[摘 要]科学思维是生物学课程要培育的核心素养之一。本文以“被子植物叶的结构与功能”教学内容为例,探讨通过课堂问题链构建学生科学思维的过程。
【关键词]课堂问题链 结构与功能 科学思维
课堂问答是一种最常见的教学方法,能激发学生思考，推动教学进程,检验学习成果。将课堂问题有序组织形成课堂问题 链,能提升课堂教学效率。课堂问题链通过一连串相互关联的问题引发学生自主思考，让学生在逐步形成自主思维模式的过程中牢固构建知识脉络、深入理解生物观念,促进学生科学思维形成，是在课堂中落实学生核心素养的有效教学策略。构建学生科学思维的课堂问题链需要适切的情境问题引起学生兴趣和关注、可获取的事实和证据支撑学生思维进程、细化的下位问题触发学生建立思维联系、隐藏于问题中的线索引发学生产生新的质疑、全面合理的评价方式鼓励学生积极思考。本文通过“被子植物叶的结构与功能”教学内容,探讨构建学生科学思维的课堂问题链在教学过程中的应用。
一、启,适切的情境问题
情境问题的设置是为了调动学生学习积极性,让学生通过自主思考主动参与课堂过程。情境内容能引起学生关注是关键,所以情境应该贴近学生生活、接近学生认知水平、符合学生年龄特点。作为课堂教学环节的一部分,问题中所涉及的情境还必须科学、真实,与课堂教学内容相适切。情境是为课堂教学服务的,需要避免“为了情境而情境”的生搬硬套,情境内容对之后的学习体验要有启迪作用。生物学教学过程中不乏一些抽象的概念,如生物体内部结构、微观构造等,学生较难直观感受和理解。教师在设置情境的过程中可以运用类比、比较等方法展示问题，简化问题呈现方式,让学生能更形象和深入地认识问题。
在“被子植物叶的结构与功能”课堂导入阶段，笔者运用抛接硬币出现正反面概率的问题类比后续要讨论的叶正反面问题。然后,笔者直接呈现课堂问题:如何区分叶的正反面?自然掉落的叶是正面朝上居多,还是反面朝上居多?
抛接硬币活动源于学生日常生活,能迅速引起学生兴趣并引发关注，也能为学生后续考虑落叶正反面问题提供思考线索。区分叶正反面的问题能调动学生已有的知识和生活经验,通过思考和回答问题,学生能对叶的外观形态进行观察、比较和描述,这是进一步学习叶结构和功能的基础和准备。
关于落叶是正面朝上居多,还是反面朝上居多的问题,学生不能马上给予明确回答，但是会根据知识、经验等提出自己的猜测。学生会基于硬币抛接的概率问题猜测落叶正反面朝上的概率接近1:1,也会因为叶片本来正面朝上长在枝头上猜测落叶正面朝上的情况居多。当学生通过观察校园各处的落叶照片后便会产生“为什么落叶多为背面朝上”的疑问。猜测、质疑不仅能让学生对学习内容充满期待,还能激发学生的思考和探究欲,是构建科学思维的开始。
二、承,基于事实的证据
科学思维要求学生尊重事实证据，崇尚严谨求实,基于证据与逻辑对问题进行思考和判断。证据和逻辑可以来源于学生已有的知识和能力,这是学生前期的学习储备;也可以来源于新的观察和分析,这是学生不断自我提升的过程。课堂问题提出后,学生会调动自己原有的知识能力储备思考和解决问题,教师根据学生最近发展区提供新的事实证据启发学生思考。新证据、新知识的提供不应采用直接呈现的方式，可以通过积极引导,让学生自行发现或构建，也可以通过提供方法途径让学生自行获得,这是学生建立思维方式的过程,也是学生构建科学思维的准备。
情境引入阶段学生对“为什么落叶多为背面朝上”产生疑问,教师在引导学生思考过程中继续沿用抛接硬币活动进行类比,硬币出现正反面概率接近1:1情况的主要原因是硬币内部结构是均一的,学生产生自主联想和思考:叶片的内部结构是怎样的?叶片内部结构对落叶朝向是否有影响?
在寻求解答的过程中,学生会根据已有的知识能力储备否定风力等外界因素导致了此项结果,但学生现有的知识能力不足以解释清楚这一现象,需要教师提供事实证据等资源,帮助学生进行深入思考和探究。通过显微镜观察叶的内部结构,学生会发现贴近上表皮的内部结构更为致密。叶上表皮附近密度较大,从而导致落叶多为背面朝上。此处学生观察叶内部显微结构是为寻求“为什么落叶多为背面朝上”而自主产生的探究行为,是通过科学方法寻找事实证据的过程,是通过思维解决问题的具象表现。这与教师在课堂上直接展示叶内部结构并指导学生观察完全不同,这是带有明确目标的学习过程,是构建科学思维的重要一环。
三、转,细化的下位问题
在解决情境引入问题的过程中,学生开始课堂内容的学习。课堂内容的学习需要更细化的各级下位问题进行引导,使学生在思考过程中将知识内容整合成结构脉络。下位问题的设置不仅可以逐步细化，在细化的过程中搭建脚手架,为学生自主思考提供助力,也可以横向发展成网络结构,由若干主导问题牵引各级细化的下位问题,让学生在解决问题的过程中体会知识的内在联系,触发学生建立思维联系,深化学习效果。
在运用显微镜观察叶内部结构并解释“为什么落叶多为背面朝上”的同时,学生会关注到叶内部结构的其余部分。笔者设置了一系列相关问题,引导学生有目的地对叶内部结构进行深入观察,通过观察收集信息和证据,经比较、归纳、分析等方法解决课堂问题,让学生体验思维过程的逻辑性。具体问题如下。
为何叶片正面绿色更深?为何叶片绿色较深的一面朝向阳光?叶上、下表皮的细胞排列情况有何特点?叶下表皮上的空隙有何作用?是否能开闭,若能如何控制?叶片中类似管道的结构运输哪些物质?不同物质的运输方向是否相同?可能有几种不同类型的管道?
这些问题从叶的结构延伸,分别侧重于叶的不同结构与功能,既相互独立又相互关联,并将结构与其行使的功能紧密相连。学生通过针对性的观察寻找解决问题的证据和线索,结合已有的关于光合作用和蒸腾作用的相关知识,运用叶片结构功能与人体结构功能相类比的方法进行问题分析,并最终提出自己的见解。教师利用问题设置引领学生思维过程,能让学生在自主思考中建立自己的思维模式,在亲身实践中构建起自己的科学思维雏形。
四、结,藏于问题的线索
课堂问题的解决不是思维的终结，在解决课堂问题的过程中学生分析问题的能力得以提升，但科学思维还包括对既有观点和结论提出质疑的能力。科学探究过程本就是不断发现新的问题、不断探索的过程。在课堂问题设置、引导学生搜集证据、组织构成问题链时,教师可预留一些线索，允许学生提出不同意见，鼓励学生对课堂结论多做验证性探究,提供更多特例供学生发现和质疑,使学生思维和课堂教学得以延伸,在思维拓展中健全学生科学思维。
如内部结构均一的硬币抛接后出现正反面的概率是否真的接近1:1?表面革质的叶片其内部结构是否有所不同?特化的植物叶片如松针等，内部结构是否也会出现“特化”?生活在水中的植物与生活在干旱地区的植物其叶结构是否相同?若有不同,这些不同与其生活的环境条件是否有关?这些问题是学生学习后的思考,是课堂与思维的延伸,问题是有答案的,但思维是没有界限的,学生在不断地求索中才能构建科学思维。
五、促,鼓励思考的评价
评价的目的是驱使过程向着理想方向发展。课堂评价鼓励学生积极参与教学活动,帮助教师及时调整教学方式,并最终顺利达到预期目标。
促进学生科学思维构建的评价应多关注学生学习过程,采用过程性评价与形成性评价相结合的评价方式,并依据学生表现做具体反馈。
学生科学思维的构建是一个持续过程,需要学生在学习中不断探索、尝试和实践,适切的评价方式可以促进学生思维生成。评价方式越合理、评价反馈越及时,评价的激励效果就越明显。评价和反馈方式可以在教学过程中不断优化,以促进目标的最终达成。
参考文献:
[1]方美莲.利用探究性教学培养初中生科学思维的策略--以初中生物学教学为例J].中学课程辅导,2024(20).
摘自 ：《现代教学》2024/23第574期
