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摘 要
当前核心素养背景下，高三生物学教学重要目标之一是发展科学思维。提升科学思维品质是科学思维培养的突破口，需要采 用合理的教学策略。本文提出在高中生物课上发展学生科学思维的一些策略：聚焦重要概念，构建概念图，培养学生思维的敏捷 性;设计单元问题链，指向问题解决，培养学生思维的深刻性;优化作业系统，结合试题命制，培养学生思维的灵活性;透析实 验专题，规范科学描述，培养学生思维的批判性;营造开放课堂，尊重学生主体，培养学生思维的独创性等，以资教师同业参考。
高中生物学课程是科学领域的重 要学科课程之一，是义务教育阶段相 关课程的延续和拓展，其精要是展示 生物学的基本内容，反映自然科学的 本质。生物学课程要求学生主动地参 与学习， 在亲历提出问题、获取信息、 寻找证据、检验假设、发现规律等过 程中习得生物学知识，养成科学思维 的习惯，形成积极的科学态度，发展 终身学习及创新实践能力。科学思维 是生物核心素养的内容之一，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。 科学思维的培养离不开科学知识、思 维方法和思维品质三者的共同作用。 在知识的产生过程中，往往需要使用 一定的科学思维方法才能获得科学知 识，它们又与科学思维品质构成相互 依赖、共同促进的有机整体。
科学思维品质是人们在研究和解 决科学问题以及学习科学知识的过程 中逐渐形成和发展的个体智力特征， 包括深刻性、灵活性、敏捷性、批判 性和独创性。科学思维的品质呈现了 科学思维能力的发展状态，可作为重要标志用于区分学生思维能力高低。 因此，落实生物核心素养中科学思维 的关键在于培养学生良好的科学思维 品质，并将其一以贯之地落实在生物 教学中。
高三生物专题复习需要进一步发 展生物学科核心素养，使即将进入高 等学校的学生在面对生活实践或学习 探索问题情境时，能在正确的思想观 念指导下，有效整合学科知识，运用 相关的能力，高质量地认识、分析、 解决问题。这种品质培养需要具备一 定关键能力，尤其是指向科学思维的 认知能力群。那么，在高三专题复习 的教学中如何采取有效策略培养科 学思维品质，从而达成科学思维能力 呢?我在教学实践中使用以下策略， 以期更好地发展学生的科学思维。
一、聚焦重要概念，构建概念 图，培养学生思维的敏捷性
生物学科拥有一个结论丰富、开 放、动态的知识体系。概念是一个学 科最基础的呈现方式。生物学概念对 生命活动规律及其本质的认知，组成 了生物学知识结构体系，是构建生物学大厦的基石。新课程设计的基本理 念以核心素养为宗旨，内容聚焦大概 念，追求“少而精”的原则。教学中 需要精简内容，要求在有限时间内， 采取合适方法，掌握重要概念。高三 专题复习中，由于学生对概念的理解 不到位，知识处于相对零散状态，会 很快遗忘， 或在提取知识时发生障碍， 不能正确解答相应情境下的问题。教 师应帮助学生打破对知识学习的碎片 化困惑，以大概念视角，整体认知学 科核心概念，结构化构建知识体系。 构建概念图需要聚焦大概念，运用高 度概括化的思维方法， 梳理知识体系， 深刻理解概念，为达成生命观念奠定 基础。
首先，生物学概念间相互关联， 不是孤立存在的，因此概念图的构建 要挖掘重要概念，选取生长点进行概 念的发展与延伸，学生由点到面进行 梳理，实现概念的深度构建和自然生 长。其次， 要梳理概念间的逻辑关系， 明确它们的内在联系，通过层级关系 和相互关联形成概念体系。最后，跳 出概念图，有意识地引导学生厘清逻 辑关系，通过类比、归纳、联想等，进行深度学习。例如，在对“遗传的 物质基础”进行专题复习时， 形成“遗 传信息控制生物的性状”的大概念： 遗传信息承载在物质(核酸)中，通 过半保留复制方式从亲代到子代进行 延续性传递，在细胞内按照一定的信 息流动规律，控制蛋白质进而控制生 物的性状。绘制概念图， 逐渐形成“生 命是一种物质与信息流动的结合形 式，且为复杂而高级的一种，体现了 生命的信息流”这一生命观念。
概念图的构建让学生掌握生物科 学概念、科学规律之间的关系，在大 脑中形成合理的知识组块，有利于加 快学生在相应情境下应用所学知识的 思维速度，培养思维的敏捷性。
二、设计单元问题链，指向问题 解决，培养学生思维的深刻性
大概念教学是以现实世界为基点。 核心素养的精髓是真实性，是解决真实 问题的能力。高三专题复习要注意调整 教学方式和路径，课堂的设计应指向在 真实性情境下解决问题， 变结论为问题， 促使学生把生物学科和单元中所学知识 迁移到现实世界中，让知识跨越学校和 生活之间存在的鸿沟，不再抽象在纸面 上。设计结构良好的问题链，对培养学 生自主学习与探究的思维能力就是一个 最好的抓手，是优化高三课堂教学的一 大重点。
问题链的设计第一要为学生思维能 力训练提供情境场域，立足真实情境设 置问题，引起认知冲突。第二，问题链 设计要符合逻辑结构：首先基于核心素 养目标确定单元学习主题的核心问题， 揭示核心概念背后的知识;其次，设置 与核心概念相关联的主干问题，铺设具 有一定挑战性和开放性的关键问题，给 予学生充足的思考与探究，彼此关联知 识、方法、思维;最后，建立子问题， 将问题放置在最近发展区中且有效链接情境。在“子问题—主干问题—核心问 题”的提升过程中，环环相扣，围绕重 要核心概念而开展，学生亲历探究—综 合—整理—提炼—领悟—提升，形成组 块化的知识。第三，问题的呈现要遵循 学生认知规律，从原有的认知结构中引 出新问题，层层递进加大问题难度，引 导学生深入思考，深度学习，促进学生 认知结构的不断完善。
例 如， 在 人 教 版 选 择 性 必 修 2“种群数量的变化”这节课的教学 中尝试建立数学模型解释种群的数量 变动，可以借助以下问题串指引学生 深入思考： “(1)为什么实验结果 没有出现“J”型增长? (2)描述现 实条件下培养酵母菌种群数量变化有 什么规律。(3) 分析不同培养时间， 酵母菌种群数量变化不同的原因是什 么。(4)酵母菌种群数量变化达到 最大后， 出现波动的原因是什么? (5) 本实验条件下，维持酵母菌种群数量 的最大值是多少?如果改变培养液的 体积，维持种群相对稳定的数量会发 生改变吗? (6)如果继续延长培养 时间，酵母菌种群数量还能维持相对 稳定吗?请分析原因。(7)分析实 验室条件下酵母菌种群与自然界中生 物种群所处的环境有何不同? (8) 请分析影响自然界中的种群数量变化 的因素有哪些。”
通过开展单元问题链的教学活动， 引导问题解决，学生透过现象看本质， 分清事物实质，培养思维的深刻性。
三、优化作业系统，契合试题命 制，培养学生思维的灵活性
作业是促进核心素养落地、思维 能力提升的重要途径，教学的成果与 评价都需要以作业为载体。高三专题 复习作业系统应以单元作业整体为视 角，对作业进行优化处理，设计聚焦 思维进阶作业。作业系统可以包含教材作业、精选高考真题以及自主命制 试题三个层次。高三专题复习要全面、 系统引导学生构建重要概念，形成生 命观念。将教材自身拥有的素材作为 作业，加强对科学思维方法的应用训 练。如通过教材中的思维训练和批判 性思维等栏目，强化学生获取证据、 分析概括、解释推理等方法;通过设 计章节习题的活动让学生结合更多的 证据， 对获得的结论进行评判或论证。
近年来，等级性水平考试对科学 思维水平的考查要求提高，试题问题 的解决往往需要建立更长的思维链， 对思维的完整性和灵活性要求更高。 精选具有素养立意的真题是训练、提 升学生思维能力的有效手段。具有素 养立意的典型真题往往有更好的结构 性、整体性、情境性，更关注任务的 价值导向等特点， 在专题复习教学中， 要进一步提高试题解决能力。教师要 指导学生学会甄别试题中的条件或背 景，将题干信息结构化，迁移与之匹 配的相关生物学概念、原理，在知识 及题干信息中搭桥，构建解题思路框 架，对问题进行分析、判断、归纳， 深层次思考或延伸新问题，明显提升 解决问题的方法和技巧，养成良好的 问题解决思维习惯。
教学相长是教育活动规律。自主 命制试题更能契合所教学生实际状况， 量身定制地测量科学思维水平，还能 极大促进教师能力的提升。契合试题 命制，教师要筛选贴近生活实际的试 题或选取科学研究论文为试题素材， 遵循现象—本质规律，通过合理试题 任务驱动学生关注思考探究的开启、 过程和结果。以整体性、结构化的设 问角度诊断、评价思维水平。借助试 题中的解读与科学描述、推理与归因、 论证的问题等方式考察思维过程，强 化对思维过程的测量与评价。此外， 试题还应该保持一定的开放性和综合性，注重考查提出问题，形成问题解 决方案和评价问题解决结论，展现学 生思维过程成果。试题命制的宗旨是 充分发挥学生学习的主观意愿，使其 尝试运用所学的知识和能力解决问 题，追求的是采取合适的探究方式考 查学生的思维水平，关注思维的动力 状况、结果呈现以及追寻探究的价值 意义。总而言之，教师应根据学生思 维水平状况优化设计作业，围绕事物 本质做变式，抓住知识、方法间的渗 透与迁移，引导学生发散式思维和立 体思考，培养学生思维的灵活性。
四、透析实验专题，规范科学描 述，培养学生思维的批判性
科学思维的核心是理性思维，理 性思维的关键是建立符合客观逻辑的 思维。生物学科是建立在观察和实验 基础上的一门学科，实验中往往包含 一个相对完整的科学推理体系，需借 助实证、逻辑、质疑和理性的科学思 维。而科学思维的基础是尊重事实和 证据，科学实验通常是获得证据的直 接来源，蕴含着丰富的科学思维。高 三专题复习课堂可以聚焦科学思维为 核心目标和根本任务，以科学实验为 探究情境载体，组织学生透彻分析实 验目的、实验设计和实验结果。
此外，实验需要借助科学语言描 述。科学描述要求学生使用客观、准 确、规范化的生物学专业术语，全面 系统地分析问题，清晰有条理地使用 “证据、逻辑和结论”的逻辑思维方 式进行表达，是对科学的理解和思维 的具体呈现。教师通过对实验科学的 描述方面的准确性、完备性和逻辑性 评价学生核心素养的水平。科学描述 的规范可以从规范描述实验结果、科 学解释生命现象两方面体现。主要根 据认知进行思维：准确地将在实验中 观察到的现象与所对应的科学概念建立或远或近的联系，通过逻辑推理， 运用相应的概念、原理解释现象;或 引导学生利用资料，基于从实验中获 得的证据展开充分、完整的论证，证 明观点，得出结论。借助实验专题的 科学思维训练，让学生获得对生命现 象和活动规律的解释，提取概念，更 好地做出判断，既夯实解释能力，也 发展批判性思维。
五、营造开放课堂，尊重学生主 体，培养学生思维的独创性
新课程改革顺应时代的要求，要 求培养具有独立自主和开拓创新精神 品质的个体。近年来的高考试题频繁 提出与创新相关度高的问题，这就要 求学生具备如下素养：捕捉新事物萌 芽的能力，进行新颖的推测和设想并 周密论证的能力，探索新方法、积极 主动解决问题的能力。这些能力都指 向了思维独创性， 需要学生突破现状， 大胆创新。
高三专题复习课堂培养思维的独创 性，需要转变教与学的方式，努力寻求 课堂教学的开放，突出强化情境的探究 性和设问的开放性特征， 鼓励学生善问、 勤思、试创，积极主动参与学习，增强 教学的开放度， 促进思维的发展。(1) 开放教学提问的质疑权。尊重学生的差 异性及存在的不同见解，给予学生表达 想法的机会，与学生进行平等、双向交 流。尽量多以鼓励方式评价，尊重课堂 学生的主体地位，肯定每个个体提出的 想法的价值，进行合理客观的评价和引 导，让学生体会到被肯定或进一步提出 改进方向的喜悦。(2)设置开放性的 问题。设置的问题要能让学生从多角度 进行深入思考，从标准答案的束缚中解 放出来，对同一问题或现象得出不同的 结论，进而发展个性，增强创新意识。(3) 选取开放性的教学内容。高三专题复习 中，教学内容应来自学生的生活实际、科技前沿、社会热点，通过设置类似开 放教学内容，使学生拥有看得见、感受 得到的熟悉感和亲切感，不仅能加深对 课内重要概念知识的理解，也延伸了课 外知识。(4) 进行开放性的教学评价。 教学评价不能以考试成绩作为评价学生 的唯一标准，更应通过形成性的发展眼 光关注学习的发生过程，为学生自主学 习搭建广阔平台，进行合理客观评价， 及时给予反馈。以开放姿态营造自主学 习氛围，学生才会享受学习过程，创造 性地思考问题、表达见解。
综上所述，在高三生物学课程的 专题复习中应进一步发展学生的科学 思维，教师需要在教学中根据学情采 取合适的教学策略作为扶手，依据教 学目标，聚焦大概念，借助概念图、 问题链、作业系统、实验专题等策略 手段完成进阶性任务。值得注意的是， 这些任务要在开放、自主、探究的情 境下展开，在教学实践中实施，才能 有效培养学生的科学思维。
参考文献 :
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