在生物實驗中進行思維訓練

王瑞亮

生物科學實驗是在理性指導下的實踐活動。在每一個實驗的過程中，從實驗意念的產生到實驗方案的設計，從實驗結果的分析到實驗報告的完成，每一步都有思維活動，每一步都是思維的結果。因此，生物科學實驗有利于把學生帶入發現問題的情境，使學生在分析和解決實驗問題的過程中鍛煉思維能力。培養學生的思維能力可以從以下幾個方面進行。

啟發思維積極性

興趣是思維活性的源泉，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，就會圍繞這個問題積極地思考。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。

讓學生掌握科學研究的過程

明確科學研究的基本過程是科學思維方法的首要問題，即解決問題的程序。一般有以下幾步：提出問題——進行假設——設計并進行實驗——搜集數據——得出結論——討論交流——分析論證。

訓練思維操作技能

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。

分析根據系統論的觀點，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。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。比如在了解了細胞膜、細胞質、細胞器、細胞核等構造之后，再把它們聯合起來就形成一個完整的細胞的概念。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。例如，比較各種細胞在形態構造、功能等方面的相同點和不同點，比較各種種子的構造，比較淀粉酶在不同條件下對淀粉的作用情況，等等，這些都是比較的過程。

抽象和概括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2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。

培養思維的邏輯性

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。這些就構成生物學的知識體系。

生物學的基本概念和概念體系是生物科學知識的基礎，所以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。歸納法是從個別事例概括出一般原理的思維形式，一般分為完全歸納法、簡單枚舉法和因果歸納法。簡單枚舉法在中學生物實驗中是普遍存在的。

總之，培養學生的思維要從多方面入手，學生的思維能力提高了，課堂效率也就會提高，要實現的高效課堂就不再是夢想，課堂也會因此而精彩、生動、有趣。

（作者單位：山東省高密市姜莊中學）