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挖掘教材“思维拓展”提升学生科学思维水平

摘要

本文在分析人教版高中生物学必修模块中“思维拓展”栏目基础上，剖析了将“思维拓展”栏目素材融入课堂教学，可以培养和提升学生归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等科学思维能力，为发展学生的学科核心素养提供参考。

关键词

高中生物学挖掘教材思维拓展科学思维

引言

生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力。生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度。

一、科学思维

”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。学生在学习过程中逐步发展科学思维，能够基于生物学事实和证据运用包括归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。人教版高中生物学必修模块中章末“自我检测·思维拓展”栏目是在本章内容基础上进一步拓展，让学生进行更深入、更广阔的思考，能培养学生求异思维和发散思维等能力。所以，该栏目是培养和提升学生科学思维的重要素材。

二、借助“思维拓展”栏目，提升学生科学思维水平

在课堂教学中利用“自我检测·思维拓展”栏目，创设问题情境，能激发学生探究学习的热情，推动学生科学思维的深化，在解决问题的过程中培养和提升了学生科学思维能力。

1.提升归纳与概括能力

归纳与概括能力是指透过现象揭示其本质的洞察力和对事物变化规律的准确概括总结的能力。在生物学教学中挖掘教材中“思维拓展”素材，可以培养学生归纳与概括能力。

例如，人教版必修1第108页思维拓展：“哈密瓜生产于新疆的哈密地区。在哈密地区农作物的生长季节里，阳光充沛，昼夜温差大。请你分析当地盛产的哈密瓜为什么特别甜？你的家乡或社区如果想种哈密瓜并使瓜甜，你认为应当采取哪些措施？”在学习两大细胞代谢知识后，教师可以借助这则素材，启发学生思考，培养学生解决问题的能力。不过，在教学中教师应先引导学生回忆光合与呼吸作用的原理及其影响因素的相关知识；然后，结合本题提供的信息，引导学生讨论和分析哈密地区的哈密瓜为何特别甜的原因，以及自己的家乡要种哈密瓜应该采取哪些措施才能使瓜甜；最后，请部分学生归纳和概括出本题的答案（哈密地区纬度高，夏季的白天长，阳光充足，光照强烈，哈密瓜植株的叶片进行光合作用的时间长，强度大，积累的糖类很多；夜间温度低，呼吸作用相对比较弱，消耗的糖类就会比较少，所以特别甜。措施：模仿哈密地区的自然条件，创造类似的生态环境，如采取白天适当增加光照时间和光照强度，夜间适当降温等措施）。再如，人教版必修3第14页思维拓展：“2003年10月15日，我国神州5号载人飞船成功发射并顺利返回，航天员杨利伟胜利完成任务。太空环境是一个高真空环境，人必须穿上特制的航天服，乘坐专门设计的载人航天器，才能在太空中安全地生活和工作。这是因为航天器和航天服都具备生命保障系统，为宇航员提供了一个类似于地面的环境。

请搜集有关资料，分析这套生命保障系统中有哪些是维持内环境的稳态设计的。”对于这一问题，同样教师可以先安排学生查阅相关资料；然后，组织学生讨论分析；最后，引导学生概括和总结出这套生命保障系统中哪些组成在人体周围创造了适宜人生存和工作的微型气候环境，从而有利于宇航员维持机体内环境的稳态。可见，恰当地引入这些素材，可以在解决问题的过程中培养和提升了学生的归纳与概括能力。

2.提升演绎与推理能力

演绎与推理是以一般性知识判断为前提，推出个别的、具体的知识结论的推理过程，是重[2]要的科学思维形式。人教版教材“思维拓展”栏目有很多素材可以培养学生演绎与推理能力。

例如，人教版必修1第38页思维拓展：“1969年，人们在坠落于澳大利亚启逊镇的陨石中发现了氨基酸，这些氨基酸不是来自地球。由此你可以作出什么推测？”在学习了“组成细胞的分子”一章内容以后，引导学生思考分析这一现象：结合所提供的信息，学生们可以获取“在陨石中发现了氨基酸，且非地球所有”这一信息；学生们已经学习了“氨基酸是组成蛋白质的基本单位，而蛋白质又是生命活动的主要承担者”这些知识。所以，根据上述两点理由，学生们很容易推测出“宇宙中很可能还存在与地球生物类似的生命形式”这一结论。可见，在引导学生解决此类问题的过程中就能锻炼学生演绎与推理的思维能力。再如，人教版必修1第58页思维拓展：“有的生物学家推测，在生物进化过程中，真核细胞内部的膜很可能来自细胞膜。你同意这种推测吗？依据是什么？”对于这一问题，教师也可以引导和启发学生结合已学知识，从生物膜的组成、结构和功能上的联系来进行合理推测。在解决问题的过程中渗透了演绎与推理的思维训练。

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