高中生物学实验教学中学生科学思维培养的实践研究

许凯亮

摘要：随着教育改革和素质教育的不断深入，越来越多的教师意识到培养学生核心素养和综合能力的重要性，这也对教师的专业水平和教学本领提出了更高的要求。高中阶段的学生已经具备了一定的学习能力、思考能力和认知能力，是培养学生的科学思维的关键时期。而实验是高中生物教学的重要载体和基础，可以有效培养学生科学思维和实践能力。本文将围绕如何在高中生物学实验中培养学生的科学思维这一论题进行浅析。

关键词：高中生物;实验教学;科学思维;培养策略

引言：

核心素养一经提出就得到广大教师的广泛关注，其中科学思维能力是核心素养的重要组成部分，对学生的生存和发展都发挥着不可替代的作用。高中生经过九年义务教育的学习，已经具备了一定的学习能力、判断能力、认知能力，但在科学思维和创造性思维上表现较弱。生物是应用性和实践性较强的学科，生物学实验可以有效培养学生的科学思维和创造性思维，所以高中生物教师应该巧妙运用实验开展教学，给予学生充分的思考和探究的时间，从而促进科学思维的发展。

一、鼓励学生自主开展实验

实验是高中生物学科教学的重要组成部分，生物是注重实践的学科，通过开展生物实验活动，学生的自主思考和探究能力可以得到有效提升。在新课改的背景之下，高中生物教师应该立足于教材，带领学生共同设计好实验目的、实验步骤、实验原理、实验结果判断方式，在开展实验过程的过程中，教师尽可能地减少介入，将实验活动的时间和机会完全交给学生，由学生自主选择实验主题、实验器材和实验方法，鼓励学生多观察，多联想，多思考，多提問，通过自主探究的方式探究出问题解决方法，从而达到培养自主探究能力和科学思维的教学目标[1]。

例如，高中生物教师在进行浙科版高二必修三《神经系统的结构和功能》一课的教学时，可以运用实验培养学生的科学思维和探究能力。在讲解反射的时候，可以组织学生进行膝跳反射的实验，逐步完成设计实验目的、设计实验步骤、进行实验、总结结论的实验过程。教师应该将学生分为两人一个小组，一位学生坐在椅子上，一条腿着地，另一条腿放在这条腿上。另一位学生用手掌内侧边缘，快速敲击受试学生的上面一条腿膝盖下的韧带。通过观察，学生会发现被敲击的这条腿会突然向前伸出。出现这个反应的原因是膝盖下的韧带存在感受器，感受器受到刺激，产生神经传导，神经传导到脊髓中，产生肌肉收缩。学生通过自主完成实验全过程，会对反射和神经的概念理解的更加透彻，也会可以培养科学思维和创新性思维。

二、开展合作学习

大部分的生物实验都不是一个能完成的，需要多人合作。在开始实验前，应该根据学生的学习能力、实践能力、逻辑思维方式、行为习惯、性格特点等，将学生合理分为几个4人小组，落实“同组异质，异组同质”的分组观念，这样可以达到互帮互助、知识互补的效果，也可以使实验更科学、更严谨。教师也应该根据学生的实际情况在每组选出一名组长，在实验过程中，起到领导和督促组员进行生物实验的作用。将小组合作学习法与生物实验相结合不仅可以使生物实验进行地更顺畅、更安全、更科学，更可以培养学生的团队协作能力和动手实践能力和科学思维能力。

例如，高中生物教师在进行浙科版高二必修三《高等动物的内分泌系统与体液调节》一课的教学时，可以组织学生小组合作的形式进行“甲状腺素促进蝌蚪变态”的实验。将学生分为几个4人小组，每一小组分配四个鱼缸、培养皿、烧杯、量筒以及一定量的甲状腺激素的药，组员也可以自行准备吸水管、渔网、坐标纸和蝌蚪。将四个鱼缸标上1234的序号，并且注入两千毫升的自来水和少量水草，再分别放入蝌蚪。1号鱼缸不放入药物，二号鱼缸放入5mg的甲状腺药物，三号鱼缸放入20mg的甲状腺药物，四号鱼缸放入40mg的甲状腺药物，并且每天进行换水和投药，连续进行两周观察蝌蚪形态。学生会发现在有药物鱼缸中的蝌蚪出现变态发育，尾部缩短，相继长出四肢，且药量越大，效果越明显。学生通过小组合作实验会使实验步骤更加严谨，边实验边观察边思考，从而可以有效培养科学思维[2]。

三、注重问题的引导性作用

高中阶段的生物实验多为验证性质的，在学生进行推理和验证的过程中，探究性实验成为关键词，而探究性实验是以问题为基础的。所以高中生物教师应该引导学生注重问题的引导性作用，通过实验对问题进行分析、推理，对实验结果进行归纳、比较和分析，从而对问题做出一定的阐释。最后，也可以组织学生进行小组谈论，以发展对问题的认识，促进科学思维的发展。

例如，高中生物教师在进行浙科版高二必修三《生物圈》一课的教学时，需要组织学生进行“设计并制作生态瓶”的实验。在实验前，教师可以向学生抛出问题，生态系统的种类有哪些？目标生态系统的主要生物群落和无机环境是怎样的？引导学生先探究问题，总结出实验预测结果，再进行实验验证自己的猜想是否正确。这样可以有效拓展学生的科学思维[3]。

结束语：

综上所述，高中阶段是培养学生的综合能力和核心素养的关键时期，生物作为理论性和逻辑性较强的学科，起到培养学生的科学思维和创造型思维的作用。所以高中生物教师应该创新教学理念和授课方法，开展实验教学，将学习的主动权交给学生，鼓励学生自主参与和完成实验活动，通过多种方法培养学生的科学思维和创新思维能力，也可以有效提升核心素养。

参考文献：

[1]颜晓琪. 基于科学思维素养的高中生物学实验教学优化[D].山东师范大学，2020.

[2]王丽.从科学思维品质的视角谈高中生物学实验教学的策略[J].生物学教学，2019，44（07）：37-38.

[3]陈薇. 高中生物学实验教学培养学生科学探究能力的研究[D].华中师范大学，2019.