基于科学思维的深度探究

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1、基于科学思维的深度探究作者：江侈作者简介：江彫，福建省宁德市高级中学(352100)o原文出处：《中学牛物教学》(西安)2018年第20183期第13-15页内容提要：基于科学思维进行深度探究，是一种以高阶思维为主导的深度思考。教学中可基于假说演绎，深入思考探究；基于批判性思维，引发问题探究；基于逻辑推理，层层递进探究；基于逆向思维，理性分析探究。期刊名称：《中学政治及其他各科教与学》复印期号：2018年07期关键词:科学思维/科学探究/假说演绎/批判性思维/逻辑推理科学思维与科学探究是生物学核心素养内容的重要部分

2、,二者的能力维度是相通的。科学思维是一种建立在证据和逻辑推理上的，对事物或问题进行观察、比较、分析、概括与推理的一种思维,是人们把握客观事物本质和规律的能动活动；对生命现象和规律的探究学习是一种发现学习,在发现问题、提出问题和解决问题的过程中,学习科学硏究的方法,培养学生的推理思维能力。思维能力及思维方式的培养是学生学习和教师教学的重中之重。基于科学思维进行深度探究，是一种以高阶思维为主导的深度思考、深度学习的过程。一、基于假说演绎，深入思考探究假说一演绎法是指在事实基础上观察和分析,提岀问题,通过推理和想象提岀解

3、释问题的假说,根据假说逬行演绎推理,推演岀某种特殊的推断,再通过实验检验。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。例如，在〃基因在染色体上"一节中，笔者首先介绍摩尔根的果蝇杂交实验：红眼（$）x白眼（g）,I―部是红眼J—体雌雄交配,L.中红眼（?）:红眼（3）:白眼（8）二2:1:1,白眼中只有雄果蝇。设问：如果你是摩尔根，你将如何解释果蝇白眼性状的遗传呢？基因的位置可能有几种?笔者引导学生分析在常染色体上、只在X染色体上、在XY同源区段、只在Y染色体上4种可能。学生通过分析很快

4、就能分析排除并余下两个假设：在X染色体或XY同源区段。由推理得出的结论并不具有逻辑的必然性,其正确与否,还需要实验的检验。随后,引导学生完成测交实验，演绎推理出果蝇和白眼果蝇测交的结果。经过演绎推理，学生发现无论控制红白眼基因只在X染色体上,或在XY同源区段O",测交结果一致。如何判断出基因的位置呢？学生深入思考探究，讨论后认为可选―9交产生的刊—个体作为材料，进行反交实验:“n,,两种假设反交结果不一致。通过演绎推理，学生最后得出：控制果蝇眼色的基因位于X染色体上［1］。在课堂讨论反交过程时,有位学生说了一句：”

5、随便选一只显性雄性与隐性雌性个体交配"，笔者以此为契机,在课堂生成新的探究问题。另一位学生提出若为I—I,则结果不一致，笔者借此强调雄性应选择纯合子，以及科学研究的严谨性。假说演绎推理是科学运用生物学知识解决具体问题的一种重要思维方式。通过基于假说演绎使学生深入探究，发现事物的本质规律，掌握科学硏究方法，激活学生的思维，发展其思维的逻辑性、严谨性。二、基于批判性思维，引发问题探究批判性思维是指对所学东西的真实性、精确性等进行个人判断”从而对做什么和相信什么做出合理决策的思维。批判性思维批判的是支持结论的理由，是反思

6、性思维,其核心要素包括批判性思维技能和批判性思维品质。教师应对学生进行形式多样的培训,让学生主动质疑、批判、自主思考并提供有说服力的论证,从而提高学生的科学思维品质。（-）运用教材中的批判性思维素材现行高中生物学必修教材，依据高中生物学课程改革纲要的要求,拓宽了学生思维培养的空间,强化了学生批判性思维的训练。教师可以尝试从知识的对立面或例外性角度提出问题，激发学生重新审视和判断对所学知识的理解是否科学、全面,从而训练学生的理性思维。例如，《生物•必修3•稳态与环境》人教版教材P.49〃技能训练〃中有关探究生长素在胚

7、芽鞘内运输方向的实验，提到该实验设计逻辑推理是否严谨？实验方案如何改进？对实验评价的能力是考纲的最高能力层次，考查批判性思维和逻辑推理。学生思考讨论得出：该实验缺少对照，结论不严谨，应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的对照实验,以研究生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。（二）基于批判性思维辨析概念概念辨析的目的是通过透视概念,加深认识并丰富概念的内涵和夕卜延。运用批判性思维审视概念,形成严密的逻辑性思维，将深化学生对相关概念的理解。例如,基因一定是有遗传效应的DNA片段吗？（RNA病毒无DNA）;"具有遗传效应的

8、DNA片段〃即是〃能指导蛋白质合成的DNA片段"吗？（还包括非编码区中的启动子和终止子）[2];单倍体育种得到的是单倍体吗？多个染色体组的个体一定是多倍体吗？科学思维始于审视与质疑。通过质疑审视概念,深入演绎推理,深化对重要概念的透彻理解,完成概念转变。（三）应用科学史学习批判性思维生物科学史记录着生物学科从产生、形成到发展的过程。学习科学史，有助于学生理解