聚焦科学思维培养，促进核心素养落实

韩明月

摘 要：在高中生物教学中，结合具体的教学案例分析，探讨培养学生归纳概括、演绎推理、批判质疑等科学思维能力的策略，促进核心素养的落实。

关键词：科学思维;生物教学;思维启迪

一、归纳概括，理清脉络

归纳概括是指把具体的个别事实归拢到一起，把这些事实的共同特性归结起来，进而推演出一般原理的思维方法。生物学很多重要核心概念的形成要经历很长的时间，而且对这些概念的认识还在不断地深化和发展，所以核心概念在知识呈现上经常显得有些散乱。在核心概念的教学中，需要将众多零散的知识点串联起来，进行归纳和概括，才能让学生理清核心概念的发展脉络，形成完整的知识结构体系，构建出核心概念。

例如，在教学“细胞的结构和功能”内容时，各种大小和形态的细胞图片、细胞学说的建立等内容的学习不足以让学生建立核心概念“细胞是生物体结构和生命活动的基本单位”。学生只有对细胞结构和功能进行深入学习之后，归纳细胞膜、细胞器、细胞核、生物膜系统以及各细胞结构的分工与合作，进而构建出核心概念“细胞是生物体结构和生命活动的基本单位”。“光合作用”也是高中生物学中的重要核心概念，通过对光合作用的解谜过程、光合作用的过程、光合作用的影响因素等内容的深入学习之后，经过归纳和概括，学生才能深刻理解光合作用将无机物转化为有机物，光能转化为化学能的本质，构建核心概念。学习“内环境的稳态”时，需要在了解内环境的组成基础上，通过体温调节、水盐调节、血糖调节过程等实例的学习，分析神经调节、体液调节和免疫调节的作用，从而构建核心概念。

二、演绎推理，追寻真理

生命科学发展过程中，许多重大研究成果始于发现问题，针对问题提出假说，通过演绎和推理过程，得出结果，然后通过事实和证据去验证结果的正确与否，最后得出结论。生物学很多重要概念的形成都经历了演绎和推理过程。在教学中，结合具体教学内容，提出问题，让学生体验像科学家一样的演绎推理过程，追寻生命的本质规律，培养学生思维的严密性和深刻性。

例如，在教学“DNA分子的复制方式”内容时，我让学生猜测DNA分子的复制方式，提出假说，然后分别演绎推理三种复制方式的结果，演示米希尔森和斯塔尔的经典实验，验证DNA的复制方式，最后得到DNA半保留复制方式的结论。（1）DNA分子复制方式猜想：回顾DNA分子的结构，提问：DNA分子有哪些可能的复制方式？为确保遗传信息精确的传递，DNA采用什么样的复制方式？师生共同总结DNA分子3种可能的复制方式：全保留复制、半保留复制、弥散复制。（2）DNA分子复制过程的演绎推理：猜想追问：如果是全保留復制，子一代和子二代会是怎样的组成？利用红白两种颜色的粉笔在黑板上画出全保留复制的两次复制过程，请同学观察演示过程。让学生黑板上分别画出半保留复制、弥散复制的第一次复制过程。师生讨论、修正。接着画出DNA第二次复制过程。引导学生回顾同位素标记法，指出同位素标记的分子在质量上的区别，介绍密度梯度离心法，让学生推测三种复制方式的密度梯度离心结果。师生总结，画出三种复制方式的密度梯度离心结果。（3）DNA分子复制方式的实验证据：微课展示米希尔森和斯塔尔的实验。（4）得出结论：DNA分子的复制方式是半保留复制。

三、批判质疑，思维启迪

伴随着物理和化学技术的发展，生物学的研究也在逐步深入，人类对于生命的认识处在不断发展和更新之中。在教学中，适当增添科学概念更新与发展的相关内容，让学生认识到科学发展需要不断地纠正与更新，要以批判和质疑的态度来看待现有的结论或论断，启迪学生的思维，培养学生的批判性思维和质疑精神。

例如，在教学“生长素的发现”内容时，科学史材料呈现出温特在实验设计过程中是缺乏对照实验的，在科学上缺乏严谨性。针对温特的实验提出质疑，引导学生发现问题，设计对照实验，完善实验过程。学生在质疑的过程中，思维的严谨性也得到了训练。教学“探索遗传物质的过程”内容时，结合科学家艾弗里的经历，讲述赫尔希和蔡思质疑艾弗里的结论，通过改进实验方法证明DNA是遗传物质的故事，让学生知道科学理论和发现有时就是在质疑与批判中得到验证的。教学“细胞膜的流动镶嵌模型”内容时，借助科学史材料，让学生逐步探究细胞膜的结构。通过对细胞膜结构模型不断地被修正和发展过程的思考，让学生体会到科学真理的发现并不能一次性完成，人类对于生命的认识还有很长的路要走。教学“细胞分化”内容时，针对教材中呈现的骨髓中造血干细胞分化成各种血细胞的图片，追问造血干细胞的来源是否只有骨髓。展示2017年英国《Nature》杂志上发表的最新成果，肺也是人体重要的造血器官。让学生意识到不能盲目地迷信权威，要怀有质疑批判的精神看待现有的知识和概念。

课程标准要求在学习过程中发展学生的科学思维，能够基于生物学事实和论据，利用科学思维方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。在教学实践中，学生科学思维能力的培养不是一蹴而就的，也不是一部分教学内容的学习就能完成的，需要一个长期的过程。在教学的过程中，精心选择教学内容，合理进行设计，将学生科学思维的培养融入课堂教学中，逐步提高学生的科学思维能力，促进生物学科核心素养落地生根。

参考文献：

王小燕.科学思维与科学方法论[M].广州：华南理工大学出版社，2015：90-117.