盧志薇

核心素養(yǎng)的發(fā)展培養(yǎng)是現(xiàn)階段教師所要研究的重要內(nèi)容，核心素養(yǎng)培養(yǎng)的價值并不僅僅體現(xiàn)在學生的發(fā)展上，在現(xiàn)階段高考的核心考點也開始與核心素養(yǎng)出現(xiàn)高度融合，這意味著學生核心素養(yǎng)的發(fā)展情況將會直接影響學生的升學。為此，高中生物學教師需聯(lián)系生物學科核心素養(yǎng)的構(gòu)成，設(shè)計有效的教學培養(yǎng)方案。科學思維是生物核心素養(yǎng)中的一個維度體現(xiàn)，這一素養(yǎng)主要體現(xiàn)在學生科學思維方式的形成上。為了有效地推動學生的科學思維培養(yǎng)，教師需聯(lián)系生物學科實際，選擇合適的方法進行設(shè)計。通過研究可以發(fā)現(xiàn)，科學史內(nèi)容的展現(xiàn)可以給學生展示多個科學研究史中存在的內(nèi)容，讓學生在其中對照著進行分析研究，就能讓學生逐步進行多種方法的探究與思考。接下來，筆者將結(jié)合自身教學研究發(fā)現(xiàn)，對利用科學史培養(yǎng)高中學生科學思維核心素養(yǎng)的方法進行簡要展示。

一、科學思維的培養(yǎng)價值簡析

科學思維也可以被稱之為理性思維，是指能運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法探討生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學社會議題。通過對學生科學思維的有效培養(yǎng)，學生能有效地經(jīng)歷上述四種思維研究過程，獲得思維能力的發(fā)展與思維方式的改變。這對學生今后的研究性學習開展或?qū)嶒炋骄康倪M行非常有利。

在現(xiàn)階段，隨著新高考改革的開展，新高考標準中明確提出了核心素養(yǎng)的考查要求，教師培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)就有了更加直接的價值。即通過核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，可以幫助學生更好地突破高考，進而考取心儀的大學。

基于上述內(nèi)容，筆者認為，科學思維作為生物學科核心素養(yǎng)的構(gòu)成，其培養(yǎng)價值較高，且對學生的發(fā)展有著直接的影響。高中生物學教師則要想辦法構(gòu)建更加有效的生物學教學，推動學生的發(fā)展。

二、利用科學史培養(yǎng)高中學生科學思維的方法

（一）做好課前分析，搜集科學史資源

科學史的有效展示可以幫助學生見證各個生物學家做出研究分析的過程，學生也可以在模仿性的研究、建模、推論過程中得到科學思維的發(fā)展。而為了更好地發(fā)揮科學史的效果，教師需在課前研究，就當前教學中適宜展示的科學史內(nèi)容進行搜集與開發(fā)，設(shè)計有效化的教學過程。為了達到這一點，教師在教學實際中需利用課下時間作出研究，搜集本課相關(guān)的科學史資源內(nèi)容。其中，教師可以就教材內(nèi)容進行研讀，分析其中涉及的各個生物學家及其相關(guān)的事例和成就。當然，在教材中很多生物學家的事例列舉得都較為簡略，若作為了解類內(nèi)容尚可，但想利用其推動學生進行研究就顯得略有不足。為此教師在通過教材找出基本的生物學家和其成就后，可以利用計算機多媒體進行網(wǎng)絡(luò)檢索，搜集更加具體的事例記載。在完成資源搜集后，教師可以對相關(guān)內(nèi)容進行總結(jié)整理，想辦法構(gòu)建教學展示的流程。

例如，在進行“細胞”相關(guān)章節(jié)的知識教學時，教師可以在對應(yīng)的知識教學開始前進行科學史資源的搜集，將其作為教學展示融入的內(nèi)容。其中，筆者研究發(fā)現(xiàn)，在高中階段，與細胞學建立的相關(guān)的科學家主要有維薩里——比利時人，從人體解剖入手研究，發(fā)表了巨著《人體構(gòu)造》，揭示了人體在器官水平的結(jié)構(gòu);比夏——法國人，他指出器官由低一層次的結(jié)構(gòu)——組織構(gòu)成，并把組織分為21種;虎克——英國人，細胞的發(fā)現(xiàn)者和命名者。1665年，他用顯微鏡觀察植物的木栓組織，發(fā)現(xiàn)由許多規(guī)則的小室組成，并把“小室”稱為cell——細胞;列文虎克——荷蘭著名磨鏡技師，他用自制的顯微鏡觀察，對紅細胞和動物精子等活細胞進行了精確的描述;德國植物學家施萊登和動物學家施旺——19世紀30年代提出了細胞學說，指出細胞是一切動植物結(jié)構(gòu)的基本單位。相應(yīng)地，在實際的教學中，教師可以聯(lián)系實際的教學內(nèi)容，對相應(yīng)的生物學家事跡進行進一步檢索，將其作為教學的內(nèi)容構(gòu)成。

（二）聯(lián)系學生發(fā)展，優(yōu)化教學開展方法

為了有效地發(fā)展學生的科學思維，教師需在展示科學史的同時讓學生聯(lián)系科學史中提到的科學家事跡進行研究，讓其嘗試著模仿復(fù)制一些實驗的過程。為確保學生在整個過程中可以獲得較高的發(fā)展，教師需就給學生提供實際探究分析的機會。在過去的教學中，理論講授法是教師常用的教學方法，這一教學方法的使用雖然可以幫助學生快速記憶一些生物知識，但學生缺乏自由論述研究的機會。目前，為了推動學生進行研究學習，教師可以對教學方法作出調(diào)整，聯(lián)系學生的實際發(fā)展情況構(gòu)建學生學習小組，推動學生進行合作學習。

例如，在進行“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”這一課的教學時，為了推動學生更加積極主動地進行分析研究，教師可以結(jié)合實際，圍繞學生的綜合發(fā)展情況，對教學開展的方法進行優(yōu)化。在實際中，為了有效地利用小組合作教學法開展教學，教師需先圍繞學生的能力發(fā)展情況作出分析，研究學生現(xiàn)階段存在的能力發(fā)展差異，再作出學生小組的劃分。在學生小組劃分完成后，教師在課上可以引領(lǐng)學生對相關(guān)的知識內(nèi)容進行學習，讓其感悟相關(guān)的科學史內(nèi)容，推動其思維的發(fā)展。

（三）運用媒體工具，構(gòu)建有效化展示

科學史內(nèi)容能否有效展現(xiàn)，對學生的科學思維發(fā)展有著重大的影響。而為了確?？茖W史內(nèi)容展示的有效進行，教師需對教學展示工具進行開發(fā)研究，構(gòu)建有效展示的過程。多媒體是現(xiàn)階段已經(jīng)普及化的信息化教學工具，可以幫助教師進行更加有效的教學展示過程，這對學生的發(fā)展也是非常有利的。為了推動學生的發(fā)展，教師在教學實際中就可以利用多媒體教學工具展示科學史相關(guān)的圖片視頻內(nèi)容，幫助學生對科學家的事跡與生平進行分析，感悟相關(guān)的實驗內(nèi)容。

例如，在進行“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”這一課的教學時，為了幫助學生對孟德爾遺傳定律有一個深刻的認識，教師可以利用課余時間搜集更加豐富的孟德爾遺傳定律的材料。這些材料可以包含孟德爾的個人信息，其發(fā)現(xiàn)遺傳因子的條件和事件等。在教學的實際過程中，教師可以將相關(guān)科學史材料的展現(xiàn)融入教學，給學生構(gòu)建豐富且有效的教學展示，推動學生進行理解研究。又如，在進行“有絲分裂”這一課的教學時，為了引導(dǎo)學生進行認知，教師可以搜集波蘭科學家麥克和瑞士植物學家內(nèi)格里的成就，讓學生了解“第一個看到細胞核分裂的人”和“第一個看到染色體的人”，以此增加其感悟。像這樣，學生通過相關(guān)圖片文字資料的分析，其能力和知識認知就可以得到有效提升與發(fā)展。

（四）引導(dǎo)學生討論，發(fā)展學生思維

學生討論的進行對學生思維的發(fā)展非常關(guān)鍵，為了確保學生可以進行有效的討論過程，教師在教學實際中需做出教學設(shè)計上的研究，就學生討論的激發(fā)進行分析。問題導(dǎo)學是一種常用的教學方法，其核心內(nèi)容是利用問題的提出引導(dǎo)學生進行討論學習。為確保問題導(dǎo)學可以有效地發(fā)揮其設(shè)計效果，教師在教學實際中需就問題的設(shè)計和提出做出分別研究。在問題的設(shè)計方面，教師需聯(lián)系科學史內(nèi)容進行拓展研究，找出合適的主題與科學史事件，圍繞實際情況設(shè)計問題。在提問時機的選擇上，教師則可以將其放到教學開始前作為導(dǎo)入問題，也可以將其放在課堂的引申環(huán)節(jié)引領(lǐng)學生思考。

例如，在進行“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這一課的教學中，教師可以聯(lián)系本課的實際內(nèi)容設(shè)計一些問題，引領(lǐng)學生進行思考。通過分析可以明確，本課的內(nèi)容包含幾個經(jīng)典的病毒實驗，即1928年，英國科學家的R型菌和S型菌的轉(zhuǎn)化實驗;1944年，美國科學家艾佛里和他的同事所做的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗;1952年赫爾希和蔡斯，以同位素標記法進行的實驗。這幾個實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。在明確相關(guān)的內(nèi)容后，教師在教學中可以將這幾個實驗展現(xiàn)給學生，并引導(dǎo)性的設(shè)計提問，引領(lǐng)學生思考為什么這些實驗可以證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，為什么DNA不是全部的遺傳物質(zhì)。通過這些問題的思考探究，學生就可以逐漸加深理解。

（五）融合實際事例，幫助學生進行感悟

實際的案例總能更加打動學生，為了幫助學生深入地了解科學史內(nèi)容，發(fā)展其科學思維，教師在教學中設(shè)計教學展示時，可以融入一些現(xiàn)代的科學家實例進行展現(xiàn)，讓學生分析現(xiàn)代科學家中那些偉大的存在，感受其奉獻精神?，F(xiàn)代科學家由于時代較為接近，學生通過一些網(wǎng)絡(luò)媒體途徑也可以接收到他們的相關(guān)信息，這一類事例內(nèi)容展示可以更好地打動學生，讓學生產(chǎn)生感悟，并聯(lián)想到自身該怎么做。

例如，在教學實際中，教師可以為學生展示我國科學家屠呦呦的事跡，讓學生通過其生平的分析和杰出的貢獻加以感悟。其中，為了幫助學生更好地了解屠呦呦研究的重要性，教師可以為學生展示“瘧疾”相關(guān)的圖片材料，讓學生明確這一疾病的危害。通過這一展示過程，學生就可以認識到其貢獻。又如，教師還可以為學生展示鐘南山的事跡，引領(lǐng)學生認識其貢獻，幫助學生了解生物學在疾病防治上的作用和價值。再如，教師可以從“克隆”這一概念入手，為學生展示我國生物學家童第周的事跡，讓其感受“中國克隆之父”這一稱號的重量。在完成上述內(nèi)容的展示后，教師可以讓學生從科學家的實際聯(lián)想自己，分析自己又該如何做，才能為我國未來生物科學事業(yè)的發(fā)展增磚添瓦。

（六）創(chuàng)建學生活動，引導(dǎo)學生分析探究

科學思維的培養(yǎng)不應(yīng)僅僅停留在理論的展示和引導(dǎo)上，教師還需聯(lián)系實際設(shè)計一些學生實踐探究的活動，讓其自主地進行一些科學家事跡的追尋和研究。為此，教師在教學實際中可以在教學準備環(huán)節(jié)作出分析，思考有效學生活動的構(gòu)建方法。在實際的活動構(gòu)建中，教師除了要考慮學生的發(fā)展之外，還需聯(lián)系活動的難度進行思考，給學生設(shè)計幾個可行的探究目標，引領(lǐng)學生進行學習。

例如，在進行“基因突變和基因重組”相關(guān)知識的教學時，教師可以構(gòu)建學生探究活動，引領(lǐng)學生通過網(wǎng)絡(luò)檢索的方式搜集相關(guān)的材料和資源，讓其更加充分認識事物的兩面性，感知基因突變的特點。在學生研究的過程中，教師可以引導(dǎo)其搜集我國雜交水稻之父袁隆平的材料，讓學生分析其貢獻。像這樣，通過學生活動的開展，學生就可以獲得分析研究的機會，其自身的能力也能得到提升。

（七）研究歷史實驗，感悟生物學內(nèi)容

生物學的科學史與實驗是密不可分的，其中敘述了很多科學家的經(jīng)典實驗，正是這些實驗的開展，推論出了很多重要的生物知識。通過對這些歷史實驗的研究與模仿，學生就可以體會科學家鉆研研究的過程，這對學生的知識理解是很有幫助的。為了幫助學生體驗這些實驗，教師在教學實際中需利用準備環(huán)節(jié)搜集相關(guān)的實驗并作出研究分析，探究將其展現(xiàn)給學生的有效方法。其中部分難度較大或操作煩瑣的實驗，教師可以借助媒體展示的方式對相關(guān)信息進行解析，讓學生有所認識即可。對那些操作難度較低或可以簡化模擬的實驗，教師則可以鼓勵學生嘗試進行實驗探究。

例如，在教學實際中，教師可以讓學生研究1952年赫爾希和蔡斯所進行的T2噬菌體實驗。由于該實驗具有較高的要求，中學實驗室并不具備完成條件。所以教師可以給學生提供相關(guān)的具體材料，讓學生進行分析。在學生研究的過程中，教師可以引導(dǎo)性地作出展現(xiàn)，為學生解釋噬菌體和相關(guān)實驗的原理，幫助學生進行解析與理解。通過這一過程，學生就可以認識歷史實驗的開展背景與成就，也能更好地理解生物學研究的特點。

（八）設(shè)計有效評價，展現(xiàn)學生發(fā)展

教學評價是教學的重要構(gòu)成部分，在學生科學思維的培養(yǎng)過程中，教師同樣需要借助教學評價的有效設(shè)計將學生的科學思維發(fā)展情況展現(xiàn)出來。為了達到這一目的，教師在教學實際中需圍繞學生的素養(yǎng)發(fā)展做出教學評價設(shè)計的拓展。在原本的生物教學設(shè)計中，教師設(shè)計的教學評價多是圍繞學生的知識掌握和課堂表現(xiàn)而展開，在當前，為了量化學生的科學思維發(fā)展，教師需從教學實際出發(fā)作出架構(gòu)，選擇合適的依據(jù)定性學生的發(fā)展水平，進而設(shè)計有效化的教學評價。

例如，在一段時間的教學完成后，為了評測學生的科學思維發(fā)展情況，教師可以設(shè)計相對應(yīng)的教學評測設(shè)置。其中，教師可以通過實際調(diào)研和實驗開展的方法進行。首先，針對實際調(diào)研，教師可以采取問卷調(diào)查的形式對學生進行評測，分析科學思維培養(yǎng)教學開展前后學生科學思維的變化情況。其次，在實驗開展方面，教師則可以通過有效教學實驗的創(chuàng)建讓學生展現(xiàn)自己，最后，教師再從學生在實驗中表現(xiàn)出的各項素質(zhì)評價學生的科學思維發(fā)展情況。

三、結(jié)語

綜上所述，在當前，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)已經(jīng)成為教師開展教學的重要內(nèi)容。為了推動學生科學思維核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，教師在教學實際中可以借助科學史內(nèi)容的展現(xiàn)幫助學生感悟歷史實驗，分析科學家的事跡。在實際的教學中，教師需圍繞教學設(shè)計作出分析，想方設(shè)法將科學史的有效展現(xiàn)融入其中。

注：本文為福建省教育科學“十三五”規(guī)劃2020年度教育教學改革專項課題“基于科學史開展科學思維訓(xùn)練教學的案例研究”（課題號：Fjjgzx20-071）研究成果。

（宋行軍）