科学思维是指尊重事实和证据，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，认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。高士其曾言“思维科学是培养人才的科学”，但现实教育情境中的思维培育生态，却常见教师只注重学生的浅层思维训练，而往往忽视了高阶思维的深层次培育。如何有效地培育学生的科学思维，深度提高学生的学习品质？借助钟启泉教授创设的单元化教学模式论，即“核心素养—课程标准—单元设计—课时计划”教学架构可以辅助实现。单元化教学中的“单元”不是教材上的单元知识内容，而是教师围绕某一主题，在整体把握教材的基础上，打破教材章节知识的原有框架，把其中具有内在联系的知识进行整合、重组，形成新的结构单元。这种体现整体性和系统性的教学方法，有利于学生构建完整的认知结构和思维体系，提升学生综合运用所学知识去解决实际问题的能力，从而培养学生的科学思维。
　　细胞是生物体结构和功能的基本单位，生物体的新陈代谢活动几乎都在细胞内进行。“细胞”内容在高中阶段的占比非常大，相关的知识点非常多，几乎横跨整个高中生命科学的三册书和拓展型教材。本文以“细胞”为主题建构复习单元，以癌细胞与抗癌为教学主线，从创设真实情境、重构相关概念、注重科学探究三个方面来研究如何在单元教学的实践过程中，有序地实现学生科学思维的进阶。

一、创设真实情境，调动思维的延展性

　　真实情境是发现或理解的动力模式，是迁移产生的原因。創设真实情境就是借助新知识传授的驱动力，将原先的学习与新的学习情境之间共同存在的、并不是完全相同的零碎成分，构建成共同的模式、完型或关系。思源于疑，要培养学生的科学思维，首先必须调动学生的思维积极性。钟启泉教授指出，核心素养不是直接由教师教出来的，而是在问题情境中借助问题解决的实践培育起来的。问题情境是在真实的学科背景下凝练成的学科问题。因此教师要创设真实的生物学情境，将学科要解决的问题与社会的生产实际和学生的日常生活紧密联系在一起，这不仅有利于激发学生的探究热情，更有利于学生学以致用来解决现实情境中的问题。
　　在以“细胞专题”为单元的整合复习课中，通过2018年诺贝尔生理学或医学奖的漫画版资料——“癌症的免疫疗法”切入到社会热点“癌细胞”。教师展示癌细胞形成的图片，讲授癌细胞的概念，提出问题：癌细胞的主要特征是什么？学生根据图片和概念，得出癌细胞的特征之一是能够无限增殖进行有丝分裂，从而自然而然地导入到本节课的第一部分——有丝分裂的复习中。教师陆续抛出以下问题：能否根据癌细胞的特点，利用有丝分裂的知识来研制抗癌药物呢？有没有方法可以特异性地杀伤癌细胞？学生回答可以利用课堂伊始介绍的癌症的免疫疗法，从而自然地为本节课中的第二部分——免疫的复习做好了铺垫（见图1）。

　　在建构单元化教学的知识体系中，尽管从学生的角度来说，知识是陈旧的，但课堂的情境却是全新的、真实的，以这种形式呈现的知识体系，既富有趣味性，又能启发学生积极运用生物学的知识和方法，关注社会议题，参与讨论从有丝分裂和免疫的角度，理性思考抗癌的原理，解释或解决现实情境中的问题。

二、重构关联概念，关注思维的逻辑性

　　专题复习中，重构关联概念是有意义学习、保持和组织过程的一部分。当新知识与认知结构中原有的概括水平较高的观念建立联系时，学生的认知结构中原有的概念发生变化。当这样的学习多次进行时，学生的认知结构便由上而下逐渐分化。培养学生思维逻辑性的实施基础是尊重事实和证据。重构关联概念一方面需以科学思维为内动力，另一方面逻辑思维培育又必须依托借助关联概念为实施载体。在进行科学思维的教学活动中，关联概念的形成首先采用分析法关联必需的知识和技能，然后按难易程度、逻辑关系等加以有序编排，通过有效的教学与训练，使学习者的生物学素养水平达到专业化程度。
　　以“细胞专题”为单元的整合复习课主要分为两个版块：有丝分裂与抗癌、免疫与抗癌。在第一版块中，教师展示学生在课前绘制的有丝分裂各时期细胞内的变化图，引导学生找出错误并改正。这种纠错活动，不仅能帮助学生理解“有丝分裂”这一概念，又训练了学生的批判性思维。在第二版块“免疫与抗癌”中，癌症的免疫疗法用到了能与T淋巴细胞表面受体结合的抗体，教师顺势引导学生说出浆细胞分泌抗体的过程中，参与的细胞结构有哪些；分析浆细胞和B淋巴细胞的结构特点，比较两者的不同之处；类比说出其他符合“结构与功能相适应”的例子；运用现代生物技术，设计出制备抗体的技术路线。整个过程中，教师引导学生使用了分析、比较、归纳、类比等多种逻辑思维方法，并且将“特异性免疫”这一概念与其他章节中细胞膜、细胞器、基因工程、动物细胞融合等有关“细胞”的知识点一一串联起来，帮助学生构建完整的知识网络，提升思维的逻辑性。教师充当学生思维过程的记录员，在黑板上呈现出这些概念之间的关系（见图2）。

　　在建构单元化教学的关联概念重构中，要促使学生从事积极的科学思维活动，鼓励学生充分考虑关联性知识的涵义，学生间可通过辩论和在多种选择中开展逻辑思维活动，并培养学生勇于说出个人的观点。

三、注重科学探究，拓展思维的广阔性

　　探究是一种有机体对自身环境了解和控制的需要。科学探究是科学思维的实证过程，激发学生对问题的探究精神是一种教学方法。教学过程中，科学探究和科学思维两者应该是相互渗透、密切联系的关系。因此，在生物学课堂教学中，要求教师要注重启迪学生的思维，为学生创设更多的主动学习的机会，以培养学生自我钻研精神和自主学习能力为目标，拓展其思维的广阔性。 　　在“细胞专题”单元复习课的具体教学情境中，借助科学探究，实施精致化教学过程见教学片段实录1和2。
　　【教学片段实录1】师：根据有丝分裂知识及癌细胞的特点，同学们能否总结出抗癌药物的研制思路呢？生1：破坏癌细胞分裂周期中的任何一个环节，抑制有丝分裂。师：科学研究发现槲皮素可将胃癌细胞的分裂阻断在M期。你能推测槲皮素抗癌的原因吗？生2：抑制纺锤体的形成。生3：抑制染色体的分离。生4：抑制细胞膜向内凹陷。生5：……
　　教师要引导学生分析已有信息，根据自身的生活经验或事实和已学的相关知识，在分析、比较的基础上作出合理的假设。学生在假设槲皮素抗癌原因的过程里，把握细胞在有丝分裂M期的各个行为，全面细致地思考和分析问题，拓展了思维的广阔性。
　　【教学片段实录2】师：癌症的免疫疗法提供了第二种抗癌思路，即利用抗PD-1抗体结合T淋巴细胞表面受体PD-1。小组讨论：运用现代生物技术，设计出能快速、大量制备抗体的技术路线，并用文字、箭头或图表示。
　　生1：运用微生物基因工程（见图3）。

　　生2：运用动物细胞融合技术制备单克隆抗体（见图4）。

　　师：两种技术生产出的抗体是否完全相同？为什么？
　　生3：不完全相同，因為同学1用到的受体细胞是大肠杆菌，为原核生物，唯一的细胞器是核糖体，没有内质网和高尔基体，不能对合成的蛋白质进行加工。在这个过程中，学生以抗体的化学本质是蛋白质为突破点，概括、迁移能力强，从不同角度、运用不同方法，并进行创造性的改进来解决问题，提升了思维的灵活性，达到了知识的活学活用目的。
　　单元化教学能够避免课时教学造成的知识碎片化，使学生关注知识点之间的内在联系，提高学生对知识的整体认识，便于迁移应用，是学科核心素养有效落实的载体。培养学生的科学思维，除了上述教学策略外，还可通过建构模型、重历科学史实验、挖掘教材插图、开展课题研究、训练表达能力、结合优质试题、纠错活动、反思活动等策略，广大教师需要在教学实践中进一步探讨。