初中生物實驗課中的思維訓練

摘 要：生物科學實驗有利于把學生帶入發現問題的情境，使學生在分析實驗問題中和解決實驗問題中鍛煉思維能力。

關鍵詞：初中；生物；實驗課；思維訓練

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）33-172-01

科學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。本文結合 初中生物實驗關于培養學生的思維能力問題談幾點看法。

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。

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。

需要說明一點，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。例如，在研究“消化”的實驗里所 提出的假設：“細胞膜只能透過小分子物質，食物中的大分子物質必須先變成小分子物質才能透過細胞膜。” 這個假設的理論根據是：①人和動物都是由細胞構成的；②生活的細胞需要從外界吸收營養物質；③營養物質 是通過細胞膜進入細胞里的；④人和動物的營養物質來源于食物；⑤食物營養成分中有大分子物質。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。

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。首先，是對要研究的事物進行分析。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 。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。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概念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 。歸納法是從個別事例概括出一般原理的思維形式。它一般又分為完全歸納、簡單枚舉法和因果歸納。簡單 枚舉法在中學生物實驗中是普遍存在的。 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。