【正文】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。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个方面之一，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、演绎与推理、模型与建模、批判性思维。
　　一、理性思维的概念界定
　　一般认为，科学思维的核心是理性思维，此外还有直觉、灵感、顿悟等。公式模型为“科学思维=理性思维+直觉、灵感”。直觉和灵感，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。即，科学思维能力→科学推理能力。
　　有专家将“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、规律及其相互关系做出判断和解释、对事物客观发展变化做出预测的认识方式。
　　又有专家详细列出了科学思维十五个明确的要点：能区分事实和观点；了解科学和技术的区别；知道什么是信源；能大致判定信源可靠度；能用统计的眼光看现象；能区分先后关系和因果关系；能区分因果关系和相关性；懂得基本的逻辑规则；知道什么是类比，什么是逻辑推演；了解谁主张、谁举证的基本概念；了解科学共同体是怎么回事；能区分哲学思辨和科学思考；能明白经验不等于规律；知道大样本随机双盲对照实验的含义；能判断一个观点是否具备可证伪性。
　　PCAP科学素养测评方案指出，科学推理表现在能运用他们的科学知识、技能和对科学本质的理解，做出明智的、基于证据的决定；能得出结论，或与现有的理论或观点进行比较；能识别问题或事件，并寻求解决问题或事件的科学知识。
　　具体表现为：识别模式；形成合理论据；验证结论；判断论据的有效性；依据证据建立有效论证和解释；联系科学观点，建立彼此相关联的整体；根据证据进行推理，为指定问题做出明智决策；使用推理帮助理解科学相关的问题；基于证据提供做出决策的理由；针对某一问题做出决策的依据及局限性；开发和使用模型；表现出对基于证据的知识的尊重和支持；对与科学相关的问题表现出兴趣和觉察意识。
　　二、理性思维在初中生物学课程中的维度及思考技能简表



















　　作为生物学科的核心素养，学生在生物学课程中习得的理性思维，可用于改善他们在其他科学领域的认识和观点，也可将其应用在日常生活的众多领域，提高学习、生活的效率和质量。从认知的视角看，理性思维是获得正确信念或结论的艺术；从实践的视角看，理性思维是对所思问题获得明智答案的途径。
　　三、充分调动学生通过理性思维进行概念学习并建构概念图系统
　　在进行生物学科概念教学时，教师帮助启迪学生将当前所学的思维方法与已有经验、已有思维技能建立联系，导致原有技能的延伸和生长；如果没有提炼、总结，对科学概念的感悟就比较模糊，更难以达到自觉。因此，利用教材显性化的知识建立起不同主干概念之间的联系，使得原有概念的框架体系得以延伸和生长。在概念建构的同时，也是将科学方法、各种思维技能等科学素养要素整合的过程。简而言之，在进行核心概念教学时，既要与科学思维学习结合，还要有针对性地训练科学思维、提炼总结科学思维的要点。
　　四、以合作探究生物实验为载体，活跃学生思维、提高探究能力
　　要提高学生的思维水平，必须让学生参与思维实践，希望学生不仅在学习生物实验过程中表现出理性思维，而且在日常生活中也能运用理性思维解决问题。教师可有针对性地开展实验教学，将科学探究和科学思维用于生物实验实践中。尽管并不清楚学生未来面临的生活和挑战，但是具备理性思维的学生有能力获取知识并解决科学及社会中的问题。通过理性思维的培养，学生不仅能在生物实验中学到足够的知识和技能，也有能力应对科学实验之外的生活。生物实验适合开展理性思维教学的平台，教师要将理性思维的培养融入到自己的实验教学中，培养学生的理性思维，充分达成生物实验教学的目标。
　　生物课程中的科学探究是学生领悟科学研究方法、积极主动获取生物科学知识而进行的各种活动。培养学生的科学探究能力是为了培养学生的科学态度与价值观，促进学生学习方式的转变。在教学过程中，教师可以引导学生开展探究性学习，进行小组合作探究的尝试与实践，在交流表达阶段，个别小组在探究过程存在的问题，被其他的小组指出并得到正确的指导，该形式培养与提高了学生的科学探究能力与团队合作学习能力。（下转第23页）
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　　五、以科学论证为导向，培养学生的理性思维。
　　生命是一种开放性、生成性的存在，人的思维也具有开放性、生成性的特点。在生物教学中结合合适的内容设置科学论证的过程和学习环节，有利于培养学生的理性思维。这就需要教师有意识培养学生崇尚并形成科学思维，能够运用归纳、概括、演绎推理等方法探讨生命现象与规律，审视或论证与生物学相关的社会议题，通过激疑—质疑—释疑等环节，引导学生在探索中发展科学思维。这是学生科学理性思维培养的主要途径，也是提高学生科学素养的重要内容。理性思维的教学是通过教师引导学生自主解决，以查找资料、共同讨论等方式来解决问题，以此开阔眼界，培养理性思维意识，发展形成自主学习能力。
　　六、在教学评价中进行理性思维训练、培养学生的科学精神。
　　教学评价是以教学目标为依据，按照科学的标准，运用一切有效的技术手段，对教学过程及结果进行测量，并给予价值判断的过程。教学评价就是对教学工作质量所作的测量、分析和评定。它包括：对学生学业成绩的评价，对教师教学质量的评价和进行课程评价。根据评价在教学活动中发挥作用的不同，可把教学评价分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价三种类型。根据评价所运用的方法和标准不同，可分为：相对性评价和绝对性评价。课堂教学中采用的评价策略多种多样，有激励性评价策略、赞赏性评价、质疑性评价、教师指导下的学生自我反思评价、延时评价策略。形成性评价是在教学过程中，为调节和完善教学活动，保证教学目标得以实现而进行的确定学生学习成果的评价。
　　为了更好地促进概念教学，在课堂上检视概念构建的成效和强化理性思维训练，宜多设计具有理性思维维度的练习题。
　　1.识别论证的训练题：
　　例1 科学论证至少由两部分组成，其中一个是结论，另一个则是支持结论的理由。以下四个论述中不属于论证的是（）
　　A.水分子中的18O出现在产物氧气中，因此光合作用产生的氧气来自水。
　　B.显微镜下观测细菌看不见膜结构，因此可以认为细菌没有成形的细胞膜。
　　C.有些同卵双胞胎的身高不同，所以性状并不是完全由基因决定的。
　　D.通过比较三种兰科植物遗传物质的差异大小，可判定它们的亲缘关系远近。
　　2.辨识假设的训练题：
　　例2 要采取更有力的措施，保护东北虎豹。不属于这一观点成立必要前提的是（）。
　　A.存在东北豹这一物种    B.东北豹已经处于濒危状态
　　C.东北豹种群数量还在下降  D.以往的保护措施还不够有力
　　综合上述，基于遵循实事求是的科学精神，有些场景恰恰是需要教师引导学生质疑。学生因质疑而展开理性思维，没有问题的思考，不是真正的思考；没有理性思考的探究，不是真正的探究；理性思维是基于事实和严密逻辑达到更好结论的方法，是高质量的思維范式和习惯。只有在课堂上发展培养学生的理性思维能力，才是学校和学生科学素养的落实和发展的，生物课程才是真正的自然然学科，科学精神和科学方法才会在学生心中生根、发芽。
　　参考文献：
　　[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M]，北京：人民教育出版社，2018：4-5。
　　[2]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[J].中学生物教学，2019（19）：4-7。
　　[3]汪诘.科学思维要点[M]//张立宪主编.读库2001.北京：新星出版社，2020：1-38。
　　[4]王俊明，左晨光.科学推理能力的测评——加拿大PCAP评估项目的经验与启示[J].生物学教学，2019，44（9）：50-53。
　　此文为2021年度三明市基础教育初中“壮腰”工程专项立项课题，编号：Zxktc-1986；课题《生物教学中提升学生思维和解决问题能力的实践研究》成果之一。