指向科学思维培养的教学实践

摘要：本文聚焦初中生物学教学中科学思维的培养，结合人教版教材内容，通过具体教学实践案例，阐述在概念学习、实验探究以及知识整合与应用环节如何有效培养学生科学思维，旨在为初中生物学教学中科学思维培养提供参考与借鉴，助力学生生物学核心素养的提升。

关键词：初中生物学；科学思维；教学实践

一、在概念学习中培育科学思维

科学思维的培养离不开对生物学概念的准确理解与把握。生物学概念是生物学知识体系的基石，在教学过程中引导学生深入理解概念内涵与外延，有助于培育他们的科学思维。

在人教版初中生物学教材中，“细胞是生命活动的基本单位”这一概念至关重要。在教学时，教师首先应利用直观的图片、视频等资源，向学生展示不同类型细胞的形态结构，如植物细胞的细胞壁、叶绿体，动物细胞的细胞膜、线粒体等，让学生对细胞的基本结构有初步的感性认识。接着，教师引导学生分析这些结构的功能，例如讲解细胞膜如何控制物质的进出，线粒体如何为细胞的生命活动提供能量等。通过这种从结构到功能的分析，学生能够深入理解细胞作为一个独立的生命系统，其各个部分相互协作，共同完成生命活动，从而构建起“细胞是生命活动的基本单位”这一科学概念。

以“细胞的呼吸作用”概念教学为例，教师在课堂上先通过演示实验，将萌发的种子和煮熟的种子分别放入两个密闭的容器中，一段时间后，用燃烧的蜡烛检验容器内的气体成分。学生观察到装有萌发种子的容器中蜡烛熄灭，而装有煮熟种子的容器中蜡烛正常燃烧。教师引导学生分析这一现象背后的原因：萌发的种子进行呼吸作用消耗了氧气，产生了二氧化碳，而煮熟的种子已失去生命活性，无法进行呼吸作用。通过这样的实验观察与分析，学生不仅理解了呼吸作用的概念，更学会了从现象到本质的科学思维方法，即通过对实验现象的观察，运用分析、推理等思维方式，揭示生命现象背后的科学原理。

二、在实验探究中发展科学思维

实验探究是初中生物学教学的重要组成部分，也是培养学生科学思维的关键途径。在实验探究过程中，学生需要提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析结果并得出结论，这一系列环节都离不开科学思维的支撑。

在人教版教材“绿叶在光下制造有机物”的实验教学中，教师首先引导学生提出问题：“绿叶在光下制造的有机物是什么？光是绿叶制造有机物不可缺少的条件吗？”然后让学生根据已有的知识和生活经验作出假设。在设计实验时，学生需要思考如何控制变量，如设置遮光和见光的对照实验，选择合适的实验材料和实验用具等。在实施实验的过程中，学生要严格按照实验步骤进行操作，仔细观察实验现象，如实记录实验数据。

在分析实验结果时，学生观察到遮光部分的叶片遇碘液不变蓝，而见光部分的叶片遇碘液变蓝。教师引导学生对这一现象进行分析，得出绿叶在光下制造了淀粉，且光是绿叶制造有机物不可缺少的条件这一结论。在整个实验探究过程中，学生不断地思考、分析和解决问题，其逻辑思维、批判性思维和创造性思维都得到了充分的发展。

以“探究蚂蚁的通讯”实验为例，学生在提出问题“蚂蚁是如何进行通讯的？”后，作出多种假设，如蚂蚁可能通过气味、触角的触碰等方式进行通讯。在设计实验时，学生充分发挥自己的创造力，有的学生用不同颜色的纸片搭建路径，有的学生用蘸有不同气味的棉球吸引蚂蚁。在实施实验过程中，学生仔细观察蚂蚁的行为，发现蚂蚁总是沿着同伴留下的气味痕迹行动。当用樟脑球破坏气味痕迹后，蚂蚁的行动出现混乱。通过对这一实验结果的分析，学生得出蚂蚁主要通过气味进行通讯的结论。在这个过程中，学生学会了质疑、创新，能够运用科学的方法去验证自己的假设，科学思维能力得到了显著提升。

三、在知识整合与应用中升华科学思维

生物学知识具有系统性和综合性，引导学生对所学知识进行整合与应用，能够使他们的科学思维得到进一步升华。

在人教版初中生物学教材的学习过程中，学生学习了多个不同的知识点，如生态系统、生物的遗传和变异、生命的起源和进化等。教师可以引导学生构建知识网络，将这些零散的知识联系起来。例如，在学习完“生态系统”和“生物的进化”后，教师可以提出问题：“生态系统的变化对生物进化有什么影响？”让学生思考生态系统中环境的改变如何影响生物的生存和繁殖，进而推动生物的进化。通过这样的知识整合与思考，学生能够从更宏观的角度理解生物学知识之间的内在联系，培养综合分析问题的科学思维能力。

在知识应用方面，教师可以创设一些实际生活中的情境问题，让学生运用所学的生物学知识去解决。例如，在学习完“传染病及其预防”后，教师提出问题：“在新冠疫情期间，我们应该采取哪些措施来预防传染病的传播？”学生结合所学的传染病传播的三个环节（传染源、传播途径、易感人群），提出如戴口罩、勤洗手、保持社交距离、接种疫苗等预防措施。通过解决这类实际问题，学生不仅加深了对生物学知识的理解，更学会了将科学思维应用到实际生活中，提高了分析和解决实际问题的能力。

再如，在学习完“植物的生殖”后，教师让学生思考如何利用植物的无性生殖方式来培育优良品种的花卉。学生通过分析扦插、嫁接等无性生殖方式的特点，提出可以选择合适的花卉品种进行扦插繁殖，以保持亲本的优良性状。在这个过程中，学生将所学知识与实际应用紧密结合，科学思维在知识的迁移与应用中得到了进一步的升华，能够更加灵活、准确地运用科学思维去应对各种实际问题，为今后的学习和生活奠定坚实的基础。

在初中生物学教学中，通过在概念学习、实验探究以及知识整合与应用等方面的精心设计与实践，能够有效地培养学生的科学思维，提升学生的生物学核心素养，为学生的终身发展奠定良好的基础。教师应充分认识到科学思维培养的重要性，不断探索和创新教学方法，让科学思维之花在初中生物学课堂上绽放。

参考文献：

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