基因突变的原因

内因：DNA分子复制偶尔发生错误、DNA的碱基组成发生改变等原因自发产生。

外因：物理因素、化学因素、生物因素(表3)。

表3

2.2泡菜品质的影响因素

内因：原料的种类。

外因：发酵的时间、温度、调味料的种类和数量。

2.3腐乳风味影响因素

内因：豆腐含水量的不同、加入的辅料不同。

外因：发酵的条件不同，包括发酵的温度和时间。

2.4影响加酶洗衣粉洗衣效果的因素(表4)

表4

当分析主体变为两个时，不仅需要分别对两个主体的内因进行分析，还需要对连接两个主体的外部条件进行具体的分析，进一步训练学生的逻辑思维。例如，根据生态系统中分解者的作用，若要采用生物学的方法处理生活垃圾，在确定处理生活垃圾的方案时，通常需要考虑的因素可概括为三个方面：分解者的分解效率、生活垃圾的成分、分解者的培养条件。生活垃圾的处理包括两个主体：分解者和生活垃圾，而连接两个主体的因素就是外因，这一分析思路和加酶洗衣粉的科学思维是高度相似的。

3.物质的提取和分离有关的影响因素分析

高中生物学中有关物质的提取和分离实验中，对于实验结果的误差分析一直是教学中的难点，笔者分析学生的思维历程发现，根本原因是学生没有建立任何的思维逻辑，只是在“背”实验现象，知识没有贮存在脑海中，就不能做到全面而透彻的分析、理解。此时教师就需要构建一个逻辑线条，引导学生多次进行条理分析，进而提升学生的逻辑思维能力。

3.1滤纸条上色素带颜色过浅的原因(表5)

表5

基于表5的分析，教师可以重新设计问题对学生进行相应能力的培养(表6)。

表6

3.2胡萝卜素提取的影响因素

内因：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量。

外因：(主要因素)萃取剂的性质和使用量、萃取的温度和时间。

3.3橘皮精油的提取影响因素

内因：橘皮的种类和数量。

外因：蒸馏的温度和时间、橘皮的处理(如干燥去水，防止压榨时滑脱)。

3.4血红蛋白的提取影响因素

内因：红细胞的数量和种类。

外因：离心的速度、洗涤的次数、透析的时间等。

对于物质的提取和分离实验中，含量的变化分析，可以从来源和去路上进行动态分析，按照教材实验取材、分组和实验操作过程的逻辑分析影响物质含量的因素，进而达到动态分析的有效效果(表7)。需要特别注意的是分析物质提取过程中特有的药物、试剂、操作等对实验结果的影响。

表7

4.高中生物学中涉及动态变化的影响因素分析

4.1种群数量的动态变化

内因：决定种群繁殖特性的因素。

外因：影响种群动态的食物、天敌、气候等。

4.2影响群落演替的因素

内因：种内关系和种间关系。

外因：气候变化、土壤变化、动物作用、人类活动。

4.3内环境变化的原因

内因：体内细胞代谢活动的进行。

外因：外界环境因素的变化。

4.4内环境稳态遭到破坏的原因

内因：自身的调节功能出现障碍(表8)。

外因：外界环境变化过于剧烈。

表8

合理地运用科学思维，可以帮助学生进行系统化的比较分析、归纳分析；深度理解内因才是根本，外因是依托于内因起作用的。加强对上述“小专题”的分析，可以帮助学生“一分为二”地对待问题，因为任何事物都需要“一分为二”地看待和剖析；可以帮助学生解决生活中的实际问题，提升学生认识事物发展变化的能力；还可以帮助学生学会抓住影响事物的主要矛盾，在学习实践中提高效率。生物之间具有或多或少的联系，对于特定的生物学现象或者过程而言，它的内部要素和许多事物都会有联系，教师可以引导学生分析某一现象或过程的影响因素包括哪些、它们的影响程度有什么差别、各个影响因素之间存在怎样的相互作用，人们在具体的生活实际中可以如何协调、利用这些影响因素，使学生学会动态分析问题和解决问题的能力，这样可以取得较好的专题复习效果。将同一类问题进行归类整理，让知识条理化、网络化，更有利于学生对知识点的理解和运用，同时也可以提升学生学科核心素养中科学思维能力，进一步提升专题复习的效果。