科学思维与生物学概念教学赵占良
试论中学生物学的学科本质
试论中学生物学的学科本质人民教育出版社赵占良中学生物学课程应聚焦学科核心素养，目的是强化学科育人功能。
而学科核心素养的提炼，必须基于对学科本质的深入理解，也就是要弄清楚这个学科到底是怎样的一个学科，它具有哪些不同于其他学科的性质和特点。
关于这个问题，可谓仁者见仁，智者见智，难以找到标准答案。
本文试就这一问题，谈谈自己的学习体会和不成熟的思考，供大家参考。
一、对生物学研究对象的认识──从生物的定义到生命本质观学科本质是由什么决定的？我以为首先是由这门学科的研究对象所决定的。
众所周知，生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。
通俗地说生物学的研究对象就是生物。
什么是生物？这个看似基本而简单的问题，在生物学中却难以找到令人满意的答案。
教科书上往往说“有生命的物体就是生物”，但这一说法并不能提供判断一个物体是不是生物的依据，因为它并未指出什么样的物体才是有生命的物体。
何况有生命的东西并不一定称得上是生物，比如多细胞生物体内的一个细胞，实验室里培养了半个多世纪的海拉细胞，蜥蜴逃避敌害时自动断下来的尾巴，等等。
换言之，生命体和生物体之间不能划等号。
虽然用一句话给生物下定义有困难，但是在绝大多数情况下，可以依据生物的基本特征来判断一个物体是不是生物，比如生物都有新陈代谢、生殖和发育、遗传和变异、应激性等。
其实这些特征也都是以生物为前提来描述的，比如新陈代谢就定义为生物体内或活细胞内所有化学反应的总和，而病毒不具有细胞结构，自然也谈不上有新陈代谢，但多数人仍将它看作生物。
再比如生殖，如果不以生物为前提来定义的话，那就只好说成是自我复制，但能自我复制的也不一定就是生物，如计算机病毒；不能生殖的也不一定不是生物，比如骡、工蜂，包括人类也有不具备生殖能力的个体。
定义生物存在的困难说明生物界的复杂性和多样性，即说明生物学研究对象的复杂性和多样性。
什么是生物？这一问题必然涉及生命本质观。
不同思维模式下的生命本质观是有很大差别的。
科学思维与生物学概念教学(赵占良)
通过分析生物学案例，引导学生深 入思考生物学概念的应用和实践， 提高分析和解决问题的能力。
科学思维在生物学概念教学中的实践案例
DNA复制的探究
01
通过实验和观察，探究DNA复制的过程、条件和意义，培养学
生的探究精神和实验技能。
生态平衡的案例分析
02
分析生态平衡的原理、影响因素和保护措施，培养学生的跨学
解决方案
引导学生进行探究性学习，培养他们 的科学探究意识和能力。
解决方案
采用直观教学、实验教学、案例教学等多 种教学方法，帮助学生理解生物学概念。
挑战
学生缺乏科学探究的意识和能力。
挑战
学生对于生物学概念的理解存在误区。
解决方案
通过讨论、比较、归纳等手段，纠正学生的理 解误区，帮助他们建立正确的生物学概念。
01
科学思维是现代社会必备的思维 方式，对于学生个人发展和社会 进步具有重要意义。
02
生物学作为一门自然科学，其概 念教学是培养学生科学思维的重 要途径之一。
目的与任务
目的
通过生物学概念教学，培养学生 的科学思维能力，提高其生物学 素养。
任务
分析生物学概念教学中存在的问 题，探讨科学思维与生物学概念 教学的关系，提出相应的教学策 略。
科学思维与生物学概念教学的结合有 助于提高学生的科学素养和综合能力， 为未来的学习和工作奠定基础。
对未来研究的建议与展望
进一步探讨科学思维与生物学 概念教学的内在联系和作用机 制，为教学实践提供更有针对
性的指导。
加强跨学科的研究，将科学思 维与其他学科的概念教学相结 合，以提高学生在各个学科领
域的思维能力。
特点
生物学概念具有抽象性、概括性和系统性，是构建生物学知识体系的基础。
赵占良谈科学方法
赵占良谈科学方法人教版高中生物课标教材中的科学方法体系（1）来源：人教网作者：赵占良新课程十分注重培养学生的科学探究能力。
科学探究能力的培养离不开三个要素：知识、方法和过程技能。
人教版普通高中生物课程标准实验教科书在着力构建知识体系的同时，也力图构建符合高中学生探究能力发展需要的科学方法体系和技能体系。
下面对教材中的科学方法体系作简要的分析。
科学研究的方法大致包括三个层次：第一层次是学科内的特殊的方法，如生物学研究中的同位素标记示踪法、细胞器分离法、解剖法等；第二层次是科学研究的一般方法，这些方法是从物理、化学、生物学等自然科学研究中概括出来的适用于各门自然科学研究的共同方法；第三层次是最具有普遍意义的哲学方法，如唯物辩证法、矛盾分析法等，这些方法适用于自然科学、社会科学和思维科学。
教材中强调的科学方法主要指科学研究的一般方法，因为这些方法对所有学生的发展都具有重要价值。
科学研究的一般方法包括获取经验性材料的方法和理性思维的方法两大方面（见下图）。
1．观察法观察法是指人们在自然发生的条件下，通过感官或借助于仪器，有目的、有计划地考察研究对象，从而获得有关经验性材料的方法。
人教版初中生物学教科书中对观察法已经做过这样的表述：“观察是科学探究的一种基本方法。
科学观察可以直接用肉眼，也可以借助放大镜、显微镜、望远镜等仪器，或利用照相机、录音机、摄像机等工具，有时还需要测量。
科学观察不同于一般的观察，要有明确的目的；观察时要全面、细致和实事求是，并及时记录下来；对于需要较长时间的观察，要有计划，有耐心；观察时要积极思考，多问几个为什么。
在观察的基础上，还需要同别人交流看法，进行讨论。
热烈的讨论能让你迸发出思想的火花。
”为避免与初中教材重复，高中生物教材中未对观察法的内涵和要求作正式表述，而是通过介绍有关科学史内容、安排观察活动等，让学生领悟和运用观察法。
2．调查法人教版初中生物学教科书中对调查法已经做过这样的表述：“调查是科学探究常用的方法之一。
高中生物课程标准教材探究活动的设计和教学建议赵占良
高中生物课程标准教材探究活动的设计和教学建议赵占良教育部2001年印发的《基础教育课程改革纲要(试行)》明确指出,基础教育课程改革的具体目标之一是:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。
”教育部2003年颁布的《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《标准》)对改变学生的学习方式、提高学生的科学探究能力也同样高度重视,在“内容标准”中列出了学生必做和建议做的科学探究活动。
可见,搞好科学探究活动的设计和教学,对于落实课程改革目标、实施《标准》具有十分重要的意义。
1教材中科学探究活动的设计1.1教材中科学探究活动设计的原则包括以下几方面:(1)应当体现课程标准的要求《标准》对科学探究能力提出了11项要求,教材要根据这11项要求来设计相应的探究活动。
《标准》的内容标准部分,针对具体教学内容提出了相应的活动建议,这些活动建议是教材中探究活动设计的重要参考,也可以视教学内容的相关性和活动的可行性而做调整。
某些探究活动是列在《标准》的具体内容标准中的,这些探究活动是要求每个高中学生必做的,在教材中必须认真落实,如“尝试建立真核细胞的模型”,“研究影响光合作用速率的环境因素”,“观察细胞的有丝分裂并概述其过程”,“搜集生物变异在育种上应用的实例”,“探讨生物进化观点对人们思想观念的影响”,“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”,“讨论某一生态系统的结构”。
(2)应当以建构知识、发展能力为主要目标一项探究活动的设计,应当首先考虑学生通过这项活动建构哪些知识,如何建构这些知识;发展哪些方面的探究能力,确定能力目标侧重点,在活动方案中提出要求。
(3)应当与初中生物学教材相衔接初中生物课程标准实验教材中安排了许多探究活动,关于科学探究的过程、方法和技能,学生已经有一定的基础,因此,高中生物学教材中科学探究活动的设计应当考虑与初中课标教材的衔接问题。
赵占良丨生物学概念的特点及其教学启示
赵占良丨生物学概念的特点及其教学启示本文拟刊登于《中学生物教学》上旬·高初中2021年8期，借人教社高中生物学教材经验交流暨培训会提前推出，以飨读者。
生物学概念的特点及其教学启示人民教育出版社/课程教材研究所赵占良概念教学绝不是解释定义加举例说明这样简单。
学生在生物学概念学习中遇到的各种问题，如概念的定义与该概念外延范围内的个例相矛盾，对概念的实质意义理解不到位，不能将概念教学与辩证思维的培养结合起来，等等，都与不能谙熟生物学概念的特点有关。
笔者基于对生物学概念的哲学、逻辑学和认知心理学分析，结合生物学概念与数理学科概念的比较，总结出生物学概念具有概略性、合目的性、逻辑性、辩证性、隐喻性（具身性）等特点，这些特点虽不完全是生物学概念所独有的，但的确在生物学概念中表现最为突出，最能体现生物学概念的育人价值，而且恰恰是教学容易忽视的。
1 概略性生物界有无穷的多样性，生命系统是复杂系统，这就导致生物学概念的定义只是一个大概的说法，即具有概略性（笔者曾概括为“粗放性”，考虑到“粗放”似有贬义，在1996年发表的文章中将生物学概念和规律的特点一并改称“概率性”，现在仅说概念特点，用“概率性”亦稍欠妥，因此改用“概略性”）。
生物学的进步更多表现为新概念的提出和改进，而不是发现新的规律，因此，生物学中概念繁多而定律极少，这或许也是生物学不同于其他自然科学的一大特点。
究其原因，主要是由研究对象的多样性和复杂性[1]，由生物界有着无穷的多样性和高度的复杂性，不同类群在进化上的连续性导致的类群之间界限的模糊性，因此，作为类的抽象物的概念很难涵盖这一类别下所有个体，这是生物学概念具有概略性的本体论原因。
生物学中的概念大多是观察基础上归纳概括的产物，而不是靠数理逻辑的演绎推理得出的。
这是生物学概念具有概略性的认识论原因。
中学生物学中有许多概念因其概略性特点，给教学带来困扰。
比如，关于有性生殖，教科书上定义为雌雄两性生殖细胞两两结合，形成受精卵，由受精卵发育成新个体的生殖方式，而蜜蜂等动物的单性生殖（孤雌生殖）也属于有性生殖，就与定义产生矛盾，其实这就是生物界复杂性导致的，如果因为有个别例外就改变定义，比如将有性生殖定义为通过有性生殖细胞产生新个体的生殖方式，又过于笼统，令人费解（还要解释什么是有性生殖细胞，最后导致循环定义），反而与生物界的实际情况离得更远。
高中生物新教材培训学习心得体会
教材培训学习心得2023 年7 月27 日至7 月30 日，我参与了高中生物教材网络培训。
本次培训以中学生核心素养为中心，着重分析了教材局部学问内容的修订，使我收获颇多，受益匪浅。
第一天上午，生物学课程标准研制组核心成员;教育部课程教材专家委员会委员曹保义教师，对课标“” 在哪里做了讲解；下午赵占良教师谈了对生物学学科核心素养的理解。
其次天上午，由人民教育出版社生物编辑室谭永平教师对《一般高中教科书生物学》进展简介。
从其次天下午至第五天，由人民教育出版社生物室的吴成军，王颖，包春莹，刘丹等几位教师对必修1《分子与细胞》，必修2 《遗传与进化》，选择性必修1《稳态与调整》，选择性必修2 《生物与环境》选择性必修3《生物技术与工程》教材做了系统全面分析。
这次培训为期4 天，紧急有序，现将自己的收获和今后工作中的打算简要总结如下：一、对课标所要求的学科核心素养有了更深刻的生疏。
学科核心素养是学科育人价值的集中表达，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品德和关键力气。
“生命观念”是指对观看到的生命现象及相互关系或特性进展解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关大事和现象的意识、观念和思想方法。
学生应当在较好地理解生物学概念的根底上形成生命观念，如构造与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等；能够用生命观念生疏生物的多样性、统一性、独特性和简洁性，形成科学的自然观和世界观，并以此指导探究生命活动规律，解决实际问题。
“科学思维”是指敬重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法生疏事物、解决实际问题的思维习惯和力气。
学生应当在学习过程中逐步进展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、制造性思维等方法，探讨、阐释现象及规律，打量或论证生物学社会议题。
“科学探究”是指能够觉察现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进展观看、提问、试验设计、方案实施以及对结果的沟通与争论的力气。
基于生命观念、科学思维的高中生物教学案例分析
《其他植物激素生理功能》 人大附属中学 戴亚
突变体是否可能是由于 赤霉素的运输或细胞感 受和响应出现了问题？
赤霉素促进茎秆的伸长
《其他植物激素生理功能》 人大附属中学 戴亚
从曲线中可以 获取哪些信息？ 生长素、赤霉 素、细胞分裂 素与植物的生 长有关。 ……
4.归纳总结证明因果关系的方法： 能否说明赤霉素在生长过 程中起着重要作用，在成 熟、衰老中不起作用？
生命观念
以回答生命是什么、怎么样、为什么等问题 建立的系统化的概念为基础，抽象出来的关 于生命本质的观点、思想。是能够统领组成 生命的物质，生物的结构与功能，生物的遗 传、变异与进化，生物与生物、生物与环境 之间的关系等问题的一系列思想、观点。
（谭永平《发展学科核心素养——为何及如何建立生命观念》）
我对“生命观念”“科学思维”的学习
系统观 生命是什么？生命如何运转？
结构与功能、物质与能量、稳态与 变化、信息与调控、生殖与发育
生命观念
进化观
生命从哪里来？到哪里去？它 为什么是这样的？
遗传与变异、进化与适应、统一性 与多样性
生态观
生命在哪里？生物与生物、生 物与环境有什么关系？
群体与共存、生物与环境
我对“生命观念”“科学思维”的学习 生物学科的本质是什么？ 生物学科不同于其他自然科学学科的特点： 研究对象的特殊性 思想观念的人文性 概念和规律的概率性 生物学的学科思想最核心的是进化思想和生态学思想。 思维方式的灵活性 生物学中概念繁多而定律极少，这或许也是生物学不同于 研究方法的综合性 其他自然科学的一大特点。究其原因，同样是由于研究对 学科地位的领先性 象的复杂性和多样性。 实践应用的广泛性
我对“生命观念”“科学思维”的学习
科学思维与高中生物学新教材设计
关于批判性思维
与生物学课程标准不同的是，物理课程标准未将 批判性思维和创造性思维列为科学思维的方法， 对此笔者是赞同的。 “合乎逻辑地思维、辨别自己和他人思维中的谬 误是批判性思维的核心”（《思维——批判性和创造性思维
的跨学科研究》，加里•R•卡比，杰弗里•R•古德帕斯特著，韩广忠译，中 国人民大学出版社，2010年10月第1版，P168）。
科学探究
科学态度 与责任
化学学科核心素养
宏观辨识与 微观探析
变化观念与 平衡思想
证据推理与 模型认知
化学学科 核心素养
实验探究 与创新意
识
科学态度与 社会责任
生物学学科核心素养
——《普通高中生物学课程标准（2017年版）》
生命观念 科学探究
生物学科 核心素养
科学思维 社会责任
思想政治选择性必修模块3 逻辑与思维
模块说明： 通过科学思维的训练，引导学生掌握科学思维的 基本要求，把握逻辑思维和辩证思维的方法，提高 创新思维能力，学会运用科学思维探索世界、认识 世界。
学科核心素养中的科学思维
物理：科学思维 化学：证据推理与模型认知 生物：科学思维（送审稿中是“理性思维”）
小结：科学（理性）思维与核心素养的关系
科学思维
科学思维是基于事实证据、运用科学概念、通过 科学推理和论证对客观事物的本质、规律及其相 互关系作出判断和解释、对客观事物的发展变化 作出预测的认识方式。
赵占良“对生物学学科核心素养的理解（二）——科学思维及其 教学”，中学生物教学，2019年第10期。
科学思维是一种重视实证和逻辑的求真务实的思 维习惯和能力；既是常规逻辑思维在科学领域的 具体运用，又需要批判审视、质疑包容的思维取 向和心理品格，还要靠想象、联想、直觉和灵感 等非逻辑思维提出创造性见解。
高中生物教学中学生科学思维能力的培养策略
高中生物教学中学生科学思维能力的培养策略林丰开福建省永春美岭中学福建泉州 362618摘要：培养学生的科学思维习惯和能力，可以说是包括生物学课程在内的理科课程的核心目标之一。
在高中生物学教学中，可以通过模型构建、科学史、对比归纳等方面的教学，提长学生的科学思维能力。
关键词：模型构建；科学史；比较归纳；科学思维能力学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。
《普通高中生物学课程标准》（2017年版)指出，高中生物学课程从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养。
其中，科学思维对其他三方面的核心素养的形成具有非常重要的作用。
赵占良老师指出，从生物学学科核心素养的视角看，生命观念的形成需要科学思维，科学探究的进行需要科学思维，社会责任的担当也需要科学思维。
培养学生的科学思维习惯和能力，可以说是包括生物学课程在内的理科课程的核心目标之一。
一、通过模型构建，提升学生的思维能力模型是现代科学的核心方法。
模型和建模本身就是一种科学思维方法，建模过程中，其他科学思维方法如归纳与概括、演绎与推理、批判性思维、创造性思维等也必然等到极大提升。
例如构建DNA双螺旋结构模型，学生首先需要充分理解掌握DNA双螺旋结构的基础知识，进行系统性的归纳与概括，才能把知识应用于模型构建；模型构建前，学生需要进行演绎与推理，分析脱氧核糖、磷酸、四种含氮碱基、化学键分别用什么材料代表或怎么制作，以及数量分别多少等（这个过程同时也发展学生的创造性思维）；生物模型的自制阶段，是思维火花碰撞最激烈、头脑风暴最强烈的阶段，也是科学思维、创新思维得以充分发挥的阶段。
学生反思模型建构设计上是否科学，制作上是否精准到位，需要反复修改确认，在进行修改模型或重新建构模型的过程中，充分培养了学生严谨的科学思维、自主性分析和精准表达的能力，逻辑推理能力和创新能力得到培养。
模型构建结束后，学生或小组在展示作品过程中，相互评价，取长补短，发展了批判性思维和创造性思维。
基于核心素养的听评课(赵占良)
基于核心素养的听评课赵占良在我国基础教育界，听评课是广大教研员的重要工作。
教研员通过听评课来指导教学，还通过组织一线教师开展听评课活动，相互观摩、切磋和交流，以达到共同提高教学水平的目的。
可以说，听评课活动对提高教学质量发挥了重要作用。
随着我国学生发展核心素养体系的发布和高中课程标准的修订，核心素养成为深化高中课程改革的关键词，教材和教学都应当以发展学生的核心素养为纲。
听评课活动也需要围绕着发展学生的核心素养而不断改进。
下面主要结合中学生物学教学，谈谈对基于核心素养的听评课的一些思考。
1. 基于核心素养的听评课：5个“转变”当前的听课、评课，在取得巨大成绩的同时，也存在一些问题。
基于核心素养的听评课，首先要正视这些问题。
有学者提出，目前的听评课活动存在的问题有散漫化、表面化、作秀化、一刀切、无准备、少对话、欠精细、效率低等。
［1］崔允漷教授认为，听评课活动存在的问题表现在：有任务、没合作；有结论、没证据；有实践、没研究。
［2］基于核心素养的听评课，应该解决这些问题，实现以下几个方面的转变。
（1）目标预设和达成在目标预设和达成方面，听评课要从关注三维目标转变到关注核心素养。
生物学学科核心素养是三维目标的升级版，根据《普通高中生物学课程标准（征求意见稿）》的表述，包括生命观念、科学探究、理性思维和社会责任四个方面，今后的听评课应当更多地从这四个方面评价教师关于目标的预设和达成情况。
我认为关注核心素养，不仅要关注生物学核心素养（当然这是最主要的），还要关注更上位的学生发展核心素养。
学科核心素养和学生发展核心素养两者有一致性，但不是等同的。
归根结底，要更加关注这门课程的育人价值。
听每一节课，都要想一想，这节课这么上有没有育人价值？有什么育人价值？还是只有“育分”价值？要从“育分”到育人，关注育人价值。
其实关注核心素养就是关注育人价值。
（2）教学内容选择什么样的内容来达成目标，在这方面，我认为要实现从关注学科概念到关注核心概念和跨学科概念的转变。
【赵占良】聚焦核心素养,彰显育人价值
生物学科课程的育人价值
智育方面 认知：认识生命世界，以及生物界与无机自然界的 关系；了解自身。 思维方式 不仅训练学生的形式逻辑思维，在辩证思维、整体 式思维（如生态学思维）、复杂性思维等方面更具 有独到的价值。 实践能力：分析和解决来自生产和生活实践的许多 问题，如植物栽培、动物饲养、疾病防治、生态环 境和生物多样性调查等，培养实践能力。
《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本 任务的意见》（2014年4月）
具体举措
一个“抓手”—— 课程改革 五项任务（五个统筹） 统筹各学段 统筹各学科 统筹教育教学的各环节 统筹各方面优势力量 统筹校内外阵地 十项着力推进的关键领域和主要环节
“着力推进关键领域和主要环节改革”的第一项
（一）研究和制订学生发展核心素养体系和学业质量 标准。„„教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素 养体系，明确学生应该具备的适应终身发展和社会发展需 要的必备品格和关键能力，突出强调个人修养、社会关爱、 家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实 践。„„
《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本 任务的意见》（2014年4月）
现在的差距：
重智轻德，单纯追求分数和升学率，学生的社会责任
感、创新精神和实践能力较为薄弱； 高校、中小学课程目标有机衔接不够，部分学科内容
交叉重复，课程教材的系统性、适宜性不强；
与课程改革相适应的考试招生、评价制度不配套，制 约着教学改革的全面推进； 教师育人意识和能力有待加强，课程资源开发利用不 足，支撑保障课程改革的机制不健全。
《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本 任务的意见》（2014年4月）
基于“科学思维”训练的高三生物学专题复习——以“高考原因类问题的作答方法”为例
•备考方略2020年第12期基于“科学思维”训练的高三生物学专题复习—以“高考原因类问题的作答方法”为例云南师范大学附属中学呈贡校区云南昆明（650500) 王欧摘要以“高考原因类问题的作答方法”为主题，采用问题驱动、小组合作讨论的形式，开展逻辑思 维训练，帮助学生形成回答原因类问题的作答习惯，形成严谨的科学思维，提升学生在作答高考试题 时的综合运用能力及语言表达能力。
关键词科学思维；原因类问题;作答方法文章编号 1005 -2259(2020)12-0064 -03科学思维是生物学学科核心素养之一，指尊重 事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科 学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯 和能力[1]。
科学思维具有严谨的系统性和逻辑性，培养学生的科学思维需要通过一定的方法进行训 练，帮助学生基于已有知识进行分析与探究。
1基于“科学思维”训练专题复习课的缘起笔者通过调查发现，在高三生物学二轮复习 中，有的教师会组织学生跳人题海，大量练习；有的 教师是将高中生物学主干知识重新复习一遍;还有 的教师过于注重学生对基础知识，甚至细枝末节内 容的掌握情况，变换手段让学生强行记忆教材内容。
这种一味追求知识完整性与熟练度,重形式而轻效 果，甚至是回避学生深度学习、深度思考的训练，能 达到锻炼学生科学思维的目的吗？这显然不符合 《中国高考评价体系》和《普通高中生物学课程标准 (2017年版)》的理念。
由此，笔者尝试设计一节基 于“科学思维”训练的高三生物学二轮复习课，旨在 帮助学生掌握生物学高考原因类问题的作答方法。
2原因类问题的作答思路作答原因类问题时，要清楚原因的起点与终 点。
原因类问题参考答案的关键词语一般来自教 材原话，或题干中的信息，甚至是题干中的原话。
考生作答时应回顾教材,必要时借用题干语句。
阅卷老师更多关注的是考生答卷中的关键词语，以及 关键词语的逻辑顺序。
作答的一般思路为:问题— 承上句一*■启下句一>•结果。
生物实验说课心得体会
生物实验说课心得体会生物实验说课心得体会篇1这次借着机会和大家一起分享交流心得，经验谈不上，有点只是一点点肤浅的体会和做法，还希望各位领导和同行们对我科组做得不好的给予批评指正，因为我们学校的领头羊是老大数学科和英语科，下面我就把我们科组的一些做法和一些老师的日常教学管理跟大家分析，希望可以“抛砖引玉”，引出我们学校更多优秀教师的一些做法可以学习到。
一、及早定计划、定目标每个学期开学初，梁校就会组织我们科组开展好每个学期初的科组会议，我们生化科组比较特别，有初一生物的所谓大众眼中的次科，有初二生物的区会考科，还有初三竞争激烈无比的化学科，这样的学科组合，就要求我们在教师成绩和管理上要有所不同的鼓励和做法。
例如初一、我们开学初就定一个目标：学期末赢兄弟学校，初二：赢兄弟学校，在区排前列；初三，赢兄弟学校，超区平均，尽量位列区前列。
二、团结一致、齐心协力科组老师，都是来自不同学校聚合在一起的，渡过磨合期很重要，毕竟每一个人都有自己的个性，都希望得到别人的尊重和突出自己的优秀能力，例如曾淑珍、彭远向、王高桂等，他们以前都是镇的别的兄弟学校因为工作调动而调到我们科组的，初来乍到，他们有他们的个性和做法，不一定会立刻适应和跟上我在工作上的要求和习惯，而我这个人对工作有点严格，都希望每一个老师做好自己的本分，问心无愧，不管成绩好坏，只要我们看出他尽力，我就没有意见，大家都知道我的性格，可是怎样才令他们心诚口服的听指挥、统一行动，不搞个人主义，我以前也做了一点工作和丑人的，在科组会议上，该开口批评就批评，该表扬就表扬，而且就是以身作则，毫无私念的让所有人都看到和知道，成绩是团体的，个人再怎么好也不是好，如果尽力做了工作，个人再怎么差，也不是一个人差，我们是一个家庭，后来慢慢的，大家都毫无私心，把自己多年的.资料、宝贝都拿出来，而且会觉得拿出来越多，受到大家的喜欢，自己越有价值，越自豪。
这样大家齐心工作，成绩就容易上去而且工作开心。
对生物学学科核心素养的理解(二)——科学思维及其教学
2019年第10期人教同行栏目主持人：王颖对生物学学科核心素养的理解（二）——科学思维及其教学人民教育出版社课程教材研究所北京（100081）赵占良摘要科学思维是基于事实证据、运用科学概念、通过科学推理和论证对客观事物的本质、规律及其相互关系作出判断和解释、对事物客观发展变化作出预测的认识方式。
科学思维的核心是理性思维，理性思维具有批判质疑、重实证、重逻辑等特点。
直觉、想象、灵感和顿悟等非理性因素是理性思维的有效补充。
科学思维与技术思维、工程思维、伦理思维和审美思维等既有区别又有联系。
教师要根据科学思维的内涵和特点加强科学思维教学。
关键词科学思维；理性思维;证据;逻辑文章编号1005-2259（2019）10-0004-04高中生物学课程是自然科学课程,将科学思维列入生物学学科核心素养，凸显了本课程的科学属性和育人价值，也昭示了科学思维的培养是本课程的核心任务之一。
为了培养学生的科学思维，首先要弄清楚什么是科学思维。
1科学思维的内涵《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“新课标”）指出：“科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。
”从这个定义可以看出，科学思维首先是指一种思维习惯。
这种思维习惯具有什么特点呢？从思维的取向即态度和意识层面说，要尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度。
尊重事实和证据概括地说就是重实证，这是科学思维的显著特点。
这里所说的事实，是指运用科学手段搜集、用科学话语表达出的科学事实。
我们看到太阳东升西落，这只是我们主观上的感觉，并不是科学事实。
有人质疑将“事实和证据”并列的说法，理由是事实就是证据，“事实和证据”是同义重复。
其实,新课标将事实和证据并列是有道理的。
所谓证据,是指可以用来作出判断的事实依据，它建立在事实基础上，但与事实之间不能完全画等号。
事实林林总总，只有与论题直接相关的才能作为证据。
赵占良丨概念教学刍议（五）——概念在认知活动中的作用
赵占良丨概念教学刍议（五）——概念在认知活动中的作用（作者系人民教育出版社副总编辑，编审，中国教育学会生物学教学专业委员会原理事长，人教版中学生物学教材主编。
）摘要：人类认知的高明之处就是在感觉的基础上形成概念。
概念让认知摆脱感觉的局限，帮助人们认识、把握事物的本质和发展规律；概念赋予人们类化事物的能力，节省了脑力，在认识上减少了世界的复杂性和混乱程度；概念能提高人们思考的力量，提高思维的深度、广度和创造性；概念能支撑思想交流的准确性；概念使教育具有理智性；概念会遮蔽具体事物的特殊性和细节，在重视概念教学的同时，不可忽视与事物本身“面对面”的感知。
关键词：概念；感觉；认知；思维人类对世界的认知是从感觉开始的。
没有感觉的输入，人们的大脑就像是一个空壳。
但是，如果人类仅仅靠感觉来认识世界，那就与动物无异。
同动物相比，人类认知的高明之处就是在感觉的基础上形成概念，并且将概念作为思维的工具，通过思维认识和把握世上万物的本质和发展规律。
了解概念在认知活动中的作用，以及在人的发展中的作用，对于通过概念教学达到育人目的，具有十分重要的意义。
一、让认知摆脱感觉的局限进化赋予我们灵敏的感觉。
眼、耳、鼻、舌、皮肤，这五大感觉器官让我们获得周围世界的各种信息，及时了解外界环境的变化，从而有所趋避，在复杂多变的环境中实现生存和发展。
感觉塑造大脑。
反复触摸灵长类动物的手指会导致其大脑的相应区域不断扩展。
相反，如果剪掉老鼠的胡须，它的大脑的感觉区域就会萎缩。
［１］婴幼儿的大脑发育同样需要环境信息的刺激。
只有在各种刺激的作用下，大脑中各种神经元之间才能建立联系，形成无比复杂的神经元网络。
无论进化多么神奇，也不能造就完美无缺的适应。
感觉器官也是如此。
我们天生就有趋香避臭的本能，这是因为在大多数情况下，散发香气的东西是新鲜可食的，散发臭味的东西是腐败变质、不可食用的。
因此，根据气味选择趋避会增加生存繁衍的机会。
但是，香而有毒、臭而无毒的东西也不鲜见。
中学生物学课程中科学思维测评框架的建构
中学生物学课程中科学思维测评框架的建构生物学课程是自然科学领域的一门课程,应该反映自然科学的本质特征。
运用科学思维是科学的本质属性之一，生物学课程应该训练学生的科学思维。
1.科学思维的组成部分虽然我们经常接触科学思维，但未必能准确地阐述科学思维的内涵、外延。
在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中,明确了科学思维是生物学学科核心素养的四方面之一，将“科学思维”描述为：尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。
从科学思维的内容来看,包括求知态度、思维习惯和能力;思维习惯或能力，则包括归纳与概括、绎与推理、模型与建模、批判性思维等。
如果我们进一步从科学史、科学哲学，以及思维科学方面去寻找关于科学思维的内涵和外延，则可以发现，科学史上似乎没有一个万能的科学思维图谱，要界定究竟什么样的思维是“科学思维”并不是这么简单,科学思维似乎是多样的，其中既有通过观察、实验、调查获取证据，也有数学统计分析,甚至不少时候还有想象参与其中。
一般认为，科学思维的核心是理性思维（rationalthinkiny），此外还有直觉、灵感等。
简而言之,科学思维=理性思维+直觉、灵感。
直觉、灵感却无法系统训练和检测，教育教学中训练和提升科学思维，主要是指其中的理性思维。
理性思维主要是指通过严密的思维，按照一定的规则程序而对各种事物进行逻辑推理。
由此，我们可以将科学思维能力简化为科学推理能力。
如果对科学思维做测评，则要将科学推理过程关键组成部分再做进一步细化,变成可操作的具体能力测评点。
2.科学思维测评工具的测评框架分析关于科学思维技能的组成，已经有不少学者做过探讨;关于科学思维的测评,也已经有一些综合性的测评工具％鉴于对科学思维技能的分析往往与测评框架基本上重合,故此在本文将它与测评工具合并讨论。
赵占良将科学思维定义为：是基于事实证据、运用科学概念、通过科学推理和论证对客观事物的本质、规律及其相互关系作出判断和解释、对事物客观发展变化作出预测的认识方式[3]。
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•生物学科在思维训练上的优势（高阶思维）： ——辩证思维、整体性思维、复杂性思维
这代表了现代科学思维方式
辩证思维
• 一分为二、对立统一、发展变化、普遍联系地思 考问题，都是辩证思维。
• 摈弃非此即彼、二元对立的思维方式，引导学生 全面、辩证地看问题，是培养辩证思维的重要方 面之一。
“直觉思维是创造性活动中普遍存在的思维方式”
理性思维的概念解析
• 理性：合客观+合逻辑 合客观：区别于宗教信仰等 尽量排除主观因素的影响 合逻辑：区别于感性、情感
如何做到合客观、合逻辑
• 合客观：靠证据——观察、实验、调查等 • 合逻辑：靠推理——归纳、演绎
科学的基本特点
•科学的基本特点是以怀疑作审视的出发点，以实证 为判别尺度，以逻辑作论辩的武器。
•多因多果
初高中生物：生态因素，环境污染对生物的影响，生物多样性锐 减的原因和后果……
•
生物学中因果关系的复杂性
•线性因果关系
线状或树状（“一个基因一个酶”，反射，等等）
•非线性因果关系（环状或网状） 循环因果关系：如生命系统各层次的反馈调节，生产者
、消费者、分解者之间的关系
似乎分不清 起点和终点 的因果环路
• 生物学科在思维训练上的优势： ——辩证思维、整体性思维、复杂性思维
体现生物学因果关 系的复杂性
训练辩证思维
科学思维之外
• 感性思维（如审美）对于人的发展，特别是人工 智能越来越发达的将来，也是核心素养的重要组 成部分
• 以生物学教学为载体，强化科学（理性）思维的 训练和思维习惯的养成，同时重视科学与人文的 结合，全面提升学生的核心素养，是培养全面发 展的人的题中应有之义。
学生发展核心素养中的理性思维
•学生发展核心素养的六大素养之一——科学精神 科学精神的三个要点之一——理性思维
学科核心素养的内涵
• 学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学 生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必 备品格和关键能力。
•
——普通高中生物学课程标准
物理学科核心素养
物理观念 科学思维
经、体液、免疫调节网络，从基因到性状的调节网络，生物 与环境的共同进化、生态系统的稳定性等
复杂性思维的反例
•20、右图为一个生态系统中某些生物的相对数量关 系，这些生物构成了一条食物链。甲、乙、丙三者 在食物链中正确的顺序是 A甲→乙→丙 B乙→丙→甲 数量 C丙→乙→甲 D甲→丙→乙
•
甲乙 丙
复杂性思维的反例
高中教材辩证 思维训练
进化的结果 是占领更多 的生态位， 不一定适应 能力更强。
整体性思维的范例——生态学思维
• 它不同于传统科学的分析式思维。
• 分析式思维以过分的理性化和机械化为特征，注 重事物和过程的单因果的硬性决定论，以及线性 的和非循环因素的作用。
• 生态学思维是一种整体性思维，它注重事物和过 程多因果的网络结构及概率统计方法的运用，重 视非线性的和循环因素的分析；
• 注重将生态系统作为各种组分相异相依、相克相 生、共存共荣的有机整体，主张摈弃传统的极端 功利型思维，倡导互利型的思维方式。
•
——赵占良《中学生物教育引入生态文化内涵的思考 》
这是受线性因果决 定论影响形成的简 单的线性思维
引导学生在 认识非线性 因果关系基 础上进行整 体性思维
整体性思维训练
六 为什么要重视概念教学
• 个人理解：从科学知识论来看，科学本身不是事 实的堆积，而是概念体系。
• 概念都不是孤立存在的，而是处于许多相关概念 构成的网络中的。概念教学帮助学生所学知识结 构化，形成良好的知识结构。只有结构化的知识 才是良好的知识。
• 事实是不能迁移的，概念是能够迁移的，可以迁 移到新情境中，用来分析和解决问题。
概念教学的教学设计思路
•1.依据课标，分析教材，确定章节重要概念。 2. 弄清概念的内涵，了解并分析学生的已有知识和前概念
，设置问题情境，引发认知冲突。确定本节中心问题。 3.将中心问题依次分解成具体问题，设计问题串。 4. 每个问题的解决需要学生获得什么事实性材料，如何获
得，从而设计相应教学活动。 5.获取事实性材料基础上引导学生抽象概括，形成概念内
复杂性思维
•生物学中因果关系的复杂性 •一因多果
某种药物的服用效果： 最常见的副作用是：头痛、面部潮红、胃部不适、视力异常，如 视觉色彩改变（如有蓝色色晕）和视力模糊、鼻塞或流鼻涕、背痛、 肌肉痛、恶心、头晕、皮疹
•一果多因
初中生物：影响种子萌发的外界条件…… 高中生物：影响身高 的多个基因及后天因素影响，影学探究
科学态度 与责任
化学学科核心素养
宏观辨识与 微观探析
变化观念与 平衡思想
证据推理与 模型认知
化学学科 核心素养
实验探究 与创新意
识
科学态度与 社会责任
生物学学科核心素养
——《普通高中生物学课程标准（2017年版）》
生命观念 科学探究
生物学科 核心素养
科学思维 社会责任
学科核心素养中的科学思维
证据和推论之间是严密的逻辑
• 理性思维的反例 “一见钟情”：感性思维，无证据无逻辑 看风水：有逻辑无证据 用进废退：有大量反证 高压线附近患白血病几率高：有证据无逻辑 63、73、83、93、103：有证据无逻辑
•理性思维的反例 反转斗士 砸日系车 抢购食盐
四、生物学科科学思维的特点
•与其他自然科学的共同点： 都致力于合客观和合逻辑 都倡导理性质疑 都是基于实证的逻辑思维， 都强调形式逻辑思维的严密性。
的，教育教学中训练和提升科学思维，主要是指 理性思维
• 余自强 《生物课程论》：科学思维内容
直觉思维
•张大松《科学思维的艺术 科学思维方法导论》
“直觉思维是人们思维活动中那种超越感性经验和 逻辑推理的一种直接洞察与整体判断，它跨越了一 系列研发积累和理性分析，往往说不出判断或选择 的理由，似乎在当时也不需要说明理由。”
——《学生发展核心素养体系构建》课题组
科学思维
• 科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实 的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解 决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习 过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事 实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与 建模、批判性思维、创造性思维等方法探讨生命 现象及规律，审视或论证生物学议题
•
—— 高中生物教材《遗传与进化》P128
•
引自美国《国家科学教育标准）
•以怀疑作审视的出发点 •以实证为判别尺度 •以逻辑作论辩的武器
合客观
理性
合逻辑
逻辑思维
• 逻辑思维的基本形式：概念、判断、推理、论证
• 逻辑思维的基本方法：归纳和演绎、分析和综合 、抽象和概括、比较和分类等
•理性思维的正例 达尔文 摩尔根
• 物理：科学思维 • 化学：证据推理与模型认知 • 生物：科学思维（送审稿中是“理性思维”）
小结：科学（理性）思维与核心素养的关系
• 从学生必备品格和关键能力角度看，科学（理性 ）思维是科学态度、科学世界观和科学价值观的 基础；学生要具有分析和解决问题能力，关键要 靠科学（理性）思维。
• 从学生发展核心素养的框架体系看，理性思维是 作为六大素养之一的科学精神的基本要点。
• 与学生发展核心素养 • 与学科核心素养
学生发展核心素养-六大素养（定稿）
自
主
学会学习
发
健康生活
展
社
会
责任担当 实践创新
参 与
全面发 展的人
人文底蕴 科学精神
文化基础
学生发展核心素养举例
•科学精神： 主要是学生在学习、理解、运用科学知识和技能
等方面所形成的价值标准、思维方式和行为表现。 具体包括理性思维、批判质疑、勇于探究等基本要 点。
• 概念教学本身是透过现象看本质，通过个别看一般，借助特殊探 普遍的过程，概念作为思维的材料和基本形式，学习概念的过程
就是培养思维能力的过程，分析成因、预测未来的过程。
概念教学为什么重要？
•概念是形成思想观念的基础。学习科学概念有助于 形成科学的世界观。 •学生应该在较好地理解了生物学概念性知识的基础 上形成生命观念，如结构与功能观、进化与适应观 、稳态与平衡观、物质与能量观等，并能够用生命 观念认识生命世界、解释生命现象。
围绕提出 问题进行 思维训练
五、 如何培养学生的科学思维
• 2. 通过各种学习探究活动培养学生的实证意识、 寻求证据的能力，注重证据的客观性 如测定人的反应速率 测定种子发芽率减少误差 两条钢轨之间距离（视错觉）
追求证据 的客观性
首先应重视模 拟探究的教育 价值。活动中 应要求学生尽 量避免主观因 素影响。
——《高中生物课程标准（征求意见稿）》
七、如何加强重要概念的教学
•认真钻研课标，理清重要概念、次位概念和具体概 念的关系，以重要概念为统领 •认真钻研教材，特别是章引言、本节聚焦和本章小 结，使教学聚焦重要概念 •认真了解学情，注重探查学生的前概念（包括错误 概念） •概念教学要重在理解概念的实质 •概念的理解不能过于机械或绝对，要有灵活性和包 容性
问题，也可用来解决自然科学以外的某些问题。 • 科学思维不能解决人类面临的所有问题。 • 科学思维是人类理性精神在思维中的体现。 • 科学思维的核心是理性思维。
三、科学思维与理性思维的关系
科学思维与理性思维的关系
• 科学思维的核心是理性思维，都是人类理性精神 在思维中的体现。
• 科学思维=理性思维+直觉、灵感、顿悟等 • 直觉是与生俱来的，灵感和顿悟是可遇而不可求
高中生物的例子
甲状腺激素的浓 度是TSH作用的 “果”，反过来 又成为作用于垂 体和下丘脑的“ 因”，构成一个 封闭的反馈环。