培養(yǎng)初中生在生物實驗中形成科學思維的嘗試

摘 要：生物科學實驗是以認識生命運動的本質和規(guī)律為目標的實踐。實驗的主要目的是提高學生的科學思維和實驗操作能力，尤其要重視科學思維的培養(yǎng)。

關鍵詞：探究實驗；點思維； 有效性

中圖分類號：G633．91 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2011）6-041-001

初中生物教材中探究實驗占了很大的比重，經(jīng)過近幾年的實驗教學研究，對探究實驗教學的有效性有點滴體會。

一、啟發(fā)學生的思維積極性

生物實驗教學有效性的提高受多方因素的影響，其中培養(yǎng)學生養(yǎng)成由“有興趣—愛學—樂學”，由“學會”到“會學”的科學思維習慣是提高生物實驗教學有效性的重要因素和途徑。所以學習之始，要注重啟發(fā)學生思維的積極性。比如，從生產(chǎn)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，利用實驗中［觀察與思考］、［討論］等欄目中的問題，以及在輔導實驗的教學中用有啟發(fā)性的問題，巧妙地引導和調動學生思維的積極性等等。通過這些手段，及時地把學生的直接興趣發(fā)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。

七年級上冊第一章五節(jié)是有關科學探究的方法內容，書本上給的案例并不適合在課堂上直觀探究，為了能更好地說明探究實驗的基本過程，我選擇了“觀察鼠婦活動”探究實驗。其設計思路是這樣的：

第一步，安排學生課前準備好鼠婦。

第二步，提出假設（對發(fā)現(xiàn)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.鼠婦喜歡潮濕的生活環(huán)境。

3.還可能有學生提出的其它外界因素，等等。

第三步，設計實驗，驗證假說。

第四步，分析、討論實驗結果，推導結論驗證假設的真?zhèn)巍?/p>

通過“鼠婦實驗”，幫助學生感受和理解科學研究的基本過程：提出問題→提出假設→設計實驗→完成實驗→得出結論→表達交流。初中所有的生物實驗幾乎都體現(xiàn)了這條思路。

通過生物實驗，使學生理解科學研究的基本過程，經(jīng)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，這樣必然有助于提高探究實驗教學的有效性。

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(xiàn)對某生命現(xiàn)象的本質和規(guī)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。

首先，是對要研究的事物進行分析。比如，在研究“光合作用”時，將其分解為原料、條件、產(chǎn)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(xiàn)象的各個方面和屬性聯(lián)合起來，形成對生命體和生命現(xiàn)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。例如，比較動植物細胞在形態(tài)構造、功能等方面的相同點和不同點，比較單雙子葉植物的異同，比較淀粉酶在不同條件下對淀粉的作用情況，等等，這些都是比較的過程。

抽象和概括，是找出各種生物體或各種生命現(xiàn)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(huán)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(lián)系。

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(fā)展規(guī)律，形成概念和原理，從而達到對事物理性的認識。

四、培養(yǎng)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(jīng)過思維，抽象和概括出各種生命現(xiàn)象的本質屬性和必然聯(lián)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(guī)律、原理 等都是概念、判斷、推理的具體體現(xiàn)。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，作為教師，應該重視基本概念的教學。生物實驗中經(jīng)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(yǎng)學生的推理能力創(chuàng)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。比如，一個鼠婦喜暗怕光，兩個鼠婦喜暗怕光，……從多數(shù)的鼠婦喜暗怕光，歸納出所有的鼠婦都喜暗怕光。再比如，花、種子等許多生物學概念均是簡單枚舉歸納推理的結果。

因果歸納可有求同法、求異法和剩余法等多種形式。這些方法在設計生物實驗時都有所應用。例如在光合作用實驗中就應用了求異法。求異法是研究現(xiàn)象（a）和條件（A）的因果聯(lián)系。如果當A存在的場合a現(xiàn)象也出現(xiàn)，當A不存在時a也不出現(xiàn)，則可歸納出a與A有因果聯(lián)系。

演繹推理，是從一般原理到特殊事例的推理。它有三種類型，其中以“三段論”應用最為廣泛。比如，檢驗光合作用產(chǎn)物之一——淀粉就應用了“三段論”的思維形式。

大前提 所有遇碘變藍的物質都是淀粉，

小前提 如果光合作用產(chǎn)物之一遇碘變藍，

結論：那末，光合作用產(chǎn)物之一就是淀粉。

古語云：授人以魚，不如授人以漁。教學生記憶結果不難，關鍵是要教會他學習的方法，科學思維的邏輯。對學生的思維進行適時得當?shù)狞c撥、引導，有助于他們將平時所學的被肢解了的知識系統(tǒng)化，從而既起到“畫龍點睛”的作用，又起到思維輻射的作用。

作為教師，要充分參與教育教研，取長補短，注重培養(yǎng)學生的科學思維能力，多方開發(fā)生物實驗中的各種有利因素，明確目標，堅持訓練，訓練要得法，教會學生思維方法，化成能力，注重實效，提高實驗教學的有效性。