生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中理性思維能力的培養(yǎng)

朱丹華 司馬志俊

摘 要：高中生物相比初中生物，在理論與實(shí)驗(yàn)方面的研究程度要更深，因此，更加注重培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。本文主要對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的學(xué)生理性思維進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，同時(shí)提出了在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力的策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中生物 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 理性思維

社會(huì)不斷進(jìn)步，對(duì)教育也提出了更高的要求，當(dāng)前，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維成了教育發(fā)展過(guò)程中的重點(diǎn)內(nèi)容和目標(biāo)。在高中生物教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的重要方式，不僅能夠鍛煉學(xué)生的綜合能力，還能讓學(xué)生學(xué)會(huì)在生活中靈活應(yīng)用生物知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，是符合學(xué)生實(shí)踐能力發(fā)展特征的，因此，要不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生理性思維的發(fā)展。

一、高中生物實(shí)驗(yàn)理性思維概述

理性，是與感性相對(duì)應(yīng)的一種人類心理活動(dòng)，一般而言是指人類規(guī)避挫折與失敗的心理過(guò)程。所謂的理性思維，就是建立在證據(jù)與邏輯推理之上的一種思維方式，它具有明確的方向性，在認(rèn)識(shí)新事物時(shí)，需要具備充分的思維依據(jù)，然后對(duì)事物或者問(wèn)題經(jīng)過(guò)觀察、比較、分析、綜合、抽象與總結(jié)等過(guò)程，逐步掌握事物運(yùn)動(dòng)與發(fā)展規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)事物的全面理解。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中理性思維的培養(yǎng)主要包括四個(gè)方面，分別是歸納概括的思維能力、推理演繹的思維能力、模型建立的思維能力以及批判性的思維能力。^[1]在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生理性思維能力，幫助學(xué)生掌握生物學(xué)相關(guān)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系和事物發(fā)展規(guī)律，形成科學(xué)探究的好習(xí)慣。

二、提升生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中理性思維能力的策略

1.教學(xué)指導(dǎo)方式要以科學(xué)為原則

人們對(duì)科學(xué)的定義是一種達(dá)到格物致知學(xué)習(xí)境界的必然路徑，特點(diǎn)是講事實(shí)證據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以實(shí)證為判別標(biāo)尺、邏輯為辯論基礎(chǔ)，更是要以質(zhì)疑作為審視一件事情或者問(wèn)題的新的出發(fā)點(diǎn)。生物學(xué)作為自然學(xué)科重要的組成部分，其具有很濃厚的科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是影響學(xué)生和啟發(fā)學(xué)生的基礎(chǔ)，教師要正確認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。在教學(xué)中，提出的指導(dǎo)性建議要以科學(xué)為原則，這是基礎(chǔ)，也是貫穿實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的核心教學(xué)思想。教師在實(shí)驗(yàn)課堂上要鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中自己提出問(wèn)題，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題，然后獲得知識(shí)，在反復(fù)假設(shè)與質(zhì)疑中，最終發(fā)現(xiàn)規(guī)律，全面理解所學(xué)生物學(xué)知識(shí)。這個(gè)過(guò)程可提升學(xué)生理性思維意識(shí)，在不斷的鍛煉中養(yǎng)成理性思維習(xí)慣，形成科學(xué)的探究和學(xué)習(xí)態(tài)度，為以后發(fā)揮其綜合能力奠定良好的基礎(chǔ)。^[2]教師要在實(shí)驗(yàn)課堂上盡可能為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和觀察的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在觀察與實(shí)踐動(dòng)手中思考和討論教學(xué)知識(shí)，留足學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)、思辨和審視的空間。

2.在事實(shí)中培養(yǎng)學(xué)生歸納概括能力

歸納概括的思維能力就是按照事物一定的特性或者某個(gè)相似、相反的方面進(jìn)行歸類，并在頭腦中將事物各個(gè)方面聯(lián)系起來(lái)形成特定整體的思維過(guò)程。歸納總結(jié)思維能力的培養(yǎng)，需要學(xué)生在大量的生物事實(shí)中進(jìn)行總結(jié)，量變促成質(zhì)變，逐步掌握生物學(xué)發(fā)展規(guī)律。比如，在“基因的表達(dá)”相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了讓學(xué)生更好地理解轉(zhuǎn)錄的實(shí)質(zhì)，教師可以為學(xué)生展示三種不同的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。實(shí)驗(yàn)一：³⁵S標(biāo)記半胱氨酸的大腸桿菌，將其培養(yǎng)一段時(shí)間之后，實(shí)現(xiàn)對(duì)大腸桿菌細(xì)胞的破碎、離心操作，并檢測(cè)其放射性，經(jīng)過(guò)這一系列過(guò)程后，發(fā)現(xiàn)核糖體上放射性較高。再用T₂噬菌體DNA，然后用噬菌體感染大腸桿菌，繼續(xù)將大腸桿菌細(xì)胞破碎、離心并檢測(cè)放射性，之后發(fā)現(xiàn)核糖體上沒(méi)有放射性。實(shí)驗(yàn)二：首先用T₂噬菌體感染大腸桿菌，發(fā)現(xiàn)有新的RNA生成，然后用³²P將新合成的RNA進(jìn)行標(biāo)記，檢測(cè)放射性，會(huì)發(fā)現(xiàn)核糖體上放射性較高。實(shí)驗(yàn)三：將大腸桿菌DNA和噬菌體DNA加熱至其變性后雙螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)，然后分別加入熒光，將實(shí)驗(yàn)二中提取出來(lái)的RNA進(jìn)行標(biāo)記，并將其分別置留在適宜的溫度中保持一段時(shí)間，再用洗脫液洗脫，然后檢測(cè)放射性，會(huì)發(fā)現(xiàn)噬菌體DNA實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了放射性，而大腸桿菌DNA沒(méi)有出現(xiàn)。通過(guò)三組實(shí)驗(yàn)，教師與學(xué)生進(jìn)行討論，由實(shí)驗(yàn)一得出“DNA不直接控制蛋白質(zhì)的合成”，實(shí)驗(yàn)二得出“RNA和核糖體結(jié)合控制蛋白質(zhì)的合成”，由此推斷DNA控制RNA的合成，這一推斷恰恰通過(guò)實(shí)驗(yàn)三得到了驗(yàn)證，即噬菌體用自身DNA為模板指導(dǎo)合成RNA。在三組實(shí)驗(yàn)中，教師引導(dǎo)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)論，對(duì)最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行概括與總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生歸納概括能力的提升。

3.推理和演繹的思維能力培養(yǎng)

經(jīng)過(guò)步步推導(dǎo)，得出一個(gè)具體的結(jié)論過(guò)程就是推理和演繹的思維過(guò)程。這一思維能力要求學(xué)生的思維需要嚴(yán)密，且思維過(guò)程要有連續(xù)性和一貫性。高中生物教學(xué)中，學(xué)生推理演繹的思維能力，幫助正確運(yùn)用已知的生物學(xué)知識(shí)和規(guī)律，對(duì)生命現(xiàn)象進(jìn)行探討并提出科學(xué)的預(yù)測(cè)。另外，在掌握了基本的推理能力后，要進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生模型建立的思維能力。模型可以幫助學(xué)生將復(fù)雜的生物世界進(jìn)行簡(jiǎn)化，是認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)和闡述生命原理的重要途徑之一，主要包括物理模型、數(shù)學(xué)模型以及概念模型。^[3]模型建立的思維能力可以進(jìn)一步幫助學(xué)生完善知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)化掌握。比如在“血糖平衡的調(diào)節(jié)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師為學(xué)生講解了基礎(chǔ)知識(shí)后，學(xué)生基本掌握神經(jīng)元、下丘腦、腎上腺、胰島B細(xì)胞、胰島A細(xì)胞，胰島素、胰高血糖素等關(guān)系后，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合相關(guān)知識(shí)自主構(gòu)建血糖平衡調(diào)節(jié)模型。模型建立后，為了完善學(xué)生的知識(shí)體系，教師可以向?qū)W生提出問(wèn)題，比如：為什么血糖平衡調(diào)節(jié)具有一定的自主性？讓學(xué)生通過(guò)回答問(wèn)題，對(duì)知識(shí)進(jìn)行梳理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己理解方面的薄弱點(diǎn)，達(dá)到知識(shí)反饋與知識(shí)總結(jié)的綜合效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理性思維主要包括歸納概括、推理演繹、模型建立以及批判性等思維能力，教師要引導(dǎo)學(xué)生勇于提出問(wèn)題，質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或過(guò)程中的細(xì)節(jié)，以此強(qiáng)化學(xué)生的理性思維，形成科學(xué)的學(xué)習(xí)探究意識(shí)，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的提升。

參考文獻(xiàn)

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