基于提升科学思维能力的初中生物课堂教学实践
陆红兰（上海市南洋初级中学 200032）
摘 要 科学思维是生物学科核心素养之一。文中介绍了初中生物课堂教学中，如何引导学生提升比较、归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等多种科学思维能力。
关键词 科学思维 初中生物教学 实践研究
生物学科核心素养由生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个要素组成，教学实践中应立足于发展学生的核心素养，落实立德树人的教育任务，才能培养全面发展的学生，由学校向国家和社会输送有用人才。其中科学思维是尊重事实和证据，通过逻辑的思维方式来认识世界、解决问题的过程。科学思维的培养需要通过实现学生“归纳与概括” “演绎与推理”“模型与建模”“批判性思维”等能力来落实[1]。
在初中生物教学中，教师应该利用课堂这个主阵地，有意识地培养学生多种科学思维能力，逐步发展学生发现问题、解决问题的能力，以便学生将来步上社会后，指导他们利用所学的科学思维逻辑推理能力来分析、解决生活中实际问题。
比较思维能力的培养
比较是生物学习中一种常见的思维方法，通过比较，才能知道两个甚至多个相近或相反的生物知识点之间明显的异同[2]，并以不同的方式呈现出来。比较之后，会使人印象深刻，比便于加强以后的学习。因此，在平时的生物教学中，教师应该引导学生分析比较，鼓励学生对比思考。
1.1列表格比较 例如在学习“血液循环系统的组成”时，血管分为三种：动脉、静脉和毛细血管，对于初学者来说，三者很难区分，即使对每种血管的功能有了一定的理解，也很容易忘记三者之间有哪些不同。此时，教师可以引导学生以表格的方式列举如下：
比较项目血管名称 | 模式图 （学生画） | 官腔大小 | 管壁厚薄 | 血流方向 | 血流速度 |
动 脉 | |||||
静 脉 | |||||
毛细血管 |
表格中，横向可以看出三种血管各自的特点，纵向比较可以看出就同一方面三种血管的不同处，这种比较思维使得“血管”这部分变得简单易懂易记，为后面学习“人体内血液循环途径”这一难点做好了铺垫。
1.2 图例比较 “酵母菌和细菌”这一节课中，在分别学习了真菌和细菌的特征后，真菌中的酵母菌作为单细胞的真核生物，它和单细胞的原核生物细菌，在结构上有哪些不同呢？
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图 1 | 图 2 |
这个不同通过它们的结构图对比立马显现，这一知识点在高中生物学习中仍然是重点：有无成形的细胞核或者有无核膜包被。
1.3 活动展示比较 在学习“生物的相对性状”时，耳垂分离和耳垂紧贴，可以在课堂上找两个耳垂性状不同的同学到讲台前示范，这样既激发了学生学习兴趣，又活跃了学习气氛，使课堂不再单调枯燥；课堂上让同学自己做一做，看自己到底是能卷舌还是不能卷舌。活动展示比较，更加直观通俗易懂，寓教于乐，学生找到了学习的乐趣。
2 归纳与概括思维能力的培养
“归纳与概括”就是指在头脑中把对象的各个组成部分联系起来，或把事物的个别特性、个别方面结合成整体的过程。通过归纳与概括的思维过程，学生学会由点到面，由部分到整体地总体把握生物学现象和规律[3] 。可以在一节课的不同阶段归纳总结学习内容。
2.1 课堂中结束某一学习模块时 “均衡营养”一节课中，新课内容主要两个模块：什么是膳食；均衡营养，健康成长。在第二模块教学时，呈现了卡伦•卡朋特、本班某同学、小胖三人的一天食谱后，先算出食谱的热量值，然后让学生从食谱营养成分和能量两个方面对比后归纳总结出均衡营养的三个方面：摄入能量与消耗能量平衡；食物中营养成分不仅要齐全而且比例要适当。通过分析比较、归纳概括自然而然得出结论。
2.2 一节课结尾小结时 在一节课结束前，最好能当堂做个小结，归纳概括一节课学习的内容，让学生对一节课的所学有一个整体的把握，而不是一节课上完之后学生雨里雾里，这也同时体现了课堂上教师板书的重要性。同理，可以在一个章节学习结束后，以概念图、思维导图等不同形式做一个章节归纳；整本书学完之后，甚至于对整本教材做一个归纳总结，列出目录大纲，由厚到薄，掌握整体脉络。
3 演绎与推理思维能力的培养
演绎推理，就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程[4]。学会演绎推理的思维方法，能有效提升对生物知识的理解和记忆，提升生物综合素养。
3.1 紧扣概念的推理 例如“相对性状”是指同种生物同一性状的不同表现类型。以下选项描述的是否是相对性状：A猫的白毛和狗的白毛， B人的直发和粗发。猫和狗不是同种生物，人的直发和粗发不是同一性状，由相对性状的概念我们可以推理出A、B选项描述的都不是相对性状。
3.2 借助层层递进的问题串推理 “神经系统怎样进行调节的”一课教学中，需要借用经典的“膝跳反射” 实验，学生才能更好地理解反射弧的五环节、人体如何在反射弧的基础上完成反射过程。在实验之前，教师首先提出问题，让学生带着问题有的放矢地完成实验。如：受到叩击后有何反应（重复3次实验）？每次反应都一样吗？为什么？伸小腿的动作是否受到意识的支配？学生肯定回答叩击三次反应不一样，也会想到不一样的原因是因为紧张，水到渠成地就可以推理出向前伸小腿的动作受到大脑的支配，也就是“脊髓的活动受到大脑的控制”这个结论。
3.3 将错就错的反拨推理 植物的营养方式是自养型的方式，需要光照、叶绿素这两个条件，那动物的营养方式呢？如果动物也是自养型的营养方式，自然就可以推理出人也就应有叶绿素，那我们每个人就是绿色的了。反拨推理引起的笑话让学生终生难忘，他们就再也不会对动物的营养方式有错位的认识了。
4 模型与建模思维能力的培养
生物模型是生物学科中常用的研究工具，主要目的在于帮助学生全面分析、深入理解相关知识。生物建模能够使学生形成简约严密、化整为零的问题分析能力，将抽象的问题具体化[5]。
4.1 整理构建图像模型 “人体的血液循环过程”是教学难点，在学习了心脏的结构、血管的特点之后，要把全身的血液循环这样一个动态的过程理解并记住，对于一个八年级的学生来说确实比较困难。除了结合现代信息技术，让学生观察血液循环的动画模型，教师还可以边讲解边将血液循环过程整理成图示模型呈现在黑板上，这样对血液循环的过程就一目了然了。
4.2 巧用手边材料，模拟生物模型 无脊椎动物学习中，在讲到水螅体型时，可以随手将课本卷成桶状，经过中轴线纵切，无论什么方向切都对称，以此模拟水螅辐射辐射对称的体型，无前后左右、背腹之分；堵住桶状的一端，可以模拟水螅有口无肛门的外形，形象的模拟使学生易于理解水螅是比较低等的动物。用回形针、橡皮筋等常见材料模拟同源染色体，对于高中课程有丝分裂、减数分裂的学习也非常有帮助。
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图 4 图 5
5 批判性思维能力的培养
批判性思维的本质是质疑、逻辑和原创。质疑指主动地分析、判断信息的真伪;逻辑指分辩事实与观点, 澄清正确与错误, 在大量论据的基础上论证自己的观点[6]。批判性思维的培养，教会了学生质疑，用审视的眼光看待问题，而不是照搬教条、人云亦云，批判是创新的基础。
5.1 实验材料的选择 “观察和解剖一种常见的无脊椎动物”一课，教材上实验材料建议选用节肢动物门昆虫纲的蝗虫或环节动物门的蚯蚓等[7]。但根据实验效果来看都不太理想，蝗虫标本买来的都是浸制标本，不仅防腐材料刺激性强，且浸制后，很多内脏器官变色，形状改变，内脏器官的观察并不明显；蚯蚓实体解剖后，更多的看到的是消化器官中的泥土，内脏器官并不清楚。基于以上情况，有同学提出能不能选用其它的无脊椎动物作为实验材料。沼虾，学生不仅平时常吃常见，对它的生活习性也比较了解，也很容易买到新鲜活体的沼虾。于是，在生物拓展课上，同学们尝试“观察和解剖沼虾”，解剖发现后其内脏器官的形状、位置都非常清楚，不失为代替蝗虫和蚯蚓标本的更佳材料。
5.2 课堂上提倡质疑 课堂上，教师应提出学生不同的观点，出现不同的声音，博采众长，而不是教师一言堂。如果出现意见分歧，可以通过查找资料文献或实验证明自己的观点，证明的过程也就是科学探究的过程。
生物学课堂和其他科学课堂都是适合开展科学思维教学的平台，教师应将科学思维的培养融入课堂教学中，系统而有目的地长期培养学生的科学思维，为学生的终身发展奠定良好的基础[8]。
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准 [M] .北京：人民教育出版社，2017：4-5.
[2] 吴伟丰.“比较”促“成效”——化学比较思维的培养[J]. 教学研究，2017（7）:28.
[3] [4] 王吉文. 例谈高中生物学教学中理性思维能力的培养[J]. 生物学教学,2017,42(5):
13-14.
[5] 俞青. 生物建模在高中生物教学中的运用[J]. 基础教育，2018（6）：230.
[6] 张文红，魏 媛. 高职综合英语教学中批判性思维的培养[J]. 湖北经济学院学报（人文社会科学版）,2010,7(8):202-204
