成才之路

基于科学思维培养的高中生物教学策略研究

作者:张海军 来源:成才之路 202024期 时间:2020-09-11

摘 要:培养学生的科学思维,就是要让学生要基于事实,注重证据,以科学的思维方式来认识事物,锻炼自己解决实际问题的思维能力。文章分析高中生物教学中学生科学思维培养情况...

  摘 要:培养学生的科学思维,就是要让学生要基于事实,注重证据,以科学的思维方式来认识事物,锻炼自己解决实际问题的思维能力。文章分析高中生物教学中学生科学思维培养情况,并从归纳和概括、演绎和推理、模型的构建三方面进行探讨,进而在高中生物教学中提升学生的科学思维。

  关键词:高中生物;科学思维;教学策略;学习能力;科学态度

  中图分类号:G633.91 文献标志码:A文章编号:1008-3561(2020)24-0050-02

  高中生物课程教学不仅需要学生掌握生物基础性知识,还需要学生重点对生物学家在生物学研究过程中所持有的观点有所了解,特别是生物学问题解决的思路和方法。因此,高中生物教师在教学过程中要让学生主动发现、提出问题,获取解决问题的信息,有条件的话可以开展实验来寻找证据。教师还可以在提出假设并验证的过程中,激发学生学习生物的兴趣,培养学生的科学思维,使学生树立终身学习的理念。

  一、高中生物教學中学生科学思维培养情况分析

  为调查学生的生物学习情况尤其是科学思维培养情况,笔者分别在高中三个年级中随机抽取100名学生进行问卷调查。问卷调查结果显示,在当前的高中生物教学中,教师对学生的科学思维培养呈现出随着年级而提升的趋势,但从整体来看,文科生的科学思维要比理科生差一些。高一上学期,有些学生在生物学习中陷入思维的“困难期”,这主要是因为高一课程开设得比较多,导致学生对新知识的消化和理解方面有些困难。文科生学习生物知识的思维方式基本上以机械记忆和形象思维为主,在生物试题解题过程中容易形成程式化或者模块化的解题思维,不能及时根据客观情况的变化对先前的思维模式进行改变,找出问题解决的新方法。同时,在思维品质方面,文科生的思维灵活性不足。在高中生物教学中,教师要想提升文科生的生物科学思维与科学素养,就要让他们由“要我学”向“我要学”转变。从上面的分析可以看出,在生物教学中培养高中生的科学思维,与生物知识的构建是息息相关的。所以,高中生物教师要从理念和方法上注重对学生的引导,让学生强化知识间的整合和联系,进而以知识体系的良好构建促进学生科学思维水平的不断提升。

  笔者通过分析高三理科学生的科学思维水平发现,学生的科学思维水平与高中生物教师的课堂教学理念关系紧密。可以看出,学生的科学思维是可以通过学习进行培养的,但教师的教学理念不同,会导致学生的科学思维水平差异性很大。所以,在高中生物教学中,教师绝不能停留在对学生进行生物知识的讲解上,要注重引导学生以科学家的思维来处理和解决学习中遇到的问题,让学生在学习过程中养成积极探索的思维习惯,进而提高学生的科学思维水平。

  二、高中生物教学中对学生科学思维进行培养的具体举措

  1.以归纳和概括能力的掌握来提升学生的科学思维

  所谓归纳,是指从许多个别的事物中概括出一般性概念、原则或结论的思维方法。所谓概括,是指把事物的共同特点归结在一起,加以简明扼要的叙述。在生物高考试卷中,一些试题要求学生从生物现象中得出结论,并将两者进行结合得到最终的结论。在具体分析过程中,学生首先要深入研究分析试题题意,然后进行科学判断,不能将结论停留在事物的表面。这就要求教师在高中生物教学中,要有效利用历年的高考试题来强化学生的归纳和概括能力。 比如,在2016年全国一卷生物试题中,有关光合作用强度和遗传因素相结合的知识,就是着重对学生的归纳和概括能力进行考查。在这个试题解答过程中,学生不能仅仅停留在表面,如回答“当光照强度增加了,光合作用自然就得到了加强”等。这样的答案缺乏深刻性,只是对知识进行了描述。有的学生只找到了一个结论,认为两组光合作用的强度之所以不同,是环境中低光照造成的,对遗传因素的影响并没有考虑。这就说明学生所具有的归纳和概括能力较低。对于这种情况,笔者会引导学生将解题逻辑图画出来,通过画图对试题进行深入的解析,然后按照“对照”和“单因素”的原则将问题解答出来,这样能有效锻炼学生的解题思维能力。

  2.以演绎和推理能力来发展学生的科学思维

  演绎和推理能力是从一般性的条件出发,通过实验验证从而得出具体的结论,通常包括以下三种:从一般到特殊的推理,从蕴含的前提条件进行推理,从前提条件和结论之间的关系进行推理。培养学生的演绎推理能力,有助于培养其严密的逻辑思维能力。这样,会让学生更加重视知识的推理过程而非课程知识本身。在高中生物教学过程中,教师要培养学生运用不同的事实来展开推理,并提出有力的证据来对所提出的假说进行验证,使得所得出的结论变得有据可依的能力。如在对孟德尔遗传定律知识进行讲解的时候,笔者组织学生对“融合遗传”的观点进行分析,并将孟德尔“融合遗传”和“颗粒遗传”观点之间的区别进行对比,这样就能使学生很好地掌握学习要点。以此为基础,在性状分离的模拟实验中,笔者启发学生体会配子种类和性状分离在实验中的决定性作用。学生先通过演绎推理的方式得出理论性的性状分离比,接着按照测交实验所得出的数据推出实验结论,就能对孟德尔遗传定律有更加深入的理解。

  3.以模型的构建提高学生的科学思维

  模型是人们依据研究的特定目的,在一定的假设条件下,再现原型(Antetype)客体的结构、功能、属性、关系、过程等本质特征的物质形式或思维形式。在高中生物教学中,教师要注重学生构建模型能力的培养,要通过模型构建激发学生的学习主动性,提升学生的探究能力,使得学生能够掌握科学的研究方法,提高科学思维。例如,在对“DNA分子的结构”进行讲解的时候,笔者先对DNA分子组成单位进行回顾,然后让学生自己动手制作脱氧核苷酸模型,以小组合作学习的模式将四种脱氧核苷酸模型建立起来,并在此基础上将脱氧核苷酸长链模型建立起来。在建模的过程中,学生容易出现碱基配对错误,教师可让学生对课本内容进行认真阅读,学习沃森和克里克对双螺旋结构发现的历史,然后通过分析DNA分子结构完成生物模型的修正,进而实现模型的构建。这个过程,会有效培养学生的科学思维,提高学生的动手实践能力。

  总之,学生的科学思维完全是可以培养的。在高中生物教学中,教师要从归纳和概括、演绎和推理、模型的构建、实践探究的活动开展四方面加大培养力度,锻炼学生的科学思维,这有助于提高教学质量,为社会发展培养更多高质量的人才。

  参考文献:

  [1]陈露露.应用生物科学史培养学生科学思维方法的研究[D].华中师范大学,2016.

  [2]傅建利.例谈基于科学思维培养的生物学教学策略[J].中学生物学,2018(03).

  [3]杨小凡.高中生物教学培养学生科学思维素养的方法研究[D].华中师范大学,2018.

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