淺析生物實驗課中如何培養(yǎng)學生的思維能力

生物科學實驗是以認識生命運動的本質和規(guī)律為目標的實踐。它不是盲目的行為，而是在理性指導下的變革現實的實踐活動。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(fā)現問題的情境，使學生在分析實驗問題之中和在解決實驗問題中鍛煉思維能力。本文結合初中生物實驗關于培養(yǎng)學生的思維能力問題談幾點看法。

1 啟發(fā)學生的思維積極性

興趣是思維活性的觸發(fā)劑，求知的需要是學習動機的基礎。當學生對某個問題發(fā)生興趣時，就會圍繞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(chuàng)造”種種誘因。比如，在區(qū)分人的動脈和靜脈血管的特點時，采用先摸（感覺）再看（觀察）的方式。教師引導學生做“切脈”的動作，稍微用力觸壓橈動脈，感覺到有規(guī)律的搏動，再用手觸壓手臂上的一條條“青筋”（靜脈），無此感覺。由此引發(fā)學生去聯想動脈、靜脈的彈性和血流速度。用感覺激活學生的思維，引起學生探究的興趣，再通過進一步觀察圖片、模型或實物加深印象，輕松達到區(qū)分動脈和靜脈的目的。

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(chuàng)設發(fā)現問題的情境是引導學生積極思維的好方法。教師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(fā)性的問題巧妙地引導和調動學生思維的積極性。

2 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(fā)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(fā)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他外界因素有關；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(chuàng)造一個除“光照”以外其他條件均相同的、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?zhèn)巍?/p>

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，通過生物實驗使學生理解科學研究的基本過程，經過反復訓練，完全可以把這種思考問題的程序內化為學生的思維習慣。

3 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(guī)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。首先，是對要研究的事物進行分析。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。比如在了解了細胞膜、細胞質、細胞核等構造之后，再把它們聯合起來就形成了一個完整的生活的細胞的概念。分析和綜合是相輔相成、緊密聯系的對立統(tǒng)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(guī)律、進行抽象和概括打下基礎。例如，比較各種細胞在形態(tài)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，比較動植物體的結構層次，等等。這些都是比較的過程。

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(huán)境條件之間的因果關系，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(guī)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。再如，學生在學習了動脈、靜脈和毛細血管后，可用圖1來概括三者之間的關系。

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(fā)展規(guī)律，形成概念和原理，從而達到對事物理性的認識。

4 實踐探索，拓寬思維

為了幫助學生理解血紅蛋白的特性，區(qū)分動脈血和靜脈血的概念，在探索血液的組成實驗后，讓學生倒去血漿和部分血細胞（主要是白細胞和血小板），并觀察試管內表面上紅細胞和試管底部紅細胞顏色的區(qū)別。表面上的紅細胞顏色鮮紅，底部暗紅，引導學生自己分析理解，得出血紅蛋白的特性，歸納出動脈血和靜脈血的概念。這樣既通俗易懂，又進一步開發(fā)了學生的思維。

理論聯系實際，可培養(yǎng)學生知識遷移的能力。在教學中可引入一些與生物學發(fā)展密切相關的實例，讓學生運用學過的知識、原理、方法分析。比如現在有些報紙或雜志上經?？且恍┲T如“矮個子的福音——增高秘方”等的廣告，試讓學生運用所學的骨的生長的知識分析這種可能性；還可引入骨髓移植、試管嬰兒、克隆哺乳動物、轉基因食品等方面的內容，讓學生思考，不但了解了生物學的新進展，激發(fā)了學生學習生物學的熱情，而且拓寬了學生的思維。

當然，培養(yǎng)學生思維能力的方法還有好多好多，路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。

（作者單位：山東省平度市實驗中學）