生物實驗教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的理性思維

張坤 平亞茹

隨著新課程改革的不斷深入，以探究為主體的生物實驗教學(xué)模式和科學(xué)的理性思維的培養(yǎng)方式將成為生物教師的共識。在生物實驗教學(xué)中，教師應(yīng)針對學(xué)生的實際情況，精心設(shè)計、周密安排、科學(xué)引導(dǎo)，讓學(xué)生在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗假設(shè)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、討論質(zhì)疑等主動參與的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)得生物學(xué)知識，培養(yǎng)動手能力、實踐能力和創(chuàng)新意識，形成理性思維，全面提高科學(xué)素養(yǎng)。特別需要滲透對理性思維能力的培養(yǎng)，使學(xué)生更加注重學(xué)科研究方法和研究過程，理性獲取信息，重視實證、邏輯和推理，鼓勵質(zhì)疑，使學(xué)生能有獨立做出自主選擇和判斷的能力。同時也倡導(dǎo)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中獲得更多的直接體驗，學(xué)會在大量信息面前能夠用科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度和方法，冷靜進行邏輯分析和比較思考，初步具備理性思考的能力。

1.創(chuàng)設(shè)情景啟發(fā)學(xué)生提出問題，激活學(xué)生的理性思維能力

理性思維能力培養(yǎng)的第一階段是學(xué)生提出有意義的問題的能力形成階段。因為問題能使學(xué)生在心理上產(chǎn)生求知的沖動，促進其積極自主地思考。愛因斯坦曾說過，提出一個問題往往比解決一個問題更重要，這需要創(chuàng)造性的想象力。所以，問題是學(xué)生思維活動的源頭，是主動學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是思考的起點。思考首先要有觀察經(jīng)驗，教師創(chuàng)設(shè)問題情景，啟發(fā)學(xué)生積極思考，自主提出問題。學(xué)生依據(jù)已有的知識與觀察經(jīng)驗，根據(jù)自己的興趣與愛好提出該情景下可研究的多個問題，通過層層遞進的問題序列，理性判斷問題的可研究價值，提高學(xué)生將問題轉(zhuǎn)變成可研究的課題的能力。

例如，在“植物蒸騰作用的數(shù)學(xué)建?！碧骄繉嶒灮顒又校處熓紫忍岢鰡栴}“什么是蒸騰作用”“提到蒸騰作用你會想到什么”“蒸騰過程中有哪些因素的參與”，幫助學(xué)生回憶已有知識經(jīng)驗。學(xué)生此時會聯(lián)想到關(guān)于蒸騰作用的一些知識碎片，而后通過比較、歸納、綜合的理性思維過程，將相關(guān)知識聯(lián)系起來分析問題。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生提出自己的問題“你認為不同的植物蒸騰作用是否一樣”“蒸騰作用會受到哪些環(huán)境因素的影響”，使學(xué)生將問題微觀化、細致化，逐步發(fā)展為具有研究意義的課題，同時做出實驗假設(shè)。在此過程中，學(xué)生會提出如“環(huán)境濕度是否影響植物的蒸騰作用”“氣孔形態(tài)是否決定蒸騰作用的強弱”等具體的問題，并分析它們的可研究性，確定最終的研究課題，同時做出初步的實驗假設(shè)。這樣可逐步使學(xué)生學(xué)會多發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和思考問題，并運用理性思維分析問題。

2.組織學(xué)生尋找證據(jù)，設(shè)計探究實驗解決問題

理性思維能力培養(yǎng)的第二階段是鼓勵學(xué)生尋找支持假設(shè)的證據(jù)，并通過科學(xué)實驗的方式對該假設(shè)進行驗證，促進解決問題的能力形成的階段。學(xué)生做出假設(shè)要有證據(jù)支持，教師要教會學(xué)生用事實支撐假設(shè)。證據(jù)的來源是對資料的查找與整合，通過第二階段的教學(xué)，學(xué)生能逐步具備收集資料證據(jù)、形成依據(jù)證據(jù)、做出假設(shè)的能力，并自主設(shè)計實施探究實驗，增強假設(shè)的可驗證性。

如“植物蒸騰作用的數(shù)學(xué)建?！碧骄繉嶒灮顒?，采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，分組選題并設(shè)計實驗方案。學(xué)生通過組內(nèi)合作的形式展開討論，共同協(xié)商可以選擇的課題和方法。這樣，每一位學(xué)生在參與小組討論的過程中都能充分認識到他人的長處。學(xué)生思維的深度和廣度不同，組內(nèi)成員在一次次的思維碰撞之后，往往會對問題產(chǎn)生新的理解，可以相互彌補考慮不周全之處，從不同角度、方向、方面，運用多種方法來解決問題，從而使學(xué)生更加善于概括歸類，善于抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律，系統(tǒng)思考和理解問題，具有更強的解決問題的能力。通過這一階段的教學(xué)，學(xué)生不僅能在合作學(xué)習(xí)中運用理性思維分析證據(jù)，也提高了設(shè)計完整實驗并實施的能力。

3.依據(jù)實證進行邏輯推理，鼓勵學(xué)生質(zhì)疑和創(chuàng)新

理性思維能力培養(yǎng)的第三階段是學(xué)生依據(jù)實驗操作的結(jié)果證據(jù)，縝密進行邏輯分析，促進創(chuàng)新及求異的能力形成的階段。在這一階段，學(xué)生可直接參與并體驗證據(jù)的生成過程，通過自主實驗收集第一手的過程性證據(jù)，并分析證據(jù)，初步得出實驗結(jié)論。教師要在實驗教學(xué)這一過程中給予學(xué)生充分指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服探究中遇到的各種困難，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的進步并及時表揚和鼓勵。無論實驗結(jié)果如何，教師都要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會概括總結(jié)和綜合性反思，鼓勵學(xué)生大膽做出自己的判斷，提出個人見解，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和邏輯性思維能力。通過創(chuàng)設(shè)實驗后小組匯報的氛圍，相互交流體會，傳遞經(jīng)驗，汲取他人智慧，同時進行質(zhì)疑與答辯，鼓勵創(chuàng)新與新問題的發(fā)現(xiàn)。這樣，學(xué)生初步具有批判性的評價能力和分析各種觀點的能力，能夠獨立對某些結(jié)果和現(xiàn)象做出自己的判斷，并運用方法與技巧對這些判斷進行論證和闡述，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度得出結(jié)論的理性思維能力。

如“植物蒸騰作用的數(shù)學(xué)建模”探究實驗活動中，研究“環(huán)境濕度是否影響植物蒸騰作用”這一小組實驗了不同種類的植物，期間拍攝了大量的照片及影像資料，發(fā)現(xiàn)環(huán)境濕度大時，植物氣孔張開程度小。對此，他們又提出了新的研究問題“空氣濕度與植物氣孔開閉程度之間的關(guān)系”，并設(shè)計方案進行實驗。通過這一階段的實驗，學(xué)生不僅能進一步提高設(shè)計實驗方案的能力，同時也鍛煉了思維技能和總結(jié)交流的能力。部分學(xué)生在活動中逐漸形成了運用理性思維思考問題的習(xí)慣，分析問題時證據(jù)意識強，語言表達時邏輯性強，能獨立形成自己的觀點，對事物做出自己的判斷。

教師應(yīng)充分利用好實驗教學(xué)中的每一環(huán)節(jié)與過程，主動激發(fā)學(xué)生去觀察、思考、實踐，指導(dǎo)他們嘗試探索，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。引導(dǎo)學(xué)生愿意思考，學(xué)會思考，養(yǎng)成依據(jù)證據(jù)、邏輯縝密的理性思維習(xí)慣，實現(xiàn)生物學(xué)科的培養(yǎng)目標和價值，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、實踐能力和創(chuàng)新精神，同時更新教師的教學(xué)觀念，確立全新的教育教學(xué)理念，有利于教學(xué)質(zhì)量的全面提高。

編輯 _ 于萍