摘要：本研究聚焦于基于真实情境的高中生物“生态系统及其稳定性”单元教学对学生科学思维培养的影响。通过理论分析阐述了真实情境教学与科学思维培养的关联，同时结合实证研究，以某高中高二年级学生为研究对象，采用对比实验法，对比传统教学与基于真实情境的单元教学效果。研究结果表明，基于真实情境的单元教学能显著提升学生的科学思维能力，为高中生物教学中科学思维培养提供了新的思路和方法。

关键词：真实情境；高中生物；生态系统及其稳定性；科学思维培养

引言

在高中生物教学中，培养学生的科学思维能力是重要目标之一。“生态系统及其稳定性”作为高中生物课程的重要单元，蕴含着丰富的科学思维培养素材。传统的生物教学往往侧重于知识的传授，而忽视了学生科学思维的发展。真实情境教学强调将知识置于具体的、真实的情境中，让学生在解决实际问题的过程中理解和应用知识，这与科学思维的培养要求高度契合。因此，探讨基于真实情境的“生态系统及其稳定性”单元教学对学生科学思维培养的影响具有重要的理论和实践意义。

一、理论基础

（一）真实情境教学理论

真实情境教学是指在教学过程中，创设与现实生活紧密相关的情境，让学生在真实的情境中进行学习和探究。这种教学方式能够激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性，使学生更好地理解和掌握知识。在“生态系统及其稳定性”单元教学中，通过创设如校园生态系统、城市生态系统等真实情境，让学生亲身体验生态系统的结构和功能，从而加深对知识的理解。

（二）科学思维培养理论

科学思维是指在科学探究过程中所运用的思维方式，包括观察、比较、分析、综合、归纳、演绎等。科学思维的培养有助于学生提高解决问题的能力，形成科学的世界观和方法论。在生物教学中，通过引导学生对生态系统的观察和分析，培养学生的观察能力和分析能力；通过让学生对生态系统的稳定性进行探究，培养学生的探究能力和创新思维。

二、研究方法

（一）研究对象

选取某市重点高中高二年级两个学业水平相当的自然班作为研究样本，班级人数均为 48 人，学生在前期生物学成绩、认知能力及科学素养测评中无统计学差异（ P>0.05 ），具备良好的可比性。实验组实施基于真实情境的单元教学设计，对照组沿用常规讲授式教学，课程进度、课时安排与教学目标保持一致，确保变量控制的科学性。

（二）研究过程

实验组教学围绕“生态系统及其稳定性”核心概念，构建具现实指向的情境链。学生以小组形式开展校园生态踏查，记录植物群落分布、动物活动痕迹及人为干扰因素，绘制生态网络图并评估系统稳定性；继而延伸至城市湿地退化案例分析，模拟环境决策听证会，进行多维度归因与解决方案论证。教学中嵌入问题驱动、证据推理与模型建构环节，强化科学实践参与。对照组则以教材为主线，通过课堂讲授、图解解析与习题训练完成知识传递，缺乏实践性任务设计。两组均在单元教学前后施测科学思维水平，采用自编《高中生生态科学思维能力测评量表》，涵盖系统观察能力、因果推理能力、模型解释能力与批判性思维四个维度，量表信度 Cronbach’s α 达 0.87，具有良好的心理测量学指标。

（三）数据处理

原始数据经 SPSS 26.0 进行正态性检验与方差齐性分析，采用独立样本 t 检验比较组间后测差异，结合配对样本 t 检验分析组内前后测变化趋势。效应量以 Cohen’s d 评估教学干预的实际影响力，确保统计推断的稳健性与教育意义的可解释性。

三、研究结果与分析

（一）实验组和对照组学生科学思维能力的前测结果比较

教学实施前，采用标准化测评工具对实验组与对照组学生的科学思维基线水平进行评估。数据显示，两组在系统观察能力、因果推理、模型建构及批判性判断等维度上的平均得分分别为实验组（ M=68.32 ,SD=7.41 ）与对照组（ M=67.89,SD=7.15 ），独立样本 t 检验结果表明组间差异无统计学意义（ 1=0.31,p=0.756 ）。各子维度得分分布高度趋同，尤其在识别生态变量间相互作用、构建初步解释模型等关键指标上表现一致。该结果验证了样本分组的均衡性，确保后续教学干预效应可归因于教学策略差异，而非初始能力偏差。

（二）实验组和对照组学生科学思维能力的后测结果比较

单元教学结束后进行后测，实验组在多项思维指标上呈现显著提升，整体均值达到（ M=82.64,SD=6.33⋅ ），显著高于对照组（ M=73.21 ,SD=6.87 ），差异具有统计学意义（ ）。其中，因果推理与模型解释能力提升尤为突出，实验组学生能基于实地采集的数据链条，构建包含能量流动、物质循环与人为干扰因子的动态模型；而对照组多停留在静态知识复述层面，缺乏对系统非线性响应的深入理解。

（三）具体分析

深入分析作答文本发现，实验组学生在面对“湿地退化治理”类开放任务时，普遍展现出多尺度整合思维，能够结合校园踏查中发现的植被覆盖断裂带与城市排水系统布局，提出生态廊道修复与雨洪管理协同策略。部分小组在听证会模拟中引入缓冲区设置与物种重引入的可行性论证，体现系统思维与价值权衡意识的融合。相比之下，对照组应答多局限于教材中“负反馈调节”等概念套用，未能建立知识与现实情境的映射关系。这表明，具身参与的实践情境不仅强化了认知深度，更催化了科学思维从“理解”向“运用”与“评判”的高阶跃迁。

四、结论与建议

（一）结论

本研究表明，基于真实情境的高中生物“生态系统及其稳定性”单元教学对学生科学思维培养具有显著的积极影响。通过创设真实情境，能够激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性，使学生在解决实际问题的过程中培养科学思维能力。

（二）建议

教师应加强对真实情境教学的认识和理解，不断提高自身的教学能力。在教学过程中，要善于创设真实、有趣、具有挑战性的情境，让学生在情境中学习和探究。

学校应提供更多的教学资源和支持，为真实情境教学的开展创造条件。例如，建立生物实验室、生态园区等，让学生有更多的机会接触真实的生物世界。

教育部门应加强对高中生物教学的评价改革，将学生的科学思维能力纳入评价体系中。通过评价导向，促进教师更加注重学生科学思维的培养。

参考文献

[1] 王楠 . 基于情境教学的高中生物学单元教学设计与实践[D]. 四川师范大学 ,2024.

[2] 彭衎 . 大单元教学在高中生物教学中的理论探究与实践[D]. 湖北师范大学 ,2024.

[3] 冯文静. 基于真实情境下的生物单元教学[J]. 中学课程辅导( 教师通讯 ),2021,(10):7-8.