高中生物的科学思维

高中生物的科学思维（精选6篇）

篇1：高中生物的科学思维

生物概念教学中科学思维方法的培养

摘要 主要探讨生物概念学习和科学思维方法指导的整合，总结生物概念教学思维方法策略，以达成概念学习与学生能力发展的相互促进。

关键词 概念学习科学思维训练

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

生物学概念的形成和发展过程，也是生物学研究方法的形成和发展过程。因此，在生物概念教学中，教师充分把握好生物概念形成和生物学研究方法之间的内在联系，在知识教学中渗透科学思维方法培养，能促使学生在深入理解生物概念的同时，逐步熟悉和掌握生物学研究方法，明确能力目标。制定思维训练计划

无论是布卢姆还是奥苏贝尔的学习理论，都强调学生学习前的认知状态、学习动机、学生主动积极参与程度、学习的连续性。学生习得新信息主要取决于他们认知结构中已有的有关概念，意义学习是通过新信息与学生认知结构中已有的有关概念相互作用才得以发生。建构主义理论则关注学习者如何以原有的经验、心理结构和信念为基础来建构知识，更加强调学习的主观性、社会性和情景性，认为学习是一种主动建构的过程。

因此，在学习新概念之前，教师深入分析教材，挖掘教材中所包含的科学思维方法，确立清晰的思维培养目标，在备课时制定思维方法训练计划，在教学中有计划的落实。学生在学习的过程中也明确自己的学习过程运用了哪些科学思维方法，这样才能最大程度的发挥主观能动性，让概念的构建与能力的培养达成双赢。做好学情分析，提高训练计划有效性

中学生思维能力的局限及生活经验的影响，使其对生物学中很多重要的概念存在片面的理解，因此，对概念学习前的学情了解极为重要。教师通过提问、谈话及简单的问卷等形式，引导学生在问题的驱动下，思考解决问题的思想方法和学习所应用的知识，以提高教学有效性。

例如对“光合作用”的学习中，往往发现学生对于光反应和暗反应过程缺乏深刻的理解，对二者的关系缺乏全面的认识；部分学生不能正确理解光合作用和呼吸作用的关系等。在讲授新课之前，提出如“在有光能的情况下，叶绿素与二氧化碳结合产生葡萄糖和水，这样的说法正确吗?”绿色植物不论何时，光合作用是持续不断地进行的吗?„„”教师通过这些有针对性的问题，来了解学生已有的知识背景与前概念。

不同的学习内容所涉及到的科学思维方法也不同，所选择的教学方法也要顺应调整，教师对学生易产生混淆的认识有比较具体的了解，才能有的放矢，采用最佳的教学策略。结合科学史，展现科学思维方法价值

科学史是承载科学价值内涵的重要渠道。科学史的学习不仅可以让学生加深对生物概念的理解，也可帮助学生进一步认识与掌握科学思维方法。

人教版高中生物教科书中有大量关于生物学发展史生动事例的描述，如关于光合作用发现史，教科书介绍了光合作用的发现进程中起重要作用的几位科学家所做的工作。从光合作用的发现史，学生了解到“光合作用”是科学家们经过200多年的艰苦探索才逐步了解的，这一历史发展过程的学习有助于学生深刻地理解“光合作用”的本质(表1)。引导充分交流，用科学思维方法诠释概念

学生对概念的学习要遵循从感性到理性，从具体到抽象的认识规律，通过观察、感受、分析、抽象概括而引出概念。中学生思维能力的发展正处在从形象思维到抽象思维的过渡时期，因此，对概念的理解更需要感性材料的支持。这里的感性材料是指包括教师直观生动的语言表述本身在内的，对演示、试验、模型、标本、图像的观察和生物学概念原理与社会生产、生活实际相联系所进行的讲解。

4.1 归纳思维抽象过程，有效建构概念

生物学概念是抽象思维的产物，因此，对于概念的认识与建构并不是在头脑中机械地去重复有关对象的逻辑定义，而必须是以在思想中实际地建构出其模式为必要前提的，深入挖掘教材中蕴含生物科学思维方法。教师在讲解概念的过程中，剖析概念与原理形成过程中所运用的科学思维方法，可提供分析的示例，选择具有典型性的事例；学生通过对特例的考察，弄清这一概念的直观背景，把这一概念与已经掌握了的概念联系起来，从而使其成为整个知识体系的一个有机组织成分的一个同化过程。在学生获得必要的感性认识基础上，教师按照生物学概念建立的思维过程，引导学生运用分析、综合、比较、抽象、概括、类比等思维方法，对感性材料进行思维加工，抽象、概括出事物的本质属性和共同特征，进而形成科学概念，在生物学概念教学的同时发展学生的科学思维能力，如对孟德尔遗传规律的学习。

孟德尔在遗传学研究上独特的科学研究方法所蕴含的深层面的思维品质，经过认真的观察、比较、分析，选定豌豆为杂交实验材料开始，体现出盂德尔善于总结和继承前人研究的成果和经验，实验材料的正确科学选取，为其成功发现遗传规律奠定了基础(表2)。

人教版必修2《遗传与变异》中仅第一章“遗传因子的发现”就蕴含了丰富的科学思维方法，因此，教师对教材从思维方法层面的挖掘，可以有效地在概念学习过程中发展学生能力。同时，通过对科学思维方法的培养过程，学生加深了对生物学概念的理解，知识得到深化(表3)。

4.2 指导信息梳理，归纳概念的本质属性

对信息进行有效的整理需要用到分析法与比较的方法。分析法是指把一件事情、一种现象、一个概念分成较简单的组成部分，找出这些部分的本质属性和彼此之间的关系。而比较是对有关事物进行分析，在区分出事物之间各自的特征的基础上，将事物之间的特征进行对比，从而得出它们之间异同点的方法。

如学生对光合作用的学习中，不少学生对氧的来源认识上存在误区，因为呼吸作用消耗氧气，产生二氧化碳，这一生理现象学生十分熟悉。在学习光合作用的过程中，学生发现光合作用消耗二氧化碳，放出氧气，因此很容易将二氧化碳和氧气紧密联系在一起，认为氧气中的氧来自二氧化碳。虽然在学习的过程中教师不断提出证据或反复讲解，但这一错误的概念，仍然存在于相当一部分学生的认识中。教材中专门介绍了鲁宾和卡门在1939年用小球藻悬液进行的两组实验。在对这一内容进行学习时，教师可引导学生进行充分的交流与讨论，通过对鲁宾和卡门实验的分析与归纳，抽象出实验结论支持的观点是光合作用产生的氧气全部来自水。这一学习过程中学生必须运用到科学思维方法中的分析、类比、推理、演绎、归纳、综合等。

再如对光反应和暗反应的相关内容也是学生易产生混淆的内容之一，教师如果采用比较图表的形式，可以帮助学生有效地运用精加工策略，使新知识与已有知识取得联系，通过联系对比，排除知识间的干扰和混淆，从而获得正确的认知，此时需要用到比较、分析、归纳等思维方法。关注阶段性总结，实现科学思维能力培养

在分析的基础上综合，抓住普遍性、本质的东西，在构建概念体系的过程中实现对科学思维能力的培养。

如讲述生物膜系统这个概念之前，学生已经习得细胞膜、核膜、内质网、溶酶体、叶绿体、线粒体等生物专有名词。关于生物膜系统概念的教学，教师首先在引导学生总结细胞内的各种膜结构的基础上，提出生物膜的概念名称，理解此概念内涵与外延，使其明确生物膜的结构具有一致性；了解它们在功能上协调一致的关系，从而为形成生物膜系统的概念做好铺垫。最后，启发学生进行归纳与总结，综合各种膜的共性，给生物膜系统下定义。待物质跨膜运输及细胞膜流动镶嵌模型的学习完成后，可以再一次进行归纳，分析各种膜结构之间在结构上的一致性，从而丰富对生物膜系统的理解。学生从科学家对生物膜结构的研究历程的分析，可以感受到，分析成分是了解结构的基础，现象与功能为探究结构提供了线索，而任何一个科学概念的形成，都需要建立在实验的基础上，对假说进行一次次的验证与修正。可以说科学概念的形成过程，也正是思维的发展过程，学生在逐步构建概念体系的同时，也培养了科学思维能力。提升思维品质，注重思维的持续发展

只有通过在思维层面上反思，才能领悟思维方法的真谛，才能发展创造性思维，使思维品质不断提升。

6.1 反思思维过程，优化思维结构

教师指导学生及时反思、归纳与总结，培养梳理知识的学习习惯，引导学生采用绘概念图等方式，整理知识间的内在联系，关注思维本质，挖掘内在的思维方法，有利于学生对知识的自我建构。概念图突出了知识的纵向和横向的联系，可以帮助学生建立知识的主体网络结构，增强学生的分析、推理和演绎能力，有利于学生同时对多个概念及知识的理解和记忆，达到系统化和具体化。

6.2 借力习题评讲，提炼思维方法

新课程的高考提倡“能力立意”，主要体现理解能力、实验与探究能力、获取信息能力及综合运用能力。学生能否解答“能力立意”考题，关键取决于他们是否能够从题目中获取有价值的信息，在获得信息后能否快速地迁移到具体的情境中。能力要求的考查要以一定的知识与技能为载体，教学中，教师也可以设计一些新颖的题目，例如对某个探究实验的设计；对某个生活问题的研究，对一种遗传现象的调查(如调查本班学生中单眼皮与双眼皮学生的比例，分析该性状的遗传规律)等，让学生在实践中应用所学的方法。

教师习题讲评时，应结合试题进行分析、总结、归纳、比较。注重揭示蕴含的思维方法，指导学生分析命题意图、明确解题思路，进行思维模型的构建。从而提高解题的针对性，降低答题的错误率。

生物学的思想和方法是学科发展的灵魂，科学思维的培养是全方位、多角度的，在对生物概念的学习过程中，帮助学生领悟发现和创造的思维轨迹，从中学到思维创新的方法，从而逐步养成现代的科学思维方式，形成良好的思维品质，让学生不仅学到生物学知识，更增强了科学素养，培养学生科学的学习方法和缜密的思维习惯、形成科学的问题解决策略，是教师需要不懈努力的课题。

参考文献：

[1]维果斯基，思维与语言[M]，杭州：浙江教育出版社：1997.[2]王嘉毅，教学研究方法论[M]，甘肃文化出版社：1998.

篇2：高中生物的科学思维

摘要：本文从归纳与概括、类比与推理、模型与建模及批判性思维四个方面分别阐述对于学生理性思维的培养策略，同时结合高中生物教学活动的一些详细事例，提高人们对理性思维在生物学习方面运用的重要性。

关键词：高中生物学教学；理性思维；培养策略

理性思维是将信念建立在证据上的一种思辨和逻辑推理能力。理性思维的培养能引导学生遵循事物发展规律认识本质，是学科核心素养的重要组成。现如今应试教育现象严重，课堂上过于重视培养应试技能，忽略理性思维能力的培养，而理性思维不光是中学生物核心素养之一，也是学好生物的基础。因此，教师在教授知识的同时应加强理性思维的培养，引导学生思考，适时创设教学情境，培养学生科学的思维方式。

一、理性思维对生物学习的重要性

我国最新发布的《普通高中生物学课程标准》将学生理性思维的发展聚焦于：质疑是思考的视角、实证是判断的尺度、逻辑是论辩的准绳。因此教师要通过教学让学生学会运用归纳概括、类比推理、模型与建模等方法讨论生命现象，批判和质疑生物学争议性议题；每节生物课堂都注重理性思维的培养并运用于日常生活，让理性思维成为学生思考的直接方式。

作为学科的核心素养之一，理性思维能够使学生面对复杂现实生活时，分析问题提出解决；能从生物理性思维方法中提炼出跨学科的有助于形成适应个人终身发展和社会发展需要的基本态度、思维习惯。

二、在生物教学中培养理性思维

（一）以生物学核心概念为基础，培养学生归纳与概括的思维

归纳与概括是从个别性的知识（或规律）归纳到一般性的知识（或规律）。而生物学核心概念是在生物学现象、生物学事件和生物学过程的基础上归纳、推理出来的结论，是对同一类生物学问题本质特征的抽象和概括。因此在教学活动中以生物核心概念为基础，引导学生以具体事实为基础进行归纳与概括。

如，高中生物中，“转录”和“翻译”是核心概念，二者既相互独立又密切相关。学生是否成功掌握核心概念并不以完整复述为根据，而以能否通过归纳概括理解概念的本质解决实际问题。如通过教学，学生已有转录和翻译过程的区别等基本知识，而线粒体位于细胞质基质中，已知溴化乙啶能抑制mRNA的合成，经溴化乙啶处理，检测到线粒体中参与mRNA合成中的RNA聚合酶的量和活性都没降低，由此可推测RNA聚合酶是由细胞核中的基因控制的。那么线粒体被称为“半自主性细胞器”的理由也可以?M一步归纳出线粒体自身具有一套遗传表达系统，但其转录、翻译等过程必须依赖于核基因。

（二）以日常生活为基础，培养学生类比推理的思维

类比推理是从已知的情况推出未知的情况、未知的现象时可以把已知的现象和未知的现象看成是类似现象的依据。高中生物中有些知识较难理解，若学生用类比推理将新旧知识联系，则能使学生快速消化。

如，在“通过激素的调节”一节中，为方便学生理解神经递质与特异性受体，授课时可将激素调节和手机运行原理作类比，手机运行原理：一只手机一个号码一种信号，拨打号码信号就会向周围发射，并且只有这个手机能接收，激素调节亦如此，特定的内分泌腺分泌特定的激素，激素进入身体各处由特定的靶细胞接收识别特定的信号。通过类比深化了学生对知识的理解。

（三）精选材料，培养学生模型与建模的思维能力

模型是有力的教具之一，其立体特征使学生更容易领会。比如，在《细胞器―系统内的分工合作》一节中，细胞器知识多而复杂，显微镜观察又缺乏立体特征。所以如果能配合模型观察，教学效果会更好些。

如制作植物细胞，备一个礼品盒盖、镊子、彩色带、棉花、彩色颜料、不同颜色的气球、剪刀、胶水。将灰色的带子用胶水把他们黏在盒盖上充当细胞膜，换黑色带子黏在细胞膜外一圈充当细胞壁，用镊子将棉花蘸上绿色颜料贴在细胞膜里，贴满。少量沙装入棕色气球，打结，用胶水贴在细胞质左中央充当细胞核。将装有少量清水的白色气球打结充当液泡，用胶水黏在细胞质上。通过细胞模型的建构，学生深刻理解了植物细胞的结构特点，体验了模型建构的学习方法，提高了理性思维能力。

（四）借助实验，培养学生批判性思维

批判性思维的关键是善于提问，求同存异，也就是逻辑地怀疑与论辩能力，是理性思维在生物教学方面的特别体现。所以为培养学生的批判性思维，在教学中教师可以借助实验来培养学生的求异思维，锻炼他们对问题的分析与探究能力。教师要改进教学观念，在注重课堂教学中求异思维的培养，逐步提升学生的能力。

如“渗透作用”的实验，教师按步骤引导部分学生按部就班地进行实验，另一部分学生以小组形式分别开展探究。一些小组用纱布代替半透膜，一些小组把半透膜两边设为一种浓度的同类溶液。各个小组所用材料和操作不同，但是开展试验后交流中发现，每个组渗透作用发生条件都一样。这样可以增强学生生物学习的兴趣，明白科学研究方法的多样性。

三、小结

教学理念在不断更新，教育是为了塑造“全面发展的人”，只重视知识的传授已然不符合时下前进的脚步。因此“授之以鱼不如授之以渔”在教学过程中教会学生理性思维的方法有利于学生自身素养的发展与提高。

参考文献：

篇3：小议高中生物学学习的思维障碍

一、学生思维障碍形成的原因

根据布鲁纳的认识发展理论, 学习本身是一种认识过程, 在这个过程中, 个体的学习总是要通过已知的内部认知结构, 对“从外到内”的输入信息进行整理加工, 以一种易于掌握的形式加以储存, 也就是说学生能从原有的知识结构中提取最有效的旧知识来吸纳新知识, 即找到新旧知识的“媒介点”, 含混不清的知识会对新知识产生严重的干扰, 给理解、记忆及应用造成极大困难。如果教师的教学脱离学生的实际;如果学生在学习过程中新旧知识不能顺利“交接”, 那么这时就势必会造成学生对所学知识认知上的不足、理解上的偏颇, 从而在解决具体问题时产生思维障碍。在高中生物学学习中, 学生不同程度地存在着各种各样的思维障碍。

二、思维障碍形成的具体表现

1. 生活观念和科学衔接障碍

生物学的研究对象是自然界中的生物及其生命活动规律, 学生置身于千变万化的生物世界中, 自然地会获得有关生物方面的感性认识, 形成一定的生物常识和经验。学生具有的生活观念有的基本正确, 对学习有促进作用;也有的观念是错误的, 对生物规律的正确理解和运用, 将起一定的消极作用。例如, 用1kg黄豆生成5kg黄豆芽, 在这个过程中, 有机物含量的变化是 () A.变多。B.变少。C.先变少后变多。D.不变。学生往往会错选A, 这是由于受原有的生活观念的影响, 想当然地认为在这个过程中重量增加了。总之, 错误的生活观念往往驱使学生作出想当然地判断, 造成学习上的思维障碍。

在教学中只有通过生活与科学的反复联系比较, 才能排除“先入为主”日常概念的干扰障碍;并化消极因素为积极因素, 利用日常概念或经验, 以同化新概念、新知识。

学生学什么、怎么学、为什么学?教师教什么、怎么教、为什么教?不同的着眼点在学生学习和教师教学中会有不同的表现, 以提高考试分数为目的和提高学生素质为目的的不同指导思想, 影响甚至左右着物理教学的整个过程。由于创造力在素质教育中的突出地位和它在考试中可操作性的不足, 使得对学生创造力的培养成为两种指导思想差别的核心。创造力是一种综合素质, 发展学生的创造力, 首先要具备科学的认识和健全的智力, 这是发展创造力的基础;同时还必须具有创新精神和创新思维, 以上两个方面都是发展创造力必不可少的。本文就如何培养学生创新精神和创新思维方面的实践与探索谈些个人的体会和看法。

一、以创造性的教带动创造性的学

发展经济, 采用加大科研力度、提高科技含量的途径, 已被证明是正确的、行之有效的路子, 然而与此对应的是, 要促进教学, 提高教学效率, 必须加大教研力度、提高教研水平的思路, 并不见得被广大教育工作者认同。学校中加班加点对习题进行大幅训练的做法并不少见, 但学生在大量重复性劳动中得到的只是模仿能力, 而不是创造能力。在我们遇到教学中的难点时, 是把这个难点问题的答案反复讲给学生听、并搜集各种题目发给学生做, 还是教师通过对科学教育成果的再学习, 结合对教材的研究, 创造性地运用某些方法, 使学生对该问题达到本质上的领悟?笔者认为应采取后一种途径, 因为在后一种途径中, 教师的创造性思维方式以及从中体

2. 名词术语性障碍

名词术语性障碍, 指由于生物学科中繁杂、陌生以及相似、音近、义同、多义等多方面的语词性困难, 而给学生学习思维所带来的消极影响。这集中表现在以下诸方面: (1) 词语量多:以高中生物学为例, 据统计, 290页的书中有名词术语630多个, 生词之多居各门课程之冠, 平均每课时学生要学习和掌握近十个名词术语, 这确有一定难度。 (2) 陌生词多:生物学中的600多个名词术语中, 日常很少见闻的接近90%。诸如“群落演替”“反馈调节”“生态位”“物种丰度”“细胞毒性T淋巴细胞”“外毒素”“突触”“神经元胞体”“静息电位”等, 学生从未听过。陌生词多实则是信息量增多, 学习起来自然困难。 (3) 同义词多:同义词是说一个概念可由几个词语来表达。如“配子”与“生殖细胞”, “合子”与“受精卵”, “ATP”与“三磷酸腺苷”等, 它们大都是几个词语表达的同一个概念。同义词多, 学习中容易出现概念混乱。 (4) 近似词多:近似词指形近似或音近似、义近似的名词术语。如“染色体”与“染色单体”, “异化作用”与“同化作用”, “能量释放”“能量转移”与“能量利用”, “呼吸作用”“呼吸过程”与“呼吸运动”, “生长激素”与“生长素”等等, 很容易出现概念混淆。

要排除名词术语性障碍, 弥补学习缺陷, 一是对陌生乖僻的词语加强感知, 强化“材料驱动”;二是对同义词、多义词、近似词等深入理解, 多作比较, 强化“概念驱动”;三是增加重现率、多加运用、增进所学知识的迁移。

3. 思维定式障碍

产生这种思维障碍的原因是学生掌握了某些概念、原理和规律, 虽然条件改变, 仍然用已掌握的模式去套、机械照搬, 导致行为现的一言一行, 无不让学生耳濡目染、潜移默化, 对带动学生进行创造性学习起到积极作用。

二、让学生在物理创造活动中培养发散性思维

按思维的智力品质分类, 思维分为再现性思维和创造性思维, 学生在学校中学习, 再现式思维是主要的学习方式, 相比之下, 创造性思维的实践机会则比较不足, 因此, 如何发展他们的创造性思维, 就显得尤为重要。心理学家认为, 学生的发散性思维方式有利于发展他们的创造能力, 当他们头脑中通过发散性思维所形成的观念经过收敛性思维方式的组合, 便可产生新颖、独特的社会产品, 这就是创造。

三、让学生具备敢于向传统挑战的精神

现代心理学研究表明, 创造性思维是一种连续的而不是全有全无的品质, 人人都有创造性思维和独创性, 问题是怎样使学生发扬这种品质, 保护他们在学习中不拘泥、不守旧、勇于创新、敢于向传统挑战的精神。

传统圆规的两条腿, 一条腿用于画圆, 另一条腿固定圆心位置。用于画圆的那条腿, 不同的圆规有不同的结构, 有的是装上铅笔芯, 有的是装上鸭嘴笔头, 有的则装上粉笔, 而另一条腿, 不管是哪种圆规, 清一色的都是一根钢针, 在纸上或木质黑板上戳一个洞, 以此固定圆心的位置。一位学生对这种传统圆规提出了异议, 因为他看见了教师用圆规在毛玻璃黑板上画圆时, 圆规的圆心经常打滑, 他想到钢针的针尖不可能在毛玻璃上戳个洞。因

的公式化, 尤其是在条件变化又隐蔽的情况下, 越容易上当受骗。例如, 豚鼠的黑毛对白毛是显性, 一对黑毛杂合体豚鼠交配, 产生4个子代。它们的表现型可能是 () A.全部黑毛。B.3黑1白。C.1黑3白。D.以上都有可能。如果学生简单套用分离规律:一对杂合等位基因杂交后代分离比是3:1, 就要错误地选择B。

为消除这类障碍, 教师要培养学生思维的变通性, 思维活动应随机应变、举一反三、触类旁通, 其核心要“活”, 要加强变式练习。

4. 困惑因素障碍

生物试题中常存在干扰性因素, 就是问题中与解题无关的多余信息, 它的作用是增加试题的迷惑性和试题的难度, 以干扰解题的思路。例如, 已知某物种的细胞中含有24个DNA分子, 其中有2个DNA分子含有24 000个碱基, 问由它所控制合成的多肽链中, 最多有多少种氨基酸? () A.2 400。B.8 000。C.4 000。D.20。这里的主要问题是“在自然界中, 组成蛋白质的主要氨基酸有多少种?”正确答案是D。但不少学生可能由于“24个DNA分子”“其中有2个DNA分子”“2个DNA分子含有24 000个碱基”“2 400”“8 000”“4 000”等干扰因素的干扰、困惑, 而不能正确解出此题。

解除这种思维障碍的方法, 是要提醒学生认真审清题意, 排除种种干扰因素。

总之, 在高中生物教学中, 教师要善于分析学生生物学习中产生的各种思维障碍, 采取正确的措施排除思维障碍, 教会学生科学的思维方法, 不断优化学生的思维品质, 只有这样才能提高学生生物学习的实效性, 才能更有效地提高教学质量。

篇4：解决习题的生物科学思维

一、普遍联系的思维

普遍联系的思维在生物学科中的应用，充分体现了“能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构”的考纲能力要求。联系就是事物之间及事物内部各要素之间的相互制约、相互影响的关系。组成生物体的结构之间、生物与生物之间、生物与环境之间都是普遍联系的。

二、程序化解决问题的思维

程序化解决问题是指解决问题时按照某种机械程序步骤一定可以得到结果的处理过程。简单来说，就是遇到某些生物学问题的时候有相对固定的解答方法和步骤。学生通过模仿、操作、探索、发展有条理的思考与表达的能力，提高逻辑思维能力。从心理学的角度来看，程序化解决问题是用过去的经验按照常规不费力地解决问题，有利于节约心理资源。程序化解决问题的思维在生物学科的应用充分体现了能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，作出合理的判断或得出正确的结论的能力要求。

典例剖析：

如图，表示细胞分的过程，n代表一个细胞的染色体数。下列叙述不正确的是（ ）

A.可表示人体细胞的有丝分裂

B.可发生在卵细胞的形成过程中

C.可表示次级精母细胞的形成

D.在细胞分裂中发生了染色单体的分离

剖析指导：

1.耐心审题——提倡“两遍读题”。第一遍，快速阅读，抓关键词；第二遍，放慢速度，缩小范围，限定（主语、条件、要求、特征）。该题关键信息：分裂前后染色体数目没有变化。

2.细致析题——掌握“错误原理”。“知识错误”排第一，“逻辑错误”排第二，“表述错误”排第三，“与题干要求不吻合”排第四。回顾细胞分裂过程中染色体数目的变化可知，人体细胞的有丝分裂和减数第二次分裂前后染色体数目恒定。

3.灵活答题——可以启用“对比思维”，采取先对比、后排除思维，表格、图表以及选择题的四个选项常常存在对比关系，通过对比后，可以排除一些选项。有丝分裂和减数第二次分裂过程，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，然后平均分配，故A、B、D对，次级精母细胞形成染色体的数目减半，C错。

三、抽象问题具体化的思想

抽象问题具体化的思想在生物科学中的应用充分体现了能用文字、图表以及数学公式等多种形式描述生物事实、概念、原理、规律和模型等内容的能力。它是把难以把握又存在复杂关系的问题转变成直观的具体问题去思考，这种思想是解决问题的策略化思想。其中，模型方法是以研究模型来提示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式，模型一般可分为概念模型、物理模型和数学模型三大类。

典例：图2表示内环境稳态的调节机制。请回答：

（1）若⑦表示促甲状腺激素，对⑦的分泌具有调节作用的激素是 。

（2）若⑤是细胞免疫过程中产生的免疫活性物质，则⑤表示

（3）图示表明内环境稳态的维持是 共同作用的结果。

剖析指导：

1.知识链法：分清概念间的隶属关系，把相关的概念串联成知识链，如生物体—细胞—染色体—DNA—基因—脱氧核苷酸—遗传信息—遗传密码—氨基酸—蛋白质—性状，从而使学生把分散的知识点整合为知识链，形成知识机构的整体性。

2比较法：就是对相近或相对的概念进行比较，明确这些概念的共同点和差异点，从而能够将它们科学有效地区分，使概念的外延和内涵更清晰，从而形成相近或相对的概念的知识体系。

3分析法：就是把一个概念分成几个点，通过点了解面，从而掌握概念。也就是说，对教材概念进行逐词逐句挖掘，得到条理化的信息。如减数分裂的概念，在读完之后，可从范围、时期、特点、结果等四个方面进行总结梳理。

科学的思维方式有很多种，以上是常见到的几种方式，希望它能给大家做题提供很好的参考和帮助，以便更好地解决各类习题。

参考文献：

郭昭祥.生物学问题解决中的思维策略[J].四川心理科学，2002（3）.

篇5：高中生物的科学思维

1.2生物科学的学习过程

（先自读课本5—6页，后依次完成下列问题）

1、关于生命起源的假说有：神创论、____________、化学起源说、特创论等。现得到公认的是化学起源说。

2、雷迪的实验就是一块肉不接触苍蝇，一块肉_____________.

结果：与苍蝇接触的肉上出现了______，不与苍蝇接触的肉上______________.

雷迪实验的问题是_________________________________________________.

雷迪实验的结论是：肉上产生的蛆与________有关，是_________产生的，产生的后代幼体。（_____不是自然发生的）。[知道？蛆是苍蝇的幼虫时期，苍蝇是由蛆发育成的，蛆又由受精卵发育的。]

雷迪的实验思想是：做_____个实验对照（对照实验），得出结论，证明问题。

3、现在来看，尼达姆的实验是成功 了还是失败了？_______________.

4、下述分析尼达姆实验失败的原因是否正确？______________.

失败的原因是：实验不严密、不严格，有未考虑到的因素，未真正达到将瓶中的营养液与微生物隔离开。（微生物很小，肉眼看不见，到处都有，空气中有，瓶壁内有，软木塞上有，羊肉汤煮沸时间短，里面有未被杀死的原来微生物等，所以他实验失败了，得出错误结论，而不是正确结论。）

5、下述关于巴斯德实验的叙述，正确吗？__________

巴斯德实验对比尼达姆实验成功的主要原因在于巴斯德做法达到了真正将瓶中的营养液与微生物隔离开了。

6、关于斯巴兰扎尼的实验

（1）、A与C对比得出的结论是：与__________有关。[瓶内肉汤污染与______________无关.]（A、C瓶中煮沸时间短，都已含有未杀死微生物）

（2）、A与B对比得出的结论是：肉汤污染与____________无关.[而与___________有关。]（有细菌通过软木塞进入瓶内肉汤。）

（3）、A与D能否形成对照，得出结论？___________，

有两个条件不一样，结果也不一样。怎样得出什么样的结论呢？

（4）、C与B能形成对照？__________

（5）、C与D能形成对照？__________结论是：污染与未污染与_____________有关。（煮沸时间短，原有微生物未被全杀死；煮沸时间长，微生物都被杀死。）

（6） 、B与D对照结论是：污染与未污染与_____________有关。（_______________可能有微生物通过，______________则微生物无法通过。）

7、根据答案内容写出问题是______________ ___________________________________________.

答案：不赞同，因为（1）空气中本身含有微生物（空气中微生物自己繁殖出后代，不属于自然发生）。（2）存在不需要空气的微生物。

8、斯巴兰扎尼的实验是证明微生物是不是自然发生的。（ ）但他的实验设计中最好应允许肉汤接触空气，但空气必须是无菌的，不能带进去细菌。（做到这样的实验条件不容易想到，斯巴兰扎尼未做好）。巴斯德做的巧于斯巴兰扎尼吗？他是怎样做的？

（阅读课本8—10页，完成下面2题）

9、科学实验的`方法过程是__________________________________________________________ _。

10、池塘水中常见的单细胞生物有_____________________________________________________。

11、（补充）实验设计的原则有：（1）科学性原则（2）可行性原则（3）单一变量原则（4）可重复性（5）对照原则（ 空白对照、自身对照、条件对照、相互对照等）（6）简便性

二、知难知易知重点：

1、知道题：______________2、基础题：______________3、重点题：_____________

3、难点题：_____________5、知识点总结有：________________________________

三、完成作业：

1、雷迪通过实验回答了“蛆 是从哪里来的”问题，实验中，他考察的变量是（ ）

A、腐肉上是否有苍蝇 B、腐肉上是否有蛆 C、苍蝇是否与肉接触 D、蛆是否与肉接触

2、检验预测正确与否的最佳途径是（ ）

A、巧妙设计实验 B、观察 C、预期 D、讨论

3、为使观察结果表达得更加准确，可使用（ ）

A、测量 B、继续观察 C、设计实验 D、分析数据

4、巴斯德 在斯巴兰扎尼实验的基础上设计了“鹅颈瓶实验”，其目的是（ ）

A、这种弯曲的“鹅颈”可以使肉汤与空气完全隔绝

B、这种带有弯曲细管的瓶是敞口的，空气可以进入，而空气中的微生物则被阻而沉积于弯管底部，不能进入瓶中 C、证明污染物来自营养液

D、验证斯巴兰扎尼的实验结论，即只有在密闭情况下才能保持无菌

5、我国古代有“天地合气万物有生”“腐草为萤”和“蝉固朽木所化也”等说法，这契合了下列哪种关于生命起源的假说？（ ）

A、神创论 B、特创论 C、化学起源说 D、自然发生说

6、下列说法中错误的是（ ）

A、观察必须如实反映所感知的事物，只有通过仪器观察，才可以得到精确结果

B、科学的测量应力求准确，因而要多次测量求其平均值

C、预测也可能出错，所以必须通过实验来检测预测的对错

D、运用数学的知识整理、归纳、分析数据，便于发现事物的内在规律

7、“自然发生说”的支持者是（ ）

A、雷迪 B、巴斯德 C、尼达姆 D、斯巴兰扎尼

8、使“自然发生说”首先产生动摇的是（ ）

A、雷迪 B、巴斯德 C、尼达姆 D、斯巴兰扎尼

9、彻底终结“自然发生说”的科学家是（ ）

A、雷迪 B、巴斯德 C、尼达姆 D、斯巴兰扎尼

10、每一项成果的取得，都需要实验加以解决，在进行实验设计时必须遵循（ ）

A、单一变量原则 B、等量原则 C、对照原则 D、前三项均是

四、本课学习所思

1、2参考答案

一、自学导引

1、自然发生说 2、接触苍蝇 、蛆 、不出现蛆、蛆是从哪里来的？ 苍蝇、苍蝇、蛆、2。

3、失败了 4、正确 5、正确 6、（1）密封还是塞上软木塞、煮沸时间 （2）煮沸时间、塞上软木塞 （3）不能 （4）不能 （5）能、煮沸时间（6）是否是塞上软木塞 还是密封、软木塞、密封 7、课本第7页分析题 8、正确、巴斯德实验巧妙，他的实验设计未隔绝空气，却成功地阻碍了空气中的细菌。他是将玻璃瓶颈拉成弯曲的鹅颈状，使外边的尘埃沉积在曲颈部而不致进入瓶中。9、观察、问题、假设、推论、实验、结论 10、变形虫、草履虫、眼虫、衣藻等。

三、课外作业

1C 2A 3A 4B 5D 6A 7C 8A 9B 10D

1、2参考答案

一、自学导引

1、自然发生说 2、接触苍蝇 、蛆 、不出现蛆、蛆是从哪里来的？ 苍蝇、苍蝇、蛆、2。

3、失败了 4、正确 5、正确 6、（1）密封还是塞上软木塞、煮沸时间（2）煮沸时间、塞上软木塞 （3）不能 （4）不能 （5）能、煮沸时间（6）是否是塞上软木塞 还是密封、软木塞、密封 7、课本第7页分析题 8、正确、巴斯德实验巧妙，他的实验设计未隔绝空气，却成功地阻碍了空气中的细菌。他是将玻璃瓶颈拉成弯曲的鹅颈状，使外边的尘埃沉积在曲颈部而不致进入瓶中。9、观察、问题、假设、推论、实验、结论 10、变形虫、草履虫、眼虫、衣藻等。

三、课外作业

1C 2A 3A 4B 5D 6A 7C 8A 9B 10D

1、2参考答案

1、自然发生说 2、接触苍蝇 、蛆 、不出现蛆、蛆是从哪里来的？ 苍蝇、苍蝇、蛆、2。

3、失败了 4、正确 5、正确 6、（1 ）密封还是塞上软木塞、煮沸时间（2）煮沸时间、塞上软木塞 （3）不能 （4）不能 （5）能、煮沸时间（6）是否是塞上软木塞 还是密封、软木塞、密封 7、课本第7页分析题 8、正确、巴斯德实验巧妙，他的实验设计未隔绝空气，却成功地阻碍了空气中的细菌。他是将玻璃瓶颈拉成弯曲的鹅颈状，使外边的尘埃沉积在曲颈部而不致进 入瓶中。9、观察、问题、假设、推论、实验、结论 10、变形虫、草履虫、眼虫、衣藻等。

三、课外作业

篇6：高中生物的科学思维

摘 要： 本文介绍了思维导图的理论依据、特点和优势，从生物学科的特点出发分析了在高中生物教学中应用思维导图的必要性，并结合教学实践介绍了思维导图在高中生物教学中的一般应用。

关键词： 思维导图 高中生物教学 应用研究

《普通高中生物课程标准》强调了生物学习是一个主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观的过程[1]。新课程改革的重点是教会学生自主学习，提高学生自我发展的能力。思维导图作为一种认知策略，对提高学生主动建构知识的能力、思维能力和自我发展能力有很大帮助，因而在英国、新加坡、韩国、美国等国家思维导图被广泛应用于教育教学，并取得了很好的效果。

生物学科知识面广，知识点琐碎而繁多，学生在学习中对于繁杂的知识点很难记忆而且无法理解它们之间的内在联系[2]。很多学生刚接触生物时，就觉得生物知识需要记忆背诵的内容太多，即便花工夫记住，也只是把知识点无序地堆放在大脑中，一遇到综合性的题目就不知道如何组织应用。由于知识间没有形成内在联系，很难进行发散性思维，不能将知识点与知识点联系起来，导致学得越多越易混淆，最后对生物学的学习热情骤减。这就需要学生改变原有的死记硬背式的学习方式，寻找良好的学习策略，从而把所学的知识点很好地联系、组织起来。思维导图作为一种新型学习策略，能有效改变学生的学习认知方式，从而建构知识、整合知识，形成知识系统。特别是对于生物学的学习，思维导图能帮助学生将零碎繁杂的生物知识点结构化、条理化和系统化，快速系统地整合知识，从而提高学习效率。

一、思维导图概述

思维导图的主要理论依据是脑科学。放射性思考是人类大脑的自然思考方式，思维导图正是在此基础上由英国人托尼?布赞（Tony Buzan）在20世纪60年代提出的一种将发散性思维具体化、可视化的方法[3]。

思维导图是从一个中心主题发散出来的自然结构，它依据人类全脑的概念，按照大脑自身的规律进行思考，全面调动左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数字及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体思维，使大脑潜能得到最充分开发，从而极大地发掘人的记忆、创造、身体、语言、精神等各方面潜能，逐步建立的一个有序的发散的树状图，它是对思维过程的导向和记录[4]。思维导图是培养学生良好思维品质的有效工具和方法，更是记忆知识的有效辅助工具。

思维导图按照发散性思维的特征，把注意的焦点清晰地集中在中央图形上，主题的主干从中央向四周放射，分支由一个关键的图形或写在产生联想的线条上面的关键词构成，次级话题也以分支形式表现出来，附在较高层次的分支上，各分支形成一个连接的节点结构并且末端开放。因此，思维导图在表现形式上是树状发散结构，有利于激发学生的学习兴趣、培养学生的发散性、创造性思维能力，实现与新课程标准的接轨；思维导图能改变过去学生单线思维的状态，启发学生的联想力和创造力，建构生成知识网络，提高学生的学习能力和学习效率。

将思维导图应用于生物教学中，能以直观形象的方式表征繁杂零碎的知识，有效呈现知识间的联系，将隐形的教师思维过程显现化、可视化，从而有助于引导学生进行意义建构。

二、思维导图在高中生物教学中的应用

1.在课前，利用思维导图提高教学设计。

由于教育形势和教育环境的不断变化，对教师的要求不再仅仅只是能解读教材，而是要能根据所教授的学生特点及实际教学的需要，对教材内容进行必要的重组、调整、删减、补充等工作，从而使教材更好地为实际教学服务。这就要求教师备课时对所授单元的知识点间的内在联系及学生所能掌握的程度有较清楚的认识，从而在指导学生进行学习时才能有条不紊。

利用思维导图进行生物课程的教学设计，能够建立系统完整的知识框架体系，加强对所学和所教内容的整体把握，从而对学习的课程资源进行有效的整合重组，使整个教学任务和流程设计更加系统、科学有效，而且可以根据教学过程和需要的实际情况做出具体的合理的调整[5]。借助思维导图将所有单元内容进行逐层分解，直到具体的每一个知识点，然后以每一个具体知识点的理解为目标，进行教学设计和课程实践，提高教学有效性。

思维导图在教学设计过程中本质上将原来储存在教师头脑中隐性的教学内容、教学理论和教学经验以显性的可视化的形式表现出来，学生既能直观地观察到知识点，又能感悟到教师的思维过程。而且用计算机制作的思维导图能够和相关多媒体信息进行超链接，这样使得平面的教学内容立体化了，从而更能激发学生学习兴趣，也就达到了教学设计的最优化。

2.在课上，利用思维导图强化教学效果。

在培养学生使用思维导图方面，可以在课堂上就让学生充分利用思维导图进行学习，逐步引导他们体会思维导图这种学习和思维工具的优越性，养成使用思维导图的习惯。例如，在听课时，利用思维导图做课堂笔记能提高效率，把平时用于记笔记的时间更多地用在思考上。思维导图“是一种创造性地和有效记笔记的方法，能够用文字将你的想法画出来，它可以把一串枯燥的信息变成彩色的、容易记忆的、有高度组织性的图，它与我们大脑处理事物的自然方式相吻合”[6]。

从学习心理学的角度分析，与一般的线性笔记相比，思维导图不仅层次分明，条理清晰，而且色彩丰富、图文结合，有利于激发学生的想象力和创造性思维。在应用思维导图学习时可使大脑兴奋区域增多，建立多条神经通路，使知识在学生头脑中留下的痕迹深且多，这样学习效果就会增强。在学生画思维导图时不仅注意力高度集中，而且需要对知识进行新的组织和梳理，这使得学生对知识点间内在的联系体会得更深刻，也增强了学习的自主性。它使记笔记的过程成为学生创造的过程，不再只是教师板书的复制。

3.在课后，利用思维导图提高复习效率。

生物学知识点繁杂琐碎的特点决定了生物学的复习决不能单靠死记硬背，运用思维导图进行生物复习将大大提高复习效率。思维导图可以帮助学生在面对大量知识点时，能够准确把握知识要点，对知识进行加工整合，形成较完善的知识体系。从而帮助学生应对繁杂的记忆内容，提高学习效率，增强理解和记忆能力。

复习时，教师引导学生使用思维导图构建知识网络结构，通过列出核心知识点，引导学生联想与其相关的其他知识点，明确知识点之间的联系，建立知识网络，画出思维导图。在每节课的小结部分，教师有意识地借助思维导图与学生一起回顾本节课的内容，首先让学生提炼出本节课的核心知识点，在黑板上写下关键词，然后在此基础上画成思维导图，加上不同的颜色，帮助学生加深了理解[7]。学完每一章内容后，可以让学生画出整章知识的思维导图；整本书学完，可以画出这本教材的思维导图，帮助学生巩固复习知识点。还可以让同学们把自己画的思维导图在小组内交流，从而完善思维导图。比如在学习必修一的内容时，学生容易对细胞的结构一章的内容产生混淆，引导学生通过画思维导图的方式进行学习就能提高学习效率。如图1所示的真核细胞结构的思维导图可以将整个细胞结构一章的内容有条理地整合起来，形成知识网络。

图1 真核细胞结构的思维导图

思维导图作为一种革命性的思维工具和教学策略，它有效改变了传统的教学方式，特别是对于生物的学习，思维导图能帮助学生将零散的生物知识结构化、系统化和条理化，从而提高学生的学习兴趣与学习效率。恰当地运用思维导图，将有利于培养学生对知识的建构能力、创新能力和实践能力，提高他们的综合素质。尤其在当前教育信息化环境下，思维导图作为一种方兴未艾的教学策略，它在生物教学及其他学科上还有更深层次、更多价值的应用，这需要广大教育工作者做出更为积极的研究与探索[8]。

参考文献：