高中生物教学中如何培养和提高学生的科学思维

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潘祎婧

湖北省安陆市第一高级中学432600

摘要

科学思考能力,是推动学生不断进步和发展的发动机和推动力。在高中生物的教学实践过程中,老师应该指导学生使用联系观点来看待问题,把科学史实作为指导,指导学生进行探究式的学习,以生物学原理为基础,鼓励学生提出疑问,从而对学生的归纳与概括科学思维能力进行培养,从而提升他们的演绎推理科学思维能力,强化他们的批判性科学思维能力。


关键词

高中生物;教学;学生科学思维能力;培养策略

正文

前言:科学思维是核心素养教育时代学生所应具备的一种基础性思维能力。《普通高中生物课程标准》指出,科学思维是指一种崇尚严谨求知精神、秉持务实学习态度,并以事实和根据为基础,运用科学思维方法认识事物、分析问题、解决问题的思维习惯和能力。在高中生物教学中,应注重培养学生的科学思维能力,使学生尊重生物学事实和理论根据,通过演绎推理、归纳概括

引导学生运用联系观点看问题,培养学生归纳与概括科学思维能力

优秀的归纳和概括能力,是学生学好高中生物的关键,也是学生应该拥有的一种优秀的学习思维品质。在中学生物学的教学过程中,教师要引导学生用联系的观点来看待问题,从而对学生的归纳和概括的科学思维能力进行培养。归纳和概括,就是要求学生在学习知识的过程中,要把每一个对象都进行有机地联系起来,并与事物的个体特点相结合,从大量的生物学事实中进行归纳和总结出具有普遍意义的生物学规律。在高中生物学理论中,存在着大量的知识,它们通常都是比较零散的。因此,学生应该准确地获得信息,并在老师的指导下,对这些知识内容展开综合处理和归纳概括,最终构建出一个系统的知识体系。

以科学史实为据引导学生探究性学习,培养其演绎推理科学思维能力

高中生物新课程标准明确提出,演绎与推理的科学思维能力是高中学生学习生物学知识过程中应培养的一种重要能力。对此,在课堂教学实践中,教师应根据生物学原理,从新的课程标准出发,明确要求学生学会基于生物学规律,采用演绎与推理等学习思维方法,探讨和审视生物学世界中的生命现象及规律,并以科学史实为素材,多通过“发现式”学习探究,经演绎推理得到科学的思维结果与结论,善于运用科学思维观点审视或论证生物学社会议题。

例如,在教学高中生物人教版教材中的“DNA分子的复制”相关内容时,教师应启发学生跟随问题进行演绎与推理。在课堂中,教师首先应向学生提出问题“DNA是如何进行复制的?”,然后引导学生自主思考并作出假设“可能是弥散式复制”,也可能是“半保留复制”,还可能是“全保留复制”。据此,从这三种不同的假设中,组织学生进行不同过程的演绎推理,利用实验区别复制方式探究复制后子代DNA可能的情况。该问题的演绎和推理关键在于让学生准确区分子代链与亲代链,同时教师还可为学生提供相关背景知识,如密度梯度离心技术或同位素标记等,运用一系列的相关问题串,启发学生深入思考,并自行设计生物学实验进行验证分析。经过学生演绎推理,很快就能够有效区分半保留复制和弥散式复制,最后教师可对学生的演绎推理结果进行总结分析,指出不足,并将真实的实验结果与结论展示给学生,使他们根据真实离心结果,得到半保留复制为DNA分子的基本复制形式。

巧妙设计问题,启迪科学思维

“学问源于思考,思考源于疑惑。”在课堂上,巧妙地提出问题,能有效地激发学生的思索,使他们的思维活动更加活跃。所以,在中学生物学的课堂上,教师要对问题进行细致的设计,让学生的思维保持积极的状态,为培养学生的科学思维打下良好的基础。比如,在《生物与环境》一书中,“能量流动”一节是一个新的概念,因此,学生对这个概念的理解会产生一定的难度。为帮助学生更好地了解“能量流动”这个概念,掌握“摄入量”、“同化量”与“粪便量”的相互关系,提高学生思考问题的能力,教师可根据课文内容与教学要求,设计以下问题:①哪些能量投入到生态系统中?②植食动物的排泄物是被动物吸收的,还是被植物吸收的?在完成问题的设计后,教师可以让学生独立思考,然后和同学进行交流、探讨,说出自己的想法。在这段时间里,同学们可以畅所欲言,表达自己的观点,并把自己的想法说出来,这样,生物学的学习就会在不知不觉中变得越来越深入。最后,老师们进行了点评和指导,帮助同学们更好的了解本节课的重点和难点。用问题引入的方式,可以有效地激发学生的思维,使他们能够更有效地掌握并内化所学的知识,从而达到培养自己的科学思维的目的。

创设思维情境,调动科学思维

在此情形下,教学活动是调动科学思维的一种有效方式:教师有意地引入或创设具有特定情感、视觉导向学习领域的教学情境,以鼓励学生获得某种情感体验,并有助于他们对课程内容的理解。要想取得较好的教学效果,就必须营造一种能激发学生学习兴趣、激发学生学习热情、激发学生学习热情的教学氛围。新课改的切入点,直接影响到学生的学习兴趣、学习态度、学习效果。一般的资料与资讯,可以作为建立学习环境的良好来源,例如:「运动饮品化学成份表」、「手术缝线成份表」、「 DNA指纹技术」等。创设一个合理而适当的学习情境,能使学生在学习过程中,在学习过程中,能使他们在学习过程中,在学习过程中不断遇到问题。这样的教学方式能够使学生在课堂上的注意力得到充分的集中,调动他们的积极思维,并提高他们自己解决问题的能力,为他们的科学思维打下了良好的基础。

基于生物学原理鼓励学生质疑,培养学生的批判性科学思维能力

科学思维能力的实质是批判性思维,特别是在高中生物学知识的学习中,老师们要鼓励学生们去质疑,去挑战,去坚持一种科学的思维模式,以限定的生物学条件或原理为基础,去挑战有关的生物学问题或观点,用科学的思维和论证,去坚定自己的看法,不能盲目地去信任权威,去迷信书本上的理论。

比如,在进行高中生物教材中的“生物膜的流动镶嵌模型”相关知识内容的教学时,教师应该让学生学会质疑或证明,并以自己所学的相关知识为基础,结合糖类、蛋白质和脂质这几种生物膜成分,分析其流动镶嵌模型。在此基础上,提出问题:“这些生物被膜的组分是彼此组合还是彼此独立?”“生物被膜的构型如何?”有没有什么作用?”通过这些问题,我们可以让学生们重新回到罗伯特森的探索道路上,例如,在1959年,罗伯特森首先提出了“生物被膜”的理论,他认为“生物被膜”是由一种由蛋白-磷脂-蛋白组成的三个稳定的层次,但是到了六十年代,这个理论就被越来越多的人所怀疑,许多科学家都认为,细胞被膜的复杂功能是依靠生物被膜的动态变化来实现的。

总结普通高中生物课程标准中特别指出,在高中生物教学中,要对学生进行科学思维能力的培养,要重点指导学生对高中生物科学思维素养的内涵有更深入的了解,并积极贯彻核心素养的教学策略。所以,在高中生物课堂中,老师应该把生物学科的知识作为一个载体,与具体的教学实践内容相结合,对学生的科学思维进行培养,并指导学生在归纳与概括、演绎与推理、批判与质疑中,对生命现象及规律进行审视、探讨和揭示,从而提升学生的知识涵养能力,推动学生的全面发展。

参考文献:

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(2017)[S].北京:人民教育出版社,2017:2-5.

[2] 吕丽珊.浅谈高中生物教学中对学生科学思维能力的培养[J].课程教育研究,2019(14):176-177.

 


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