利用生物實驗教學 培養學生思維能力

摘 要：隨著新一輪課程改革的進一步深入，對生物學科的教學提出了新的要求。本文就生物教學和實驗中如何培養學生的科學思維能力和科學素養這一問題，提出了通過啟發學生的思維積極性、訓練學生的思維操作技能、培養學生思維的邏輯性等一些觀點。

關鍵詞：初中 生物實驗 思維能力 培養

生物學科是一門實驗性很強的基礎學科，新一輪課程改革的進一步深入，對生物學科的教學提出了新的要求，要求“以人為本”，面向全體學生，促進學生素質全面提高；必須以學生為主體，促進學生積極主動、生動活潑地發展，發展學生個性，培養科學的態度、創新精神和實踐能力，為其終身發展奠定堅實的基礎。生物科學實驗是以認識生命運動的本質和規律為目標的實踐，它不是盲目的行為，而是在理論指導下的實踐活動?？茖W的思維能力是科學素質的重要方面，而科學素質的培養又是全面實現素質教育的重要內容。在生物教學和實驗中，培養學生的科學思維能力和科學素養，從而提高學生的素質，就顯得非常重要。本文結合初中生物實驗，談幾點關于培

養學生的思維能力的看法。

一、啟發學生的思維積極性

興趣是思維活性的觸發劑，求知的需要是學習動機的基礎。當學生對某個問題發生興趣時，就會圍繞著這個問題積極地思考起來。但是，單純由“實驗”表面的“魅力”所引起的只是直接的興趣，如果沒有更深層次內涵的吸引，維持不了多久。要想保持學生持久的興趣，就要善于“創造”種種誘因。比如，從生產實際和學生生活實際引出實驗課題，不斷明確實驗目的意義，不斷提出有趣而又有思考性的問題引起學生思考，等等。通過這些手段，及時地把學生的直接興趣發展為間接興趣。

思維總是在觀察和解決問題的過程中進行的。當一個人產生必須排除困難的需要，或要了解某一問題時，思維就活躍起來。實踐證明，有意識地創設發現問題的情境是引導學生積極思維的好方法。我們要善于利用實驗中的［觀察與思考］、［討論］等欄目中的問題，以及在輔導實驗的教學中用有啟發性的問題巧妙地引導和調動學生思維的積極性。

二、幫助學生掌握科學研究的基本過程

科學思維方法的首要問題是明確科學研究的基本過程，即解決問題的程序。

例如，“觀察鼠婦活動”的實驗設計思路。

首先，通過觀察發現問題。為什么在花盆下、石塊下等處容易找到鼠婦？這些地方有什么特點？

其次，提出假設（對發現的問題大膽提出猜測和解釋）。

1.鼠婦的活動可能與光照條件有關。

2.鼠婦的活動還可能和水分以及其它外界因素有關，等等。

第三步，設計實驗，驗證假說。在這個階段，實驗的目的任務、方法、材料、裝置等等都是根據假設來確定的，所以，實驗的理論依據主要是假設（當然還有賴于學生對有關科學知識的掌握情況）。

1.先檢驗“光照”對鼠婦活動有無影響。

2.為了消除無關變量的干擾，突出自變量，找出自變量和因變量的因果聯系，必須創造一個除“光照”以外其它條件均相同的、只有明暗兩處相通的場所。把一定數量的鼠婦放在其中，觀察鼠婦在明暗兩處的數量分布情況。

第四步，分析、討論實驗結果，推導結論驗證假設的真偽。

通過“鼠婦實驗”，要幫助學生感受和理解科學研究的基本過程：問題→假設→實驗→結論。初中所有的生物實驗幾乎都體現了這條思路，這里不再重復。

科學的“假設”絕不是無根據的憑空捏造，而是要有科學根據的。這種根據來源于頭腦中已有的知識，或者來源于別人的研究成果，或者來源于對客觀實際的觀察。

三、訓練學生的思維操作技能

思維操作技能包括分析、綜合、比較、抽象和概括等幾個步驟。在生物實驗中要實現對某生命現象的本質和規律的認識，就要對實驗中的感性材料進行一系列的思維操作才能實現。

根據系統論的觀點，任何一個生命體或一種生命現象都是由部分、層次、要素組成的開放的有序整體。對于這樣一個整體如果囫圇吞棗地研究是無法進行的。只有將其分解，才能一部分一部分地研究，深入其內部，發現其本質。在頭腦中把整體分解為部分而進行逐個研究的過程就是分析。比如，在研究“影響鼠婦活動的外部條件”時，必須先把“外部條件”分析成光、水、化學物等單個因子，然后逐一考查和鼠婦活動的關系；在研究“光合作用”時，也是將其分解為原料、條件、產物幾部分，而這每一部分又是由次一級的成分組成。為了便于研究還須進行更深層次的分解。所有的科學實驗都離不開分析。

綜合，在頭腦中把生命體的各部分，把生命現象的各個方面和屬性聯合起來，形成對生命體和生命現象整體的認識，這就是綜合。分析和綜合是相輔相成、緊密聯系的對立統一的關系，它們是思維活動的基礎。

比較，是把生物各部分構造、功能和某些屬性加以對比，并確定它們之間的異同點。這就為進一步認識生命的本質和規律、進行抽象和概括打下基礎。

抽象和概括，是找出各種生物體或各種生命現象中共同的本質的屬性，或找出各部分構造之間、功能與構造之間、生物與環境條件之間的因果關系，而拋開次要的、非本質屬性和非因果的偶然聯系。并且把抽象出來的本質屬性、必然聯系加以綜合形成概念和判斷，達到對生物現象的本質和規律的認識。比如，在研究了植物的各種花之后，舍去顏色、形狀等次要屬性而抽取出都有“花蕊”及擔負“有性繁殖”功能這兩個最本質的特征，形成花的一般概念，這就是對花的抽象和概括。

分析、綜合、比較、抽象和概括等在同一次思維活動中都是共同參與，緊密結合。一般說來，分析、比較、綜合是抽象和概括的基礎，而抽象和概括是思維的核心。只有通過抽象和概括才能認識事物的本質和發展規律，形成概念和原理，從而達到對事物理性的認識。

四、培養學生思維的邏輯性

思維的邏輯性主要指能正確運用概念、判斷、推理的形式進行思維和表達思維的結果。在實驗過程中，學生通過觀察獲得大量具體的、形象直觀的感性材料，對這些材料經過思維，抽象和概括出各種生命現象的本質屬性和必然聯系，再以概念、判斷、推理的形式表達出來或貯存起來。生物學中的各種基本概念、規律、原理等都是概念、判斷、推理的具體體現。這些就構成了生物學的知識體系。

生物學的基本概念和理論體系是生物科學知識的基礎，所以，我們必須重視基本概念的教學。但是，應該讓學生自己通過“勞動”取得這些概念，讓學生通過實驗、觀察、思考形成這些概念，并且能夠用科學的語言把它們表達出來。堅持讓學生給概念下定義，讓學生推導實驗的結論，實際上是訓練了學生思維的邏輯能力。

生物實驗中經常用到的推理方法主要有歸納推理和演繹推理。這就為培養學生的推理能力創造了有利條件。

培養學生的思維能力，要充分開發生物實驗中的有利因素，明確目標，堅持訓練，訓練要得法，教會思維方法，化成能力，注重實效。