基于科学思维培养的高中生物情境教学实践研究

引言

高中生物教学长期存在重结论轻过程的倾向，制约了学生科学思维的深度发展。本研究创新性地将科研思维转化为教学要素，开发基于学科本质的情境任务群。着重解决如何通过情境创设激活思维潜质、如何设计问题链引导思维外显等关键问题，形成可迁移的科学思维培养模式，使生物学课堂真正成为思维生长的沃土。

一、科学思维与情境教学的理论基础

（一）科学思维的内涵与特征

科学思维是以科学知识为基础，运用科学方法认识和改造世界的思维方式。其核心内涵包括实证意识、逻辑推理、批判性思维和创新精神等要素。科学思维具有鲜明的特征：一是求真性，追求对客观事物的本质认识；二是系统性，注重整体把握和联系分析；三是批判性，坚持质疑和反思的态度；四是创新性，致力于突破现有认知局限。在生物学领域，科学思维具体表现为基于证据的推理、模型构建、系统分析等能力，是生物学科核心素养的重要组成部分。

（二）情境教学的理论依据

情境教学理论建立在建构主义学习理论基础上，强调知识是在特定情境中通过主动建构获得的。其理论依据主要包含三个方面：一是情境认知理论，认为知识具有情境性，学习需要在真实或拟真的情境中进行；二是活动理论，强调通过实践活动促进知识的内化和转化；三是最近发展区理论，主张在适当情境中提供支架支持，促进学生认知发展。情境教学通过创设真实有意义的学习环境，使学生在解决实际问题过程中主动建构知识，发展思维能力。

二、高中生物情境教学现状分析

（一）情境设计流于形式，缺乏思维深度

当前高中生物情境教学普遍存在表面化问题，许多教师对情境教学的理解停留在简单引入生活事例的层面。所创设的情境往往与教学内容关联不强，缺乏针对性和有效性，难以真正激发学生的探究欲望。情境设计过于注重形式上的热闹，忽视了对其内在思维价值的挖掘，导致学生虽然参与了活动，但思维层次仍停留在浅表，未能有效促进科学思维的深度发展。这种形式化的情境教学不仅无法达成培养学生科学思维的目标，反而可能分散学生的注意力，影响教学效果的实现。

（二）情境与内容脱节，知识建构不足

在实践过程中，经常出现情境与教学内容脱节的现象。教师为了创设情境而创设情境，没有将情境与教学目标、知识要点有机结合，导致情境成为教学的装饰而非支撑。学生在情境中活动时，往往停留在情境表面，没有通过情境深入理解生物概念和原理，难以实现知识的深层建构。同时，情境活动与后续的知识梳理、总结提升环节缺乏有效衔接，使学生无法将情境体验转化为系统的知识结构，影响学习效果的巩固和迁移。

（三）评价体系不完善，忽视思维过程

情境教学的评价体系仍然存在重结果轻过程的问题，教师往往更关注学生最终得出的结论或完成的作品，而对学生在情境中的思维过程、探究方法、合作交流等关键能力缺乏有效关注和评价。评价方式单一，多以教师主观评价为主，缺乏学生自评、互评等多元评价机制。同时，评价内容未能充分体现科学思维各要素的发展水平，无法为改进教学提供有效反馈，制约了情境教学在培养学生科学思维方面作用的充分发挥。

三、基于科学思维培养的情境教学策略

（一）创设真实性探究情境，激发科学思维动机

基于科学思维培养的情境教学，首先要创设具有真实性和探究性的学习情境。教师应深入挖掘生物学知识与现实世界的联系，选择与学生生活经验密切相关的真实问题作为情境素材，如环境污染治理、疾病防治、生物技术应用等社会性科学议题。情境设计要注重呈现真实复杂的问题背景，提供充足的原始数据和信息，引导学生像科学家一样思考问题。通过设置认知冲突和探索空间，激发学生的求知欲和探究动机，使其在解决真实问题的过程中，自然而然地运用观察、提问、假设、验证等科学思维方法，培养实证意识和探究精神。

（二）设计阶梯式问题链，引导思维深度发展

在情境教学中要精心设计层次分明、环环相扣的问题链，引导学生思维逐步深化。问题设计要遵循由易到难、由表及里的原则，从事实性、概念性问题入手，逐步过渡到程序性、策略性问题，最终指向批判性、创造性问题。每个问题都要承载特定的思维训练目标，如分析、比较、推理、评价等，形成思维训练的递进序列。通过问题链的引导，帮助学生突破思维瓶颈，实现从具体到抽象、从现象到本质的认知飞跃，系统培养逻辑推理和批判性思维能力。

（三）组织合作探究活动，促进思维碰撞交流

采用小组合作的形式开展情境探究活动，为学生提供思维交流和碰撞的平台。教师要设计需要多人协作完成的探究任务，明确分工要求，确保每个学生都能积极参与。在合作过程中，鼓励学生大胆提出自己的观点和假设，学会倾听和尊重他人意见，在讨论中完善自己的思考。通过观点交锋和思维碰撞，帮助学生突破个体思维局限，学会多角度审视问题，培养科学论证和交流表达能力，在集体智慧中提升科学思维品质。

（四）提供结构化学习支架，支持思维过程展开

为学生提供适切的学习支架，支持其科学思维活动的顺利开展。支架设计要针对思维难点和关键环节，如提供数据分析模板引导证据处理，搭建论证框架支持推理过程，设计反思提示促进元认知发展。支架的形式可以多样化，包括问题提示卡、思维导图模板、实验设计指南、论证写作框架等。支架的使用要遵循渐退性原则，随着学生能力提升逐步减少支持，最终使学生能够独立完成科学思维活动，实现从外部支持到内部能力的转化。

（五）建立过程性评价机制，跟踪思维发展轨迹

构建关注思维过程的评价体系，全面跟踪和评估学生科学思维的发展。采用多种评价方法，如观察记录学生在探究活动中的表现，分析学生的实验设计和研究报告，收集学生的思维笔记和反思日志等。设计科学思维评价量表，从提出问题、设计研究、分析证据、构建解释、评估结论等多个维度进行评估。注重形成性评价，及时提供具体反馈，指导学生改进思维方法。通过评价促进学生对自身思维过程的监控和调节，培养元认知能力，实现科学思维的持续发展。

结束语

综上所述，本研究确立了情境教学培养科学思维的有效性，构建了生物学科思维外显化的教学策略体系。未来需进一步细化不同思维类型的情境适配性，开发思维过程可视化工具，建立课堂即时诊断机制，通过持续优化情境任务设计，最终实现生物学由知识学科向思维学科的范式转型。

参考文献

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