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聚焦科学思维发展的生物学课堂教学

作者:时晨陈廷华

来源:《中小学班主任》2022年第02期

摘要[]科学思维核心素养作为高中生物学学科核心素养的重要组成部分,对于学生科学实

践能力、适应与改造未来社会能力的提升均具有不可或缺的作用。研究通过课例研究的方式,

明晰并凝练出了以具身性参与浸润科学思维的萌芽,以全面性互动推进科学思维的纵深,以统

整性主题聚合科学思维的发展等生物学课堂教学策略。以上策略相辅相成,旨在经由逐层进阶

的方式聚焦学生的科学思维培养。

关键词[]高中生物学;科学思维;具身实践;统整性主题

《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《新课标》)提出了

以生命观念、科学思维等在内的学科核心素养为课程目标,具体教学过程应高度关注学生学习

过程中的实践经历,达成学生主动性投入学习的基本样态。[1]科学思维核心素养关乎着学生

的科学求知态度、证据推理能力与循证创新思考,可见在高中生物学的课堂教学中理应聚焦学

生科学思维的发展进行实践教学。诚然,科学思维核心素养的培育不可能一蹴而就,其往往需

要通过沉浸式参与活动、互动式推理论证,进而在认知论水平或大概念水平的教学主题中不断

提升,方能达成科学思维的改善与优化。正因如此,研究者旨在以课例研究的方式探究聚焦科

学思维发展的生物学课堂教学基本策略。

一、以具身性参与浸润科学思维的萌芽

学生是科学思维学习的主体,教师则在课堂中扮演着学习活动的组织者与引导者的角色。

有效教学需要教师设计有意义的学习活动,让学生在课堂中全身心主动投入学习,并在活动的

体验探究与认知同化中不断建构知识。[2]然而,在实际教学中我们要注意到学生参与学习活

动的不平衡性,即单纯的行为参与可以促进学生技能的发展,但并不能促进学生高层次思维能

力的发展;认知参与是学生深度参与教学活动的前提条件与典型特征;只有以积极的情感体验和

深层次的认知参与为核心的全面参与,才能促进学生获取各类高层次思维。简而言之,以体脑

与情智等要素共同作用的学生具身性参与,方可启发他们包含科学思维在内的高阶思维提升。

为此,教师在生物学课堂教学中要坚持采用启发式教学、互动式教学和探究式教学等方式,在

留给学生学习空间的同时,引导他们主动思考、质疑探究,进而悄然浸润其科学思维的萌芽。

以人教版必修2《遗传与进化》中“基因在染色体上”教学为例,教学目标包含了通过对萨

顿的假说和摩尔根的果蝇杂交实验分析,认同并尝试解释基因在染色体上的结论,进一步体会

假说——演绎法等科学研究方法;运用基因与染色體关系的知识,阐明孟德尔遗传规律的实

质。此外,还需要通过科学进程的学习研究,培养学生尊重事实、大胆质疑、小心求证的科学

精神。本节教材内容并未安排具体的探究性实验活动,更多的是科学史的实验分析。这一过程

会致使学生的行为参与不足,学习活动的参与缺乏了实践体验与具身探究的过程。因此,研究

者作了如下改进:对基因位于染色体上的假说和实验证据、孟德尔遗传规律的现代解释等重难

点知识,采用列表进行类比分析、实验设计等活动增强认知参与,借助画图及学具模型操作等

体验性、探究性活动,增加了行为参与和情感参与,以此来给学生创设思考、表达与实践的空

间,发展理性思维和科学情感。具体教学流程如图1所示。

二、以全面性互动拓展科学思维的纵深

具身性的参与为科学思维的萌芽提供了沃土,然而单纯的参与并非定能促进思维的改善。

思维的改善应该是让学生在学习活动中,不断依据现象做出假设、提出问题,基于事实证据进

行推理、论证,从而增进其自身对科学概念以及本质的理解。学生的学习活动是知识建构与探

究的思维活动,是在合作、对话与交流的互动中生成对前概念的转变,是具有真实性与情境性

的社会性学习活动。[3]诚然,拓展科学思维纵深的学习活动中互动过程是多方位的,包含了

师生互动、同伴(生生)互动、人机互动等,尤以同伴互动为核心的学习和实践共同体进行知

识分享、冲突解决,进而共同向纵深发展科学思维。在全面性的互动中,异质性主体的思维相

互碰撞、冲突与解构,必然会有新的问题显露,新的认知矛盾产生,新的解决问题的方法出

现,从而促进了知识体系与思维方式的生成建构。全面性的互动提供了冲突与争鸣的可能,徜

徉其中有价值的教学资源会不断被发现与应用,才使得课堂教学的科学思维培养充满着生机活

力。

以“减数分裂和受精作用”教学为例,该内容较为零散艰深,思维要求高,以教师讲授为特

点的教学往往会让学生的学习停留在机械记忆的浅层水平。教学中应以学生的演示、观察

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