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基于科學(xué)思維培養(yǎng)的高中生物學(xué)教學(xué)實(shí)踐策略

2020-04-18 23:29齊曉慶
少男少女·教育管理 2020年12期
關(guān)鍵詞:生物學(xué)教學(xué)模型構(gòu)建科學(xué)思維

齊曉慶

摘 要:文章分析高中生物學(xué)課堂教學(xué)、建模教學(xué)、習(xí)題教學(xué)等不同課型,提出以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維為目標(biāo)的生物學(xué)有效教學(xué)方法和策略:創(chuàng)設(shè)探究式教學(xué)情景,提升學(xué)生科學(xué)思維能力;巧用建模教學(xué)策略,培養(yǎng)積極科學(xué)思維品質(zhì);注重結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活,激發(fā)科學(xué)思維學(xué)以致用;善用生物科學(xué)發(fā)展史,形成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維態(tài)度;借力習(xí)題評講,提煉科學(xué)思維方法。

關(guān)鍵詞:科學(xué)思維;生物學(xué)教學(xué);模型構(gòu)建;核心素養(yǎng)

生物學(xué)科的“科學(xué)思維”是指尊重事實(shí)和證據(jù),崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度,運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力,它包括歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法??茖W(xué)思維方法在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中占有重要地位,將科學(xué)思維方法滲透到教學(xué)中具有必要性,可以提高學(xué)生的學(xué)業(yè)水平和運(yùn)用學(xué)科知識的能力。

一、創(chuàng)設(shè)探究式教學(xué)情境,提升學(xué)生科學(xué)思維能力

生物學(xué)核心素養(yǎng)要求學(xué)生具有自主學(xué)習(xí)從而掌握知識的能力。因此,教師應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)教學(xué)活動時(shí),給予學(xué)生自主思考和探究問題的機(jī)會和空間,創(chuàng)建探究式教學(xué)情境就符合這一要求。有意義的教學(xué)情境的設(shè)計(jì)將對教學(xué)效果起到事半功倍的作用,可以激發(fā)學(xué)生積極主動地思考。教師創(chuàng)設(shè)的情境要盡量貼近學(xué)生的生活,具有一定難度,又易于探究的研究型問題,這樣既具有趣味性,又能起到促進(jìn)學(xué)生積極思考,努力實(shí)踐。如在進(jìn)行《影響光合作用的環(huán)境因素》的教學(xué)時(shí),可以結(jié)合地域特點(diǎn),安排學(xué)生提前一周觀察校園植物或者自家果園菜園作物的生長情況,對周邊農(nóng)作物種植的方法以及近幾年氣候?qū)ψ魑锂a(chǎn)量的影響等內(nèi)容進(jìn)行調(diào)查和研究。根據(jù)自己的調(diào)查情況,制成簡要的報(bào)表在課堂上與同學(xué)交流討論。創(chuàng)設(shè)了這樣的情境后,課堂上教師就可以引導(dǎo)學(xué)生思考幾個(gè)問題:周邊的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中怎樣提高作物的產(chǎn)量?農(nóng)作物產(chǎn)量會受哪些因素的影響?如何影響?在這個(gè)過程中學(xué)生通過親自參與探究式學(xué)習(xí),真切體驗(yàn)獲得知識,印象深刻,從而激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探索的熱情。這樣的探究式學(xué)習(xí)情境可以說是一舉兩得,科學(xué)思維在潛移默化中就得以培養(yǎng),核心素養(yǎng)的要求得以落實(shí)。

二、巧用建模教學(xué)策略,培養(yǎng)積極科學(xué)思維品質(zhì)

模型構(gòu)建作為科學(xué)思維方法的一種形式,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模型構(gòu)建訓(xùn)練不但能提高學(xué)生的建模能力,而且能幫助學(xué)生深入理解生物學(xué)知識,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維品質(zhì),提高學(xué)習(xí)成績。

生物學(xué)學(xué)科的研究對象是復(fù)雜多變的生命系統(tǒng),要深刻理解它,其難度和重要性不言而喻。建模教學(xué)既可以使復(fù)雜抽象的事物簡單化、形象化,幫助學(xué)生減少理解上的困難,更直觀地感受復(fù)雜精密的生命系統(tǒng);又有利于培養(yǎng)學(xué)生透過事物現(xiàn)象揭示其本質(zhì)特點(diǎn)的洞察力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì)。比如,在進(jìn)行核酸相關(guān)知識的教學(xué)時(shí),學(xué)生往往會遇到很多理解上的困難:核酸是生物體遺傳信息的攜帶者,但是核酸分子比較小,我們?nèi)庋蹮o法看到它的具體結(jié)構(gòu),僅僅以書上的圖為載體又無法深刻地理解。針對這些問題,教師可以讓學(xué)生制作核苷酸和核苷酸鏈的實(shí)物模型,在此過程中引導(dǎo)學(xué)生思考:核酸為什么可以攜帶遺傳信息?為什么每個(gè)人的DNA都有特異性呢?當(dāng)把模型展示給學(xué)生時(shí),許多難題就迎刃而解。并且核酸與核苷酸的合成與水解的過程,通過模型的組裝和拆分形象地表現(xiàn)出來。

在每次構(gòu)建模型的完成后,我們可以對模型進(jìn)行評價(jià),通過討論讓學(xué)生找到自己所做模型的不足之處,要求學(xué)生進(jìn)一步完善模型。這種教學(xué)策略讓學(xué)生充分參與到科學(xué)發(fā)現(xiàn)和思考當(dāng)中,不斷進(jìn)行分析推理,構(gòu)建模型,又不斷修正和完善模型。這樣既能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,還能提高學(xué)生分析解決問題的能力。

三、注重結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活,激發(fā)科學(xué)思維學(xué)以致用

科學(xué)來源于生活,對人類社會發(fā)展又有著極大的影響,在時(shí)事熱點(diǎn)中找出一些生命科學(xué)問題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,讓學(xué)生參與到生命科學(xué)相關(guān)問題討論中去。比如,諾貝爾獎(jiǎng)涉及的生物學(xué)問題,頗有爭議的基因編輯技術(shù),授課過程中可以將這些問題與“從雜交育種到基因工程”等相關(guān)章節(jié)聯(lián)系。這樣即能幫助學(xué)生開闊視野,又能讓學(xué)生弄明白這些科學(xué)技術(shù)的根本原理,進(jìn)一步構(gòu)建完整的生物學(xué)知識體系。從社會生活出發(fā),提供給學(xué)生一些思考和探究的問題:如計(jì)劃生育二孩的父母期望能生一個(gè)健康的“二寶”,他們應(yīng)該要注意哪些問題?糖尿病的病因,糖尿病患者控制飲食有哪些措施?現(xiàn)在對防治癌癥等有什么新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?這些問題與實(shí)際生活聯(lián)系緊密,學(xué)生耳濡目染,或許已經(jīng)有一定思考,通過這種方式引起學(xué)生興趣,從而積極主動地參與交流討論,圍繞現(xiàn)實(shí)生活思考問題,激發(fā)更豐富的思維活動,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

四、善用生物科學(xué)發(fā)展史,形成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)思維態(tài)度

對于生物科學(xué)來說,科學(xué)史是承載學(xué)科價(jià)值內(nèi)涵的重要載體。生物科學(xué)史能讓學(xué)生對學(xué)科發(fā)展過程有一定了解,更能讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究方法、感悟科學(xué)探究精神。教師可以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)史中體會科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)問題、作出假設(shè)、推理論證、解決問題的。如遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn)是科學(xué)史上的經(jīng)典案例,孟德爾運(yùn)用假說演繹法進(jìn)行遺傳學(xué)研究,經(jīng)過認(rèn)真的觀察、比較、分析、推理、總結(jié),成功地發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律。教師在教學(xué)中應(yīng)努力再現(xiàn)孟德爾科學(xué)探究的思維邏輯,讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究中的分析思考方法,把探究各環(huán)節(jié)的內(nèi)在聯(lián)系和科學(xué)思維方法作為教學(xué)重點(diǎn)。讓學(xué)生重走孟德爾思考分析之路,這是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的重要途徑。再如摩爾根果蠅實(shí)驗(yàn),摩爾根由認(rèn)同孟德爾的遺傳規(guī)律,到后來在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同的結(jié)果,對孟德爾遺傳定律產(chǎn)生懷疑。再到進(jìn)行一系列新的實(shí)驗(yàn),大量果蠅實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了孟德爾的遺傳定律,再承認(rèn),進(jìn)而又發(fā)現(xiàn)新的遺傳規(guī)律。摩爾根不迷信權(quán)威,具有科學(xué)研究的批判性思維,勤于實(shí)踐,基于可靠的實(shí)驗(yàn)和實(shí)證數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度非常值得學(xué)生學(xué)習(xí)。

也可多舉例一些國內(nèi)杰出科學(xué)家的科學(xué)故事,如屠呦呦、鐘南山、袁隆平等。讓學(xué)生體會科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛,學(xué)習(xí)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,使之受到科學(xué)家在研究中堅(jiān)韌不拔的科學(xué)精神感染。這樣可以不斷引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué),主動學(xué)習(xí)科學(xué)知識,逐步發(fā)展科學(xué)思維,提高學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)和社會責(zé)任感。

五、借力習(xí)題評講,提煉科學(xué)思維方法

新課程背景下的高考提倡“能力立意”,主要體現(xiàn)理解能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力、獲取信息能力及綜合運(yùn)用能力的考查。只有具備一定的科學(xué)思維能力才能迅速從試題中獲取有效信息,并將其與已有的知識建立關(guān)聯(lián),成功解題。在教學(xué)中,教師要加強(qiáng)對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的方法指導(dǎo),加強(qiáng)分析和概括等能力的訓(xùn)練。

現(xiàn)在的高考題中信息量大,情境新穎,圖表相對復(fù)雜,對于學(xué)生解答來說,具有一定難度。信息量大的題往往是區(qū)分度比較大的題目,教師在講解這類題目時(shí)就要注重培養(yǎng)學(xué)生分析解答的思維方法。如文字信息題:先找出信息中的關(guān)鍵詞,排除起干擾信息,再將繁雜的文字轉(zhuǎn)化成簡要的概念圖、標(biāo)注等,可以大大地簡化分析難度。接著,分析題干與所學(xué)知識的聯(lián)系,定位知識點(diǎn)。最后運(yùn)用推理、歸納的思維,寫出正確答案。圖表信息題:重點(diǎn)關(guān)注分析圖表信息,即橫縱坐標(biāo)所表示的含義,隨自變量的變化因變量的變化,以及變化的趨勢是單一上升或是單一下降,還是有拐點(diǎn)或極值的。當(dāng)出現(xiàn)多個(gè)因變量時(shí),隨自變量的變化,多個(gè)因變量各自的變化趨勢、速率的差別、差別的原因等??傊?,習(xí)題講評時(shí),要結(jié)合試題進(jìn)行分析、比較、歸納、總結(jié),注重揭示蘊(yùn)含的思維方法,指導(dǎo)學(xué)生分析命題意圖,明確解題思路,構(gòu)建思維模型,提高解題的效率。

總之,教師要不斷更新教育理念,尋找新的教育方式,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維。要緊跟教育改革的步伐,注重培養(yǎng)學(xué)生以創(chuàng)新的視角發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神,激發(fā)學(xué)生對未知領(lǐng)域的探索的興趣,使學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)思維習(xí)慣,提高學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn):

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[3]丁奕然,宋巧玲.“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”的教學(xué)落實(shí)策略[J].中學(xué)生物教學(xué),2016(07).

[4]趙萍萍,劉恩山.生物學(xué)建模教學(xué)研究進(jìn)展及啟示[J].生物學(xué)通報(bào),2015(01).

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