科学思维作为《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“生物学新课标”）提出的核心素养之一,是学生生活、学习乃至立足社会不可或缺的素养。生物学新课标中指出学生应在学习过程中逐步发展科学思维,能够运用模型与建模等方法探讨、阐释生命现象及规律,审视或论证生物学社会议题。如何培养学生的科学思维一直是高中生物学教学研究中的热点问题。建模教学作为一种以模型与建模为中心的教学模式,建模教学中涉及到许多思维方法的培养,本研究拟通过理论分析与实践研究,促进学生对模型与建模的理解与认知,促进学生掌握生物学核心概念,提升学生的科学思维素养。本研究通过文献研究法,梳理了建模教学与科学思维的相关概念,包括模型、建模、模型的分类、建模教学的步骤、科学思维的内涵以及科学思维水平的划分,在此基础上分析建模教学培养科学思维的可行性,主要分析建模教学与科学思维的关系,以及建模教学培养科学思维的优势。为了解在高中生物学建模教学中培养科学思维的现状,本研究通过问卷及访谈的形式展开调查,问卷调查分为6个维度,分别为学生对模型的认知、学生对建模的认知、学生对建模与科学思维关系的认知、学生建模的次数与建构的模型类型、学生建模中的困难、教师对学生建模的重视与指导。将问卷调查与对学生和教师的访谈调查相结合,了解高一学生建模的基本情况,分析学生在建模中存在的问题,并提出解决的策略,为建模教学能够更有效的培养科学思维奠定基础。在实践研究中,本研究选择了“细胞呼吸的原理和应用”、“光合作用的原理和应用”两节内容进行教学实践,每节内容分两个课时完成。教学过程按照建模教学的步骤进行编写,分为原型分析、模型建构、模型检验与完善、模型应用等几个环节。教学过程中重视事实和证据的呈现,重视问题和情境的设置以及任务的安排,为学生建模创造有利的条件,以激发学生的兴趣,充分体现学生的主体地位。教学实践对象为高一的两个平行班,实验前对实验班和对照班进行问卷调查和科学思维测试题测试,以保证两个班的初始水平一致。教学实验中的调查问卷分为6个维度,分别为学生学生对模型的理解、学生对建模的理解、原型分析对科学思维的培养、模型建构对科学思维的培养、模型检验与完善对科学思维的培养、模型应用对科学思维的培养;科学思维测试题则根据生物学新课标中的学业质量水平及其评价分为水平一至四个不同维度的题目。对实验班实施建模教学,对照班继续采用该校常规的教学方式,完成教学任务后对两个班级的学生进行后测和延时测试。问卷调查的后测结果说明,实验班学生在对模型的理解、对建模的理解等六个维度中的表现均优于对照班学生,说明了实验班学生对模型、建模的理解有明显提高,并且建模教学对科学思维的发展有促进作用。科学思维测试题的后测与延时测试的结果表明实验班与对照班学生在水平一的题目中得分无显著性差异,而在水平二、三、四的题目中实验班得分均优于对照班。这说明建模教学能够促进学生解决中高阶科学思维水平的题目,促进学生的科学思维由低水平向高水平发展;对学生的访谈从定性分析的角度支持了以上结果,学生表示建模教学能够激发学习兴趣,促进他们对生物学概念的理解,有利于他们解决生物学问题,提升了他们的思维水平。总之,基于模型与建模的高中生物学教学改革,有利于提升学生的科学思维素养,这也为当前新课标下一线高中生物学实践提供了可行的参考和借鉴。