构建三位一体课程体系推动科学思维发展

构建三位一体课程体系推动科学思维发展

作者：贺建

来源：《中国教师》2020年第02期

2018年1月公布的《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确提出以“核心素养为宗旨”，从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面发展学生的学科核心素养。其中，科学思维最为引人注目。科学思维的提出一方面为抽象的能力培养找到了具体的支撑，另一方面客观地反映了思维能力在教育目标中应有的重要地位。深化中学生物学课程改革，落实学科核心素养，科学思维能力的培养是一个关键问题。

但长期以来，中学生物学对思维能力的训练重视不够，课堂的思维含量不高，逻辑推理不够严密，以至于许多高中生经过多年的生物学学习仍然没有养成科学的思维习惯，面对生物学问题时，往往缺少科学分析和独立判断能力。这是一个涉及课程内容、教学方式、评价方式的综合性问题。因此，在生物学教学中推动科学思维发展，必须从课程内容、学习方式和评价方式上综合变革，才能有根本性的突破。 一、“三位一体”课程体系的建构

“三位一体”课程体系以科学思维为内在逻辑，从目标、内容（课程）、方法三个维度整体设计，构建了立体化的问题解决方案，突出解决当前教与学的关键问题。

在目标维度上，科学思维包括科学态度（尊重事实和证据、崇尚严谨和务实的求知态度）、思维方法（分析与综合、比较、抽象与概括等一般思维方法和实验与模型、假说演绎、系统分析等更具学科性的方法）、思维品质（深刻性、敏捷性、灵活性、批判性、创造性等）三层含义。在课程内容上，将国家课程、校本课程、研学考察等有机整合，划分为基础性课

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程、拓展性课程、研究性课程，每类课程均承载着发展科学思维这一核心目标，从而形成了内容—目标系统;每类课程又与内容组织、教学方式、评价方式相交联，形成内容—方法系统。 二、促进科学思维发展的教学方式 1.“任务驱动式”教学模式的建构

任务驱动式教学模式以任务式教学策略为主要手段，以思维训练为主要目标，通过任务式问题解决，推动自主学习、合作学习、深度学习，包括设计任务、布置任务、（通过深度学习）完成任务、展示评价等环节。

在必修课程中，以思维操作性任务为主，如概念建构、生物学现象的解释、观点的提炼和论证。在选修课程中，以项目式任务为主，一般通过实验、实践的方式解决问题。在研究考察课程中，以开放性任务为主，需要学生自己发现问题、解决问题。 2.教学中培养科学思维的思路方法 （1）利用概念教学培养科学思维

利用概念教学发展科学思维包括以下三层含义：首先，概念是思维的细胞，科学思维必须建立在科学概念的基础上。许多学生在分析问题时做出错误判断，不是思维能力不足，而是概念理解错误。其次，概念的建立需要抽象、概括、归纳、演绎等思维过程，概念的建构过程也是思维训练和能力发展过程。最后，概念学习中积极推动运用概念分析处理问题，在运用中训练思维，是推动学生科学思维发展的重要手段。

为达成上述目标，我们建立了概念教学“五步”教学法，即诊断、探究、构建、重建、应用5个学习环节。在概念诊断中，创设情境，激发学生对生物学概念研究的兴趣，培育科学态度。在探究、构建两个环节以归纳、演绎等思维方式进行观察、推理分析，加强学生对概念本质的认知，提升思维的方法。在重建环节，引导学生从大概念的角度系统归纳概念在已有知识体系的建构位置，提升思维的深刻性。在应用环节，则提出新任务让学生解决，提升学生思维的灵活性，从而提升思维的品质。 （2）利用实验教学培养科学思维

生物学是一门实验科学。在《分子与细胞》的教学中，实验是重要内容，因此，我们将通过实验教学促进学生思维发展作为教学的重点之一。

首先，规范实验行为和科学记录实验结果，以培养科学态度。比如注重记录的完整性、客观性、准确性，并进行实验绘图专项训练。

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其次，精心设计教学内容，提高实验的探究性、创造性和严密性。比如在物质鉴定实验中增加了对照组;在质壁分离实验中，增加了不同材料（洋葱内表皮、黑藻叶、花瓣）、实验方法（硝酸钾溶液），更改了实验条件（用盐酸处理）。

最后，重视实验报告的撰写，通过对实验结果的分析，引导学生解释现象与归纳结论，训练思维方法和思维品质。

（3）利用生物学史培养科学思维

生物学史具有丰富的内涵，挖掘生物学史中的有效信息，是培养科学思维的重要途径。 首先，利用科学家的事迹培育学生的科学态度。比如求真质疑、严谨客观、讲究证据等。 其次，利用生物学史启发学生的实验设计思维。比如分析乔治·埃米尔·帕拉德研究分泌蛋白实验的精妙，比较格里菲斯和艾弗里的肺炎双球菌转化实验的异同，分析肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的联系等。

最后，生物学史中的科学发现用鲜活的例子给学生展示了如何分析问题、解决问题，使学生得以按照科学家的思维过程再现历史。比如孟德尔和摩尔根的遗传实验、DNA半保留复制方式的证明等。

（4）利用项目式实践活动培养科学思维

校本选修和野外科学考察课程改变了传统的必修和校本选修课程的形式，以项目统整的方式，把课程、师生、学习时空、学习技术等核心元素统一起来，为学生构建了一个开放的课程体系。特别是在科学考察课程中，学生直面真实的生命世界和真实的科学问题，进行以学科联动为特征的综合性、实践性活动，极大地促进了科学思维的发展。 三、重视有利于科学思维发展的評价方法

《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中指出要推进综合素质评价，深化命题改革。在人才选拔中优化考试内容，突出立德树人，重点考查学生运用所学知识分析解决问题的能力。创新试题形式，加强情境设计，注重联系社会生活实际，增加综合性、开放性、应用性、探究性试题。这对生物学科来说尤为重要。

首先，应在课堂教学中倡导表现式评价，借助多种方式引导学生展示思维过程或问题解决过程，从而对学生的思维水平进行评价。其次，课后可设置开放性作业。比如模型制作、知识归纳、思维导图的绘制、调查报告的撰写及展示等，这类作业能更好地展现出学生的创造性。最后，重视在实践中评价科学思维。比如在野外科学考察过程中记录学生对相关问题的描述、

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讨论;采集样品进行检测后的数据的记录;实验结果的分析等内容;在考察结束后，通过对课题研究成果质量的评判以及“展示—交流—问辩”过程进行评价。

此外，还可以加强对纸笔测试命题的研究。在重视对基本概念和基本能力测试的同时，侧重设计思考性试题，突出对思维深刻性、灵活性、批判性和创新性的考查。

生物学作为一门自然科学，讲究逻辑与实证是其本质特征之一，深化生物学课程改革，提高课堂质量，理应大力推进科学思维能力培养的研究。这既是落实国家课程改革总体目标的根本要求，也是提高生物学课堂质量的现实需要。

本文系广东省新一轮“百千万人才培养工程”第二批结业论文。 （作者单位：华南师范大学附属中学） 责任编辑：胡玉敏 huym@zgjszz.cn