科学思维是《普通高中生物学课程标准(2017年版)》提出的四大核心素养之一,也是“立德树人”文件的要求,培养科学思维是个人决策能力、信息处理能力以及时代对提高全体国民素质和人才培养质量的新要求。在此背景下,本研究结合教育学、教育心理学、哲学等相关领域的研究,在辨析科学思维、生物学科学思维等概念的基础上,以微课为教学方式,“细胞器——系统内的分工合作”和“细胞的能量‘通货’——ATP”知识为依托,在高中生物学课堂中展开实践研究,旨在促进高中学生生物学科科学思维的发展。本论文主体包括两大部分共六章展开研究,第一部分是有关科学思维培养的理论探讨,由前三章组成,第二部分是科学思维培养的实践研究,包括第四和第六章。具体如下:第一章从研究背景入手,分析了选择科学思维进行研究的三点理由:一是生物学课程标准的要求,培养学生的核心素养;二是当今课堂教学实际面临的困境,“为思维而教”的呼声越来越高;三是结合生物学课堂教学的特点,知识之间的逻辑性较强。其次对研究科学思维的理论意义和实践价值进行评估,接着对国内外有关科学思维研究进行综述,最后引出本研究的内容依托高中生物必修一教材,在以微课为背景的教学过程中以提高学生的科学思维为目的,主要通过实证研究进行。第二章站在已有关于科学思维研究成果的高度进行总结,从广义和狭义两方面对科学思维进行概念界定,指出本研究的科学思维概念是从狭义的角度,它以高中生物学知识为基础,从学生能利用知识逻辑顺序,再现科学发现过程、能展现假设推理过程、能从感性材料中进行归纳与概括这3个维度探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。本章还包括对科学思维概念界定以及培养学生科学思维的理论基础。第三章主要解决什么样的教学设计可以较好的培养学生的科学思维,其原则有四:一是要有利于学生知识的建构和内化;二是有利于实现分层教学;三是有利于学生对学习的掌握;四是教学设计要有弹性,要关注问题的生成。因此,科学思维是可以通过恰当的方式而得到培养的。第四章进入科学思维培养的实践研究教学设计部分。主要以“细胞器——细胞内的分工合作”和“细胞的能量‘通货’——ATP”为例进行说明,其包括微课的旁白、教学设计的8个子元素、纸笔测试的内容及格式,重点突出微课背景下教学设计的学生活动和意图,仅仅围绕科学思维的3个维度进行展开。第五章主要分析了科学思维3个维度的纸笔测试结果。针对第一轮教学实验结果实验组与对照组的差异不太显著的问题,调整实验方案进行第二轮教学实验,实验结果表明:实验组在能展现假设推理过程和能从感性材料中进行归纳与概括这两个科学思维维度的部分教学实验结果与对照组存在极显著差异(P<0.05),相应的教学课例为“物质跨膜运输的方式”、“探究温度对酶活性的影响实验”、“ATP的结构和功能”和“有氧呼吸的过程”。第六章提出了本次研究的主要结论并提出展望:微课教学中优势劣势并存、更能发展学生归纳与概括的能力、更有利于学生自主建构、高中生的科学思维是可以培养并发展起来的。