高中生物問題解決教學(xué)中抽象思維能力的培養(yǎng)

【摘 要】高中學(xué)生生物學(xué)習(xí)中的抽象思維能力的培養(yǎng)絕非一日之功，要經(jīng)過一個(gè)反復(fù)的， 循序漸進(jìn)的過程。生物教學(xué)中通過形象化學(xué)的教學(xué)，降低學(xué)生思維坡度，建構(gòu)合適的模型，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)形式和教學(xué)順序?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的抽象思維能力的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】思維坡度；生物建模；抽象思維

一、重視生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)， 降低學(xué)生思維坡度

實(shí)驗(yàn)在生物教學(xué)中起著舉足輕重的作用，在研究抽象問題時(shí)， 如果能夠設(shè)計(jì)一些合適的實(shí)驗(yàn)， 使它形象地顯現(xiàn)出來， 使學(xué)生的思維建立在觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 在實(shí)驗(yàn)與思維的有機(jī)結(jié)合中不知不覺降低了抽象思維的難度， 從而使學(xué)生切實(shí)從形象思維上升到抽象思維。探究式課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ侥苡行岣邔W(xué)生的思維能力，模式為：

例如， 在高中必修1《物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例》的教學(xué)過程中， 首先做一些生動(dòng)的植物細(xì)胞吸水和失水的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察， 獲得鮮明的感性認(rèn)識(shí)， 進(jìn)而設(shè)計(jì)一系列問題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象進(jìn)行分析。

二、以生物建模培養(yǎng)抽象思維能力

例如必修2《遺傳和進(jìn)化》中第3章第2節(jié)“DNA分子的結(jié)構(gòu)”，由DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、DNA分子的結(jié)構(gòu)模型以及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型三部分組成。兩人一組，每人制作一個(gè)模型。相互之間可以協(xié)作、探討、交流。每人制作一個(gè)模型可以保證動(dòng)手能力的提高，避免一人唱主角的缺陷，還可以通過比較發(fā)現(xiàn)自己建構(gòu)的模型的科學(xué)性錯(cuò)誤并加以改正。在動(dòng)手建構(gòu)物理模型的過程中，學(xué)生自己組裝、自己發(fā)現(xiàn)，在觀察、討論、合作、比較、交流中相互啟迪、自主學(xué)習(xí)、構(gòu)建知識(shí)，輕松實(shí)現(xiàn)了科學(xué)史的再現(xiàn)，動(dòng)手和動(dòng)腦相結(jié)合，使三維教學(xué)目標(biāo)在發(fā)現(xiàn)與探究的過程中實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，科學(xué)素養(yǎng)得到了提升，充分體現(xiàn)了“以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的新課程設(shè)計(jì)理念。

通過對(duì)生物模型的設(shè)計(jì)思路及分析研究思路的教學(xué)，能培養(yǎng)學(xué)生對(duì)較復(fù)雜生物問題進(jìn)行具體分析，區(qū)分主要因素和次要因素，抓住問題的本質(zhì)特征，正確運(yùn)用科學(xué)抽象思維的方法去處理生物問題的能力。例如“模擬吃飯后的反應(yīng)”，甲將2張“糖卡”放到桌子上，學(xué)生懂得出示兩張 “胰島素卡”而后將2張“糖卡”由正面翻到背面；但在“模擬運(yùn)動(dòng)時(shí)的反應(yīng)”時(shí)，甲從桌子上拿走一張正面朝上的“糖卡”后，不少學(xué)生卻出現(xiàn)了仍舊出示“胰島素卡”，把桌面上的一張“糖卡”由正面翻到背面的錯(cuò)誤。學(xué)生親歷了錯(cuò)誤的過程，對(duì)血糖的平衡與胰島素、胰高血糖素的關(guān)系有了形象的認(rèn)識(shí)，化抽象為具體，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出正常情況下血糖的來源和去路圖解式模型和血糖調(diào)節(jié)的圖解式模型。

三、以概念教學(xué)培養(yǎng)抽象思維

生物概念是抽象思維的成果， 生物概念教學(xué)的目標(biāo)之一就是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。在生物概念教學(xué)中， 要使學(xué)生明確建立生物概念的事實(shí)依據(jù)， 教師應(yīng)該充分挖掘概念教學(xué)中各環(huán)節(jié)的潛能， 引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用抽象思維方法， 掌握生物概念，培養(yǎng)抽象思維。在教學(xué)過程中，教師要根據(jù)概念形成的過程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，把握具體教學(xué)流程，概念形成的基本活動(dòng)程序分別如下：

“等位基因”是在“顯性基因與隱性基因”的基礎(chǔ)上形成的概念。對(duì)于初學(xué)者來說，這是一個(gè)復(fù)雜而又抽象的新概念。生物教師可以這樣提出問題: 顯性基因與隱性基因會(huì)同時(shí)存在嗎?若存在，則在什么位置上？有什么關(guān)系？ 問題提出，引起學(xué)生啟動(dòng)思維。學(xué)生會(huì)分析“等位基因”的內(nèi)涵， 并比較等位基因與相同基因的區(qū)別，進(jìn)而對(duì)遺傳學(xué)中的性狀產(chǎn)生猜想與期待。教師用圓圈表示細(xì)胞，兩條平行等長(zhǎng)的長(zhǎng)豎線表示一對(duì)同源染色體，兩條同一水平位置的短橫線表示基因位點(diǎn)，將控制豌豆高莖的顯性基因D和控制豌豆矮莖的隱性基因d具體定位到一對(duì)同源染色體的同一位置上，有關(guān)等位基因概念學(xué)生便一目了然。在這些感性材料的基礎(chǔ)上， 引導(dǎo)學(xué)生用抽象思維方法進(jìn)行思考。通過分析綜合、概括得出等位基因的概念是“在一對(duì)同源染色體的同一位置上，控制相對(duì)性狀的基因”。

四、優(yōu)化習(xí)題教學(xué)， 培養(yǎng)抽象思維

在習(xí)題教學(xué)中利用比較和類比思維，培養(yǎng)學(xué)生解決抽象生物問題的能力。比較和類比是解決生物問題的一種方法，特別是解決抽象生物問題的一種常用方法。

1.比較是揭示不同事物之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)的科學(xué)方法。形象比較是將目標(biāo)形象與主體頭腦中的已有形象進(jìn)行同異比較， 判斷其相似程度， 從而通過適當(dāng)?shù)乃季S加工與改造，將新的形象聯(lián)結(jié)于原有表象系統(tǒng)相應(yīng)環(huán)節(jié)， 使主體能夠直接調(diào)用已有的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)， 對(duì)問題迅速作出判斷， 從而加強(qiáng)解決抽象生物問題的能力。

2.類比是一種常用的思維方法。形象類比是根據(jù)兩事物的部分形象特征相似， 推出兩事物其它方面的形象特征也可能相似。形象類比能幫助人們從已知事物的有關(guān)理論建設(shè)假說去說明新事物，使主體從對(duì)已知事物的判斷過渡到對(duì)未知事物的判斷。例如，在教學(xué)“蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)”時(shí)，可把“蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)”比做由各種顏色的鏈環(huán)構(gòu)成的鏈子，把鏈環(huán)的接觸點(diǎn)比做氨基酸與氨基酸相連的肽鍵，10 個(gè)環(huán)的鏈子和11個(gè)環(huán)的鏈子學(xué)生清楚地看出不一樣，從而得出“蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)”的不同體現(xiàn)在“氨基酸分子”的數(shù)目上；如果把 10 個(gè)環(huán)的鏈子的每個(gè)環(huán)交換順序，又發(fā)生了變化，從而得出“蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)”的不同又體現(xiàn)在“氨基酸分子”的排列順序上；如果把兩條 10 個(gè)環(huán)的鏈子進(jìn)行比較，即使兩條鏈子中只有一個(gè)環(huán)的顏色不同，那么這兩條鏈子也不一樣，從而得出“蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)”的不同又體現(xiàn)在“氨基酸分子”的種類上。經(jīng)過一系列的比方讓學(xué)生清清楚楚地理解了“蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)”的概念。

有的生物問題看上去很陌生， 解決它好像條件不足， 依據(jù)不明， 無從入手。但通過仔細(xì)審題， 不難發(fā)現(xiàn)它與某些已知的問題在結(jié)構(gòu)形式上有一部分相似， 可以利用形象類比思維來推測(cè)另一部分結(jié)構(gòu)形式也可能相似， 從而達(dá)到迅速解決問題的目的。

在生物問題解決教學(xué)中，抽象思維的培養(yǎng)要有機(jī)的整合到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中去，構(gòu)成一個(gè)和諧統(tǒng)一的過程，使學(xué)生的抽象思維能力得以更好的發(fā)展，從而提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

（作者單位：江蘇省南菁高級(jí)中學(xué)）