
學生優良思維品質的培養是各個學科的共同任務,生物實驗教學也不例外。在每個實驗的過程中,從實驗思路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。生物實驗把學生置于真實、有意義的問題情境中,使學生在分析、解決實驗問題過程中發展思維能力。
在生物實驗過程中,刺激思考的最有效方法就是提問。本文把由教師和學生在某一具體情境下、在教學交互過程中產生的一系列相互關聯的問題稱為問題鏈。問題鏈是師生教學交互有效性的表現和自然結果,對于培養學生的學科思維能力具有很高的價值。問題鏈驅動生物實驗教學要求,也體現出學生在思維上的積極參與。
教師提問激發學生質疑,培養學生思維的靈活性和敏捷性
有意識地創設問題情境是引導學生積極思維的好方法。在“人體吸入的空氣和呼出的氣體”實驗中,我提出“人體呼出的氣體使石灰水變渾濁是因為人呼出的氣體中是二氧化碳”這個命題正確嗎?為什么?請驗證。學生分組討論后,情緒高漲,探究驗證的過程中紛紛提出問題,“空氣中也含有CO2,為什么不能使石灰水變渾濁?”“能不能收集一瓶空氣來研究?如何收集呢?”“CO2為什么能使石灰水變渾濁?為什么形成的渾濁煙霧在下沉?”“呼出的氣體除了CO2,還有什么成分,怎么驗證?”教師的“種子”問題和學生合作學習中所提出的問題形成遞進的問題鏈,問題的數量和提問的角度反映出學生思維的敏捷性和靈活性。
教師提問啟動假設檢驗過程,發展學生思維的批判性
探究實驗設計總體思路是:問題→假設→實驗→結論,這是科學研究的基本過程,也是科學思維的訓練,這種思考問題的程序在長期訓練后,可內化為學生的科學思維習慣。學生通過親身觀察、實驗進行驗證的問題有助于調動學生的積極性,使學生快速進入研究狀態。
“觀察鼠婦活動”探究實驗的過程如下:第一,通過觀察發現問題。教師提示學生思考: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?第二,提出假設(對發現的問題大膽提出猜測和解釋)。鼠婦的活動可能與光照條件、水分及其他外界環境因素有關。第三,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。第四,分析、討論實驗結果,推導結論驗證假設的真偽。
用問題推動學生思考,提高學生思維的深刻性
在某些時候,教師需要用問題推動學生前進,迫使學生“跳”起來,逼近或者超越最近發展區。在“設計并觀察植物體水分的蒸騰”探究實驗中,我要求學生自己設計實驗,增加主體參與的深度。為了促使學生深入思考,我提出:按照快速出結果的原則應該選取什么樣的實驗材料?按照少用工具的原則應該選擇什么實驗工具?按照精確計算的原則應該如何選擇儀器和材料?在分組設計假設驗證方法的過程中,我要求學生盡可能地聯想,提出多種假設,然后集中思維,從多種假設中選擇一種較好的辦法。實驗組與對照組學生多設計為葉多的枝條和葉少的枝條進行對比,無葉的枝條與有葉的枝條的對比;學生對實驗現象觀察,多設計從水量的變化考慮,如有直接觀察水位法,還有體積和重量變化的數據量化法,等等。本實驗中,教師利用問題將學生的思維推到極限,尤其是充分發散之后的收斂,有效促進了學生思維的深刻性。
培養學生思維能力是每個教師都需要直面的長期而艱巨的任務,教師需要根據大綱、教學內容,并結合學生實際,恰當處理?!胺N子”問題設置懸念,充分關注和利用師生互動過程中生成的問題鏈,能夠使生物實驗課堂真正成為培養學生科學思維能力的陣地,培養學生優良的思維品質?!?/p>