高中生物教学中学生科学思维能力的培养策略

摘要：高中生物学科作为一门涉及生命现象、生命过程和生命本质的科学，不仅融合了化学、物理、数学等多个学科的知识，还为学生揭示了生命的奥秘和生物多样性。在高中生物教学中，培养学生的科学思维能力不仅是教学目标之一，更是学生全面发展的重要保障。本文旨在探讨高中生物教学中学生科学思维能力的培养策略，通过实施一系列有效的教学措施，提升学生的分析、推理和解决问题的能力，为他们的未来发展奠定坚实的基础。

关键词：高中生物教学 科学思维能力 培养策略

引言

科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在高中生物教学中，培养学生的科学思维能力对于提升学生的学科素养、增强他们的创新能力和实践能力具有重要意义。然而，传统的高中生物教学方法往往注重知识的灌输，而忽视了学生主动思考和探索的过程，这在一定程度上限制了学生科学思维能力的培养。因此，探索新的教学策略，以促进学生科学思维能力的提升，成为当前高中生物教学亟待解决的问题。

一、高中生物教学中学生科学思维能力的培养现状

（一）传统教学方法的局限性

传统的高中生物教学方法多以讲授式为主，教师作为知识的传授者，学生则被动接受知识。这种教学方法虽然能够在短时间内传授大量的知识，但忽视了学生主动思考和探索的过程，不利于学生科学思维能力的培养。学生在课堂上往往缺乏参与感和主动性，难以形成独立的思考和判断能力。

（二）学生科学思维能力的现状

当前，高中学生在生物学科学习中普遍表现出科学思维能力不足的问题。他们往往缺乏批判性思维，难以对所学知识进行深入的思考和质疑；同时，他们的逻辑推理能力和问题解决能力也较弱，难以运用所学知识解决实际问题。这些问题的存在，不仅影响了学生的学习效果，也制约了他们的全面发展。

二、高中生物教学中学生科学思维能力的培养策略

（一）创设真实情境，激发学习兴趣

在高中生物教学中，教师可以通过创设真实、具体的情境，激发学生的学习兴趣和主动性。例如，在学习免疫调节相关知识时，教师可以简单介绍新冠病毒的防控情况，然后抛出问题：“新冠病毒是如何感染人体的？人体有哪些防线来阻挡病毒的入侵？”通过这些问题，引导学生深入思考，调动他们的主观能动性。这种情境教学法不仅能够帮助学生更好地理解和掌握所学知识，还能够培养他们的科学思维能力和问题解决能力。

（二）实施探究式学习，培养独立思考能力

探究式学习是一种以学生为中心、问题为导向的学习方法，旨在引导学生通过自主观察、实验、讨论等方式，主动探索生物现象和规律。在高中生物教学中，教师可以设计一系列与课程内容相关的探究问题，激发学生的学习兴趣和动力。例如，在教学《DNA的复制》过程中，教师可以设计以下问题：“DNA是如何复制的？”“DNA复制需要哪些酶的参与？”“DNA复制过程中可能会出现哪些错误？这些错误如何被修复？”通过这些问题，引导学生通过阅读教材、查阅资料、观看视频等多种方式，收集关于DNA复制的知识和信息，提出自己的假设和观点。然后，通过实验操作来验证自己的假设，收集实验数据，并运用科学思维进行分析和解释。这种探究式学习不仅能够培养学生的独立思考能力，还能够提升他们的批判性思维和创新意识。

（三）加强生物实验教学，提升实践操作能力

生物实验是高中生物教学的重要组成部分，也是培养学生科学思维能力的重要途径。通过实验，学生能够在直观地观察生物现象和亲自动手操作的过程中，深入了解科学研究的基本方法和步骤。例如，在教学《光合作用的原理和应用》过程中，教师可以设计一系列与光合作用相关的生物实验，如观察不同光照条件下植物叶片的颜色变化、测定光合作用速率等。通过这些实验，学生可以直观地感受到光照对植物光合作用的影响，从而进一步理解光合作用的基本原理。在实验过程中，教师要引导学生运用所学知识对实验结果进行分析和讨论，培养他们的逻辑思维和批判性思维能力。同时，教师还要鼓励学生发表自己的观点和见解，促进他们之间的交流与合作。

（四）联系生活实际，增强学习的趣味性和实用性

高中生物教学的目标远不止于知识的传授，更强调将生物学的理论知识与现实生活紧密结合，实现知行合一。在教学过程中，教师可以结合生活中的实例，引导学生将所学知识与实际生活相联系，增强学习的趣味性和实用性。例如，在教学《基因指导蛋白质的合成》过程中，教师可以结合生活中的实例，引导学生思考基因与蛋白质的关系，以及基因缺陷如何影响蛋白质的合成和功能。此外，教师还可以鼓励学生利用互联网资源进行自主学习，了解关于基因工程的最新研究成果及其在医学领域的应用等。这种联系生活实际的教学方法不仅能够帮助学生更好地理解和掌握所学知识，还能够激发他们对生物学科的兴趣和热情。

（五）渗透科学史教育，培养科学精神

科学史是科学家们探索自然奥秘、揭示科学规律的历史记录。在高中生物教学中，渗透科学史教育不仅能够帮助学生更好地理解和掌握所学知识，还能够培养他们的科学精神和人文素养。例如，在介绍光合作用的研究历史时，教师可以带领学生一起重温科学家富有创意的思维过程和严谨的科学态度。通过讲述科学家们为了弄清楚光合作用的具体过程而花费了两百多年的时间的故事，激发学生对科学研究的敬畏和热爱之情。同时，教师还可以引导学生思考科学家们在研究过程中所遇到的困难和挑战以及他们是如何克服这些困难和挑战的。这种渗透科学史教育的教学方法不仅能够帮助学生树立正确的科学观和价值观，还能够培养他们的坚韧不拔和勇于探索的科学精神。

三、案例分析：以“DNA双螺旋结构模型的构建”为例

在高中生物教学中，教师可以通过引导学生自主建构模型来培养他们的科学思维能力。以“DNA双螺旋结构模型的构建”为例，教师可以先请学生阅读沃森和克里克关于DNA双螺旋结构模型的研究论文，然后引导他们根据论文中的描述和图示自主建构DNA双螺旋结构模型。在建构模型的过程中，学生需要深入理解DNA的组成成分、碱基配对原则以及DNA的空间结构等知识，并运用这些知识来解决实际问题。例如，他们需要考虑如何使DNA的两条链保持稳定而不分离、如何使碱基之间的配对更加准确和高效等。通过这个过程，学生不仅能够加深对DNA双螺旋结构模型的理解和掌握程度，还能够培养他们的逻辑思维和批判性思维能力。同时，教师还可以组织学生进行小组交流和展示活动，让他们分享自己的建构经验和思考过程，从而促进他们之间的交流与合作。

结论

在高中生物教学中，培养学生的科学思维能力是一项长期而艰巨的任务。通过实施一系列有效的教学措施，如创设真实情境、实施探究式学习、加强生物实验教学、联系生活实际以及渗透科学史教育等，我们可以有效地提升学生的科学思维能力。然而，这些措施的实施并非一蹴而就的过程，需要教师们在教学实践中不断探索和实践。同时，我们还需要关注学生的个性差异和学习需求，因材施教地制定个性化的教学方案。

参考文献

[1]李晓晓.探究式学习在高中生物教学中培养学生思维能力的实践研究[J].基础教育研究，2022，（19）.

[2]王莉.高中生物实验教学与学生科学思维能力的培养[J].实验教学与仪器，2023，（05）.