在高中生物教學中培養學生理性思維能力的探討

劉誠寬

【摘 要】本文分析高中學生生物思維存在的問題，提出對生物教學觀念和教法的看法，指出在高中生物教學中要培養學生批判性思維能力、演繹和推理思維能力、模型和建模思維能力，闡述培養學生理性思維能力的具體方法。

【關鍵詞】生物教學 理性思維 批判性思維 演繹和推理思維 模型和建模思維

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）08B-0031-03

學生學習的理性思維能力主要是建立在對知識點的推理上，因此，教師應該為學生的理性思維培養奠定基礎，設計出相應的學習情境，然后把學習材料中有價值的內容提煉出來進行加工，以促進學生理性思維能力的提升。本文主要講述的是，如何在高中生物學習中培養學生的理性思維能力。

一、高中學生生物思維存在的問題

高中階段相對比之前的學習階段來說，在思維上已經有了一定的層次，但是，思維水平還是比較差，具體表現在：第一，學生在思考問題時條理不夠清晰，尤其是在問題分析的時候條理性差。當出現模棱兩可的情況時，用感覺去進行判斷。第二，思考問題比較片面，在思維活動中很多學生表現出來的是遇到問題時直接通過表象來下結論，而不是通過表象做深入分析，透過表象看本質。當遇到一些題干很長的題目時，沒有全部讀完題目就盲目下結論，因此得到的答案往往是錯誤的，這也是思維惰性的一種具體體現。這種學生不喜歡思考問題，直接套用公式、定律或對課本知識斷章取義，不喜歡對問題進行分析，使思維缺乏嚴謹性，這無形中成為學生學習生物的絆腳石。

二、對生物教學觀念和教法的看法

（一）要更新教學觀念，跟上時代步伐

高中是學生學習生物知識的關鍵時期，是在之前生物知識學習基礎之上的深入學習階段，很多知識點都是在生物現象基礎上進行進一步推理和深入思維而得到，因此，教師要積極引導學生參與到教學活動之中，幫助學生學會分析、推理，運用綜合的方法多角度去認識生物知識，從而培養學生生物思維能力，逐步培養學生獨立自主分析問題的能力。因此，在教學觀念上，要跟上新形勢的教學需要，轉變自己的講課模式，從傳統的主講者轉變成課程的主導角色，讓學生從課程聆聽者轉變為課堂的參與者，注重培養學生的生物思維能力和自主學習習慣。

（二）在教法上要合理運用多媒體手段

從目前的情況來看，多媒體技術已經廣泛應用于教學之中，因此，教師除了運用正常的教學手段之外，還可以利用學校提供的多媒體設備運用多媒體手段，讓學生通過多媒體來進行學習，并運用多媒體技術深入了解復雜的生物過程。例如，細胞膜的流動鑲嵌模型、細胞的內吞外排及受精作用過程、滲透作用過程、光合作用的光反應和暗反應動態過程、有氧呼吸的三個連續過程、細胞分裂過程中染色體的行為規律、基因的表達（復制、轉和翻譯）過程、內環境中三種成分的關聯、生態系統的物質循環和能量流動過程，等等。運用多媒體技術可以更形象地展示這些過程，使教學更有趣味性，使課堂充滿樂趣，增強學生的學習興趣，幫助學生運用運動的觀點分析生物變化的全過程，讓學生有充分的認識，這也是傳統手段的一種延伸。

但是，運用多媒體手段開展教學時，也要科學、合理，不把它當成靈丹妙藥。因此使用多媒體技術輔助教學時要注意幾個問題。（1）有的教師為了吸引學生把多媒體課件做得過于精美。雖然這樣做能吸引學生的注意力，但這種吸引是被課件中的聲音、圖像所吸引，而不是被課件中的生物知識所吸引，本末倒置。（2）有的教師用多媒體模擬實驗代替真實實驗，由此不能很好地培養學生的生物實驗操作能力。生物是一門同生活息息相關的學科，如果過多運用多媒體技術來進行教學那么會在一定程度上削弱學生的實踐能力，會讓學生感覺到生物知識與生活實際相距很遠，不能學以致用。（3）多媒體呈現的信息非常多，呈現的速度快，不利于學生做好課堂筆記，也不利于學生在課堂上對知識點進行消化和吸收，因此一般還是運用傳統的教學方法比較適當，或者兩種方法交叉運用。教師根據學生的思維習慣，先通過板書漸進地進行講解、分析和推理，并讓學生跟著做筆記，然后再運用多媒體進行總結式展示，這樣做能更好地培養學生的思維能力，更好地幫助學生掌握知識。例如，物質出入細胞的幾種方式，內在聯系比較復雜，因此就可以交叉運用兩種方法，先用傳統的方法先邊講解、邊歸納、邊板書，然后再用 PPT 投影，讓學生循序漸進地建構知識體系（如下頁圖 1）。

綜上所述，傳統教學方法同多媒體教學方法相比雖然有很多不足之處，但是它也有多媒體教學方法所沒有的優點，因此，教師要辯證地看待這兩種方法，要根據實際情況使用不同的教學方式，并進行靈活轉化。

三、在高中生物教學中培養學生理性思維能力

首先，要培養學生批判性思維能力?，F在的學生在學習和生活中都應該具有批判性思維，也只有具備這樣的思維能力，才能嚴謹地思考問題，也才能具有獨立、自主、分辨是非等能力。在教學中要注意培養學生的批判性思維能力，學會從多角度來看待問題，學會獨立思考。

其次，要培養學生演繹和推理思維能力。對學生演繹和推理能力的培養，就是使學生能根據一個簡單的結論，通過推導等方式對一些現象和過程進行分析得出結果，這種方式能夠提高學生的理性思維能力，也能檢驗學生思維的嚴謹性和縝密性，具有不可替代的作用。高中學生在進行生物學習過程中，教師要引導學生運用演繹和推理的方法去探知生物學規律，通過縝密、嚴謹的思考分析把握生物現象的本質。例如，學習“伴性遺傳”這一課程的時候，教師可以引導學生在自己已經學習到的基因分離知識的基礎上，利用分離定律對果蠅眼睛顏色存在的伴性遺傳進行研究，分析教材中給出的實驗：有紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅，通過這兩種果蠅的交配得到的所有果蠅都是紅眼的，暫且稱為 F1；F1 中的雌果蠅和雄果蠅經過交配得到的果蠅有的會出現白眼。此時，教師就放手讓學生根據教材上的測交實驗推理出果蠅眼睛顏色所呈現的測交結果，讓學生對結果進行證明，寫出推理過程。然后，再向學生展示真實的實驗結果，看學生得出的結果是否正確，以檢測學生的推理過程是否正確。

再次，要培養學生模型和建模思維能力。生物學與我們人類的生命息息相關，可以說它是反映生命的重要方式之一，它闡釋了生命的活動軌跡。高中生物學還是一門與其他自然科學聯系緊密的學科，尤其與數學聯系非常緊密。通常要結合模型來進行研究，這些模型包括物理模型、概念模型、數學模型（公式、表格、韋恩圖、坐標曲線等），因此，教師在教學中要教會學生如何根據書本內容建立模型來順利闡釋有關生物學現象。例如，在進行“血糖平衡調節”這一課程學習時，可以先向學生展示一下實驗所能用到的實驗資料，要求學生去了解胰高血糖素同胰島素的生成過程，以及注射葡萄糖后對兩種細胞的影響，讓學生根據給定的知識點進行綜合分析并實驗，根據分析與實驗結果建立血糖平衡調節模型（如圖 2），培養學生模型與建模的思維能力，為學生提供更廣闊的思維空間，提高學生學習興趣。

四、在高中生物教學中培養學生理性思維能力的具體方法

（一）在講解生物規律中培養學生理性思維能力

1.通過實驗教學探索生物規律，培養學生理性思維能力

在生物學習中，獲得知識的途徑之一就是生物實驗了，甚至可以說，實驗成為發現生物問題、驗證生物學規律的最簡單也是唯一的方法。在課堂上，教師可以運用一些源自于生活的生物實驗讓學生在實驗中感受到樂趣，并在實驗中教會學生如何正確運用實驗材料、如何操作測量工具和正確使用科學方法，等等，使學生以后能夠更好地進行生物實驗活動。

例如，讓學生小組合作，根據所給的器材、試劑，設計一個證明 ATP 是直接的能源物質的實驗。

（1）器材試劑：培養皿、試管確、活螢火蟲，ATP 制劑、0.1% 葡萄糖溶液、生理鹽水、蒸餾水。

要求：①自選器材試劑，設置對照實驗；②寫出實驗步驟；③預測實驗結果 。

（2）以表格形式完成下面實驗步驟。

（3）結果預測：A—恢復發光，B—不再發光，C—不再發光。

（4）對照實驗：B—A 是互相對照、C—A 是空白對照實驗組。

2.利用細致的理論推導方法，培養學生理性思維能力

規律是通過理論推導而知，教師應該培養學生正確的邏輯思維能力和解決問題能力。例如，在學習“基因”這一內容的時候，教師設置例子，讓學生根據現象推理出結果，找到其中的規律，以培養學生的推理能力。

比如筆者在高考二輪復習備考中設計了這樣一個題目：

現有純種的高莖、矮莖 2 個小麥品種，你能否通過實驗來確定這對相對性狀的顯隱性關系，以及其遺傳是否遵循基因的分離定律？要求做出假設、預期實驗結果并做出相應的分析。

學生通過小組合作探究，設計了三種不同的方案：

方案一：① P：高×矮→觀察 F1 性狀 ；② F1 自交→觀察 F2 性狀及比例。

方案二：① P：高×矮→F1；②F1 與未表現的性狀個體測交→觀察測交后代性狀及比例。

方案三：① P：高×矮→F1；②取 F1 的花粉粒進行離體培養，然后用秋水仙素處理得到的試管苗，觀察表現型種類及數量比例。

學生通過這三個方案推導出結果，體驗了推導的樂趣，從而更容易養成理性的思維習慣，培養了學生的理性思維能力。

（二）在習題課中培養學生的理性思維能力

1.審題。很多學生在做題時出現錯誤的主要原因不是因為不會，而是因為審題不清或者是馬虎造成。因為有些題目中包含的一些內容是需要他細研究才發現的，比較隱晦，這就需要學生仔細閱讀，建立生物模型，以便對題目進一步分析，減少出錯概率。因此，教師發現學生出錯的時候，不用在第一時間為學生講解發生錯誤的原因，而是應該教會學生如何審題、如何挖掘出更多已知的條件，一點一點地培養學生嚴謹的思維能力，培養學生學習能力。例如前面所講的那個題目，小麥的高對矮可能是完全顯性，也可能是不完全顯性，所以，F1 可能表現高或表現矮或表現中等高度；同樣，F2 性狀及比例可能是 3 高∶1 矮或 1 高∶2 中等高∶1 矮；實驗結果出現相應的性狀及比例，都是符合孟德爾的分離定律的，當然，統計的樣本數量要足夠大才有效。

2.教師應該利用好習題課，在習題中選擇可以有深入研究意義的習題進行拓展。例如，上文中提到的紅眼、白眼果蠅的測交，因為這個問題還涉及以前學習過的有關遺傳學的知識，屬于涉及面比較廣的一個問題，所以，教師可以把之前的習題與這個習題相結合，形成一個綜合題目，以培養學生的綜合分析能力。

提高 1：如果在 F2 再次交配出的白色果蠅同 F2 中的紅色果蠅交配，得到的果蠅眼睛顏色是什么呢？雌果蠅同雄果蠅的眼睛顏色有區別嗎？為什么？

提高 2：在學生獲得以上問題答案之后，教師還可以進行提問，在上文提到的果蠅交配之后，如果還會出現眼睛顏色不同的果蠅，那么它們再進行交配后，出現不同顏色眼睛的概率是多少？請同學們運用遺傳學知識解釋這個問題。

這樣就能較大地提高學生綜合分析能力，使學生的思維程度更加深入，更好地培養學生的理性思維能力。

（三）在復習課中培養學生的理性思維能力

復習也是提高學生思維能力的重要方法之一，教師可以通過復習課教會學生對知識進行歸納和總結，并對學到的知識進行重新演繹。通過幫助學生對知識點進行梳理，從而讓學生了解知識的層次和結構，幫助學生建立一個良好的知識鏈條結構，有助于學生建模。學生通過綜合分析，將所學知識進行轉化，使知識系統形成完整性，更好地掌握生物學知識。

例如，生態系統的能量流動的特點是復習備考中的一個重點和難點，筆者利用韋恩圖數學模型對它進行分析（如圖 3），有效地培養和提升學生的理性思維能力，使學生能夠精確地掌握這個知識點。

生物是一門對理性思維能力要求較高的學科，教師在教學中要注重培養學生的理性思維能力，幫助學生養成良好的理性思維習慣。只有這樣才能讓學生從感性向理性思維轉化，更好地學習生物知識。

【參考文獻】

[1]張從敏.高中生物教學存在的問題及改進措施[J].現代農村科技，2015（06）

[2]譚孝軍.高中生物教學中存在的問題與對策[J].赤子（上中旬），2015（20）