高中生物教学中培养和提升学生科学思维的措施分析

李晓兰

摘  要：高中生物教学中，科学思维作为重要的组成部分，其重要性不容忽视。教师在进行课堂教学时应将培养和提升学生科学思维作为工作重点。文章从新课标的要求出发，分析了目前我国高中生物学习现状以及影响因素，提出相应策略建议，以帮助提高高中生对生物学知识理解与掌握、促进高中生形成良好生活习惯等方面。文章结合实际情况指出当前高中生物课程中存在的问题，强调教师在进行课堂教学时应注重培养和提升学生科学思维水平。

关键词：高中生物；生物教学；创新意识；思维水平；学科建设

高中生物教学中，教师在组织学生进行知识学习的过程中，需要注意培养学生的科学思维。首先要根据教材内容和实际情况来安排相关概念、原理等基礎性问题；其次是通过分析案例得出结论并总结规律；最后就是利用逻辑推理对抽象理论知识点做出解释说明与补充说明，以及运用实验方法，将抽象化的生物模型变得具体可操作化，让学生对所学到过的生物现象和相关知识进行验证分析，从而提升学生科学思维能力水平，更好地培养出生物学科人才。

一、高中生物课程的科学思维

（一）高中生物课程科学思维的内涵

科学思维是指对客观事物的认识、评价与分析，以及做出判断和决断时，从整体上把握并运用数学方法，在解决问题或学习中，通过逻辑推理得出结论。高中生物课程内容涉及大量知识点，例如细胞的基本结构、功能等学科领域，都需要用到生物学原理及相关理论基础知识，来帮助学生理解掌握这些基本规律性概念及其科学性质。再如细胞的物质输入与输出等等方面，都是以一定的思维方式进行思考和判断才得以实现科学化的发展过程。

科学思维是指对客观世界的认识、思考和判断，经过理性分析，通过逻辑推理，得出结论。在高中生物课程中，培养学生科学思维要求教师要从实际出发。高中生物学习成绩评价方式：首先根据学情制定具体可行的学习目标；其次由教师给出合理建议并提出自己认为可改进意见及方法策略；最后让同学们对知识进行归纳总结及复习反思等活动来提高其综合素质水平，从而提升教学效果和质量。

（二）科学思维的理论基础

1. 认识-发现学习理论

对学习理论的研究，可以帮助我们更好地理解和掌握生物知识，提高学生科学思维能力。首先要认识到生物学科是一门以实验为主、应用性强且具有很强实践教学意义的综合性自然科学；其次在了解了相关概念之后才能正确合理地运用该门课程内容进行实际操作；最后教师应该引导学生对生物学有更多深刻认知后，再开展具体学习活动过程，使其理解和领会新知识与旧知识相互融合，并将所学的理论联系到生物学科的实践中。

2. 多元智能理论

多元智能理论认为，人在社会上，具有一定的个性，并且有多种能力，这种不同可以通过各种方法来实现。首先是学习者个人特征、学生的学习风格和兴趣爱好、自身知识水平以及对生活中事物认识程度等，都会影响到他们对某一门学科或一类课题所持观点；其次就是教师因素，如果老师能够很好地了解并把握高中生物教学内容与目标及学生认知规律，那么在课堂上就可以轻松有效地向其传授相关理论。

多元智能理论认为，个体的智力发展是由多种因素共同决定，如人与环境、人和社会等。在生物教学中实施多元化教学模式有利于学生对各方面知识进行综合运用，也有助于教师针对不同层次学生制定合理的课程内容及学习方法，帮助他们理解科学思维策略，并能够灵活应用各种学科解决相应问题，使课堂更加活跃生动起来，让每一个同学都参与其中提高自身的创新能力以促进多元智能理论发展完善，为生物教学改革提供思路和方向。

多元智能理论认为，人通过自己的努力学习，掌握一定的知识，并能够将其运用到实际生活中。在高中生物教学过程中应注意以下几个方面：一是要重视学生对自身认知结构和思维能力等内容进行有效地建构；二是要注重培养学生逻辑推理、抽象概括与判断归纳以及创新性意识等多方面素质；三是注意关注学科之间相互联系与渗透问题研究方法、理论基础及规律的探究，促进多元智能理论体系构建。

二、高中生物教学中存在的问题

（一）课程教学有效性不强

高中生物课程中，教师虽然在一定程度上重视了学生的思维培养，但是部分教师对教学内容理解不够透彻、把握不全面或者偏颇，造成课堂氛围沉闷。例如有一些老师为了提高自己的升学率和自身素质水平，利用多媒体进行讲解时，只是单纯地照本宣科；还有些教师则将重点放在介绍教材知识点上而忽略了科学内涵。这就导致学生在学习生物课程时会出现“死记硬背”现象，对生物学习失去兴趣、丧失信心等问题。

首先，在高中生物课程中，教师对学生的引导较少，导致课堂氛围不活跃；其次就是教学方法单一。由于高中阶段是人脑发育最快、学习能力最强的时期，因此老师会根据教材内容安排一些学生感兴趣，且要一定知识基础和实践经验相结合，而又能灵活运用到实际生活中去解决问题，或进行创新探究活动等方式来培养高素质人才；最后在生物课程中教师只注重对理论知识的讲解，忽视了课堂上所学过或者没有学到更多关于科学思维方面相关内容。

（二）课堂教学生硬

在高中生物教学中，教师的课堂教学模式是以知识为主导。对教材内容进行整合后，将课本上的章节、习题与课外实践活动相结合。例如学习“细胞”时可以让学生自主探究课本上所涉及哪些方面、怎样才能把书本知识和生活实际联系起来……而这些都是需要我们进一步研究探讨和分析解决出来问题，才能够实现的结果；在教学过程中要注意对课堂教学进行适当性指导，并结合教材内容组织相关讨论会及实验设计等活动。

高中生物教材以实验为主，学生在课堂上，主要通过课本学习的方式进行知识传授。教师可以采用分组教学、小组讨论等形式，让不同层次水平的同学都参与到老师组织和讲解中。比如对一些比较抽象或者难以理解的内容可采取合作探究式方法，而那些较为复杂且难度较大较高或需要掌握更多生物科学常识时，可借助多媒体手段来帮助学生完成课堂任务，如教师将生物学原理讲得比较清楚后可以采用分组教学、小组讨论等方式进行知识点传授。

三、基于科学思维培养提升高中生物教学课堂效果的实践

（一）重塑教学体系，打造师生相互信任尊重的教学课堂

高中生物教学是一门内容丰富、综合性较强的学科，在课堂中，教师应该重视学生思维培养，让每一个同学都能感受到老师对他们的关心。例如讲授“蛋白质是生命活动中主要承担者”一课时可以引导学生根据生活经验来分析和理解蛋白质组成及性质；讲解“细胞的能量供应和利用”一章节时就可利用多媒体技术进行图片展示等教学活动，从而获得有关信息。

高中生物的教学是一个系统化、复杂多变且较为困难的过程，所以教师在课堂上要注意培养学生科学思维，让他们对所学知识有深刻理解，还要注重教学内容与教材之间相互渗透。

（二）以生为本，建立生物教学知识体系

在高中生物教学中，教师可以引导学生从多个角度去分析问题，从而对知识进行深入理解。例如学习“细胞的基本结构”时就需要将“蛋白质”和“核酸”两个概念相结合。1. 了解了分子结构与蛋白质之间相互作用机理，通过研究基因序列、氨基酸等物质组成的关系来确定其生物学功能及规律性；2. 认识生物中存在的复杂性与多样性，如细胞内各种有机物生命活动的过程，以及它们在生物体体内起到的作用大小。

在高中生物教学中，教师要重视学生思维的发展，注重引导，使学生对知识有一个全面的了解。例如在“细胞的基本结构”一节课之前可以让同学们通过观察和分析来加深对蛋白质、核酸等相关物质的认识，也能培养他们动手操作能力以及科学探究意识；然后再进行实验过程中学生还需要根据具体情况选择合适的方法去解决问题；最后教师要注意启发性原则，引导学生自主思考问题并提出合理建议以促进生物思维发展。

（三）尊重科学发展历程，降低学生的记忆负担

高中生物知识的学习过程是一个复杂而漫长的历程，在这个阶段中，学生对生活经验和知识结构具有一定程度上的认知能力，教师要把教学内容与教材有机结合起来。比如讲解“基因”时可以根据不同种类动植物蛋白质组成、氨基酸构成等特点来引入相关问题进行分析；又如介绍“细胞的衰老和死亡”等内容时，可利用多媒体进行直观演示，比较衰老细胞与新细胞的形态，引起学生的直观感受，使他们更好地理解科学知识。

高中生在新知识的学习过程中，会经历不同的阶段，因此教师要根据学生认知规律和心理发展特点选择教学方法。例如对生物课程而言是以实验为主、理论为辅。教师首先可以先让学生了解到生物学概念以及相关基本原理；然后通过对教材内容进行分析总结后再将其应用到实际生活中去；最后还可以引导同学们多看课外书等方式来加深理解知识的深度，也可帮助他们更好地消化和掌握新知，从而达到提高科学思维水平。

（四）创设教学情境，以新闻事件为载体提升学生的生物学认知

高中生物教材中，以生活实例为基础，将学生的实际情况作为教学内容。例如在讲授“光合作用与能量转换”一课时，首先通过对实验现象进行观察和分析发现了很多问题：1. 由于不同地区土壤湿度、温度差异等因素导致植物缺氧；2. 二氧化碳浓度较高引起光合作用不足或无法维持正常生长而死亡。

高中生物知识具有广泛性，内容复杂，学生学习过程中需要教师在讲解时结合教材进行适当的引导。如讲“细胞呼吸的原理和应用”一课时，教师应引导学生说出线粒体的结构和功能，说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同，说明细胞呼吸的原理并探讨其在生产、生活中的应用。其次，通过引导分析有氧呼吸的过程，培养自学和分析的能力；通过讨论对比有氧呼吸和无氧呼吸，培养学生和交流合作和分析比较的能力。最后，通过联系生产、生活，激发学生学习兴趣，培養学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识。

（五）打造开放的教学空间，锻炼学生的思维能力

教师在教学过程中，可以引导学生根据自己的学习经验，对知识进行归纳总结。例如将“细胞”概念引入高中生物学。首先通过分析基因与蛋白质相互作用原理和相关性质，来理解遗传物质的结构、功能及影响因素等；然后再结合实际生活案例让同学们了解生物世界上常见植物物种组成及其变化规律；最后利用所学教材内容为基础设计教学方案，并组织学生讨论交流学习，从而培养学生的科学思维能力。

高中生物教学过程中，教师可以根据学生的实际情况，在合适的时间和地点对其进行适当地引导。例如将课本上所给“细胞的增殖”这一章节为例，首先让同学们了解学习这节内容时应该注意哪些事项；然后再讲解相关理论知识及概念性方法等，或者先介绍一下教材中有关该部分课件，教学过程中需要重点讲授什么样内容以及具体要求，并根据学生的认知水平和实际情况进行适当的调整与完善。

高中生物教学过程中，教师要注重培养学生的科学思维能力，在课堂上引导学生自主学习。例如在讲授“细胞的基本结构”一章节时，可以让同学们先根据课文内容组织小组讨论交流问题并提出自己对该实验现象的看法及思考方法等等；然后教师要鼓励每个学生都发表意见，对不同意见不能表达或有异议的话，及时指出或者解答错误原因。

四、结语

教师在教学中，可以对学生提出的问题进行提问，让学生思考。比如“细胞的基本结构”这一节内容时可设置为导入部分、概念讲解和分析讲解三方面来引导学生理解知识点；也有可能会出现一些错误之处。针对这些疑问我们应该及时指出并帮助他们正确地使用教材中所提到的相关定理，从而让同学们在学习过程中有一个清晰明确的思路。

参考文献：

［１］凤玉，贾红影，姚瑞雪，等． 基于科学思维例谈高中生物课堂教学“示弱” 策略［Ｊ］． 教育教学论坛，２０１９（５０）：２１９－２２０．

［２］黄珍． 基于科学思维素养培养的高中生物参与式教学实践研究［Ｄ］． 广州：广州大学，２０１９．

［３］罗聪． 理性思维视角下高中生物（人教版）中科学史内容分析［Ｄ］． 开封：河南大学，２０１９．

（责任编辑：胡甜甜）