高中生物問題解決教學中抽象思維能力的培養

【摘 要】高中學生生物學習中的抽象思維能力的培養絕非一日之功，要經過一個反復的， 循序漸進的過程。生物教學中通過形象化學的教學，降低學生思維坡度，建構合適的模型，設計適當的教學形式和教學順序實現學生的抽象思維能力的培養。

【關鍵詞】思維坡度；生物建模；抽象思維

一、重視生物實驗教學， 降低學生思維坡度

實驗在生物教學中起著舉足輕重的作用，在研究抽象問題時， 如果能夠設計一些合適的實驗， 使它形象地顯現出來， 使學生的思維建立在觀察和實驗的基礎上， 在實驗與思維的有機結合中不知不覺降低了抽象思維的難度， 從而使學生切實從形象思維上升到抽象思維。探究式課堂教學實驗模式能有效提高學生的思維能力，模式為：

例如， 在高中必修1《物質跨膜運輸的實例》的教學過程中， 首先做一些生動的植物細胞吸水和失水的實驗讓學生觀察， 獲得鮮明的感性認識， 進而設計一系列問題，引導學生對質壁分離復原的現象進行分析。

二、以生物建模培養抽象思維能力

例如必修2《遺傳和進化》中第3章第2節“DNA分子的結構”，由DNA雙螺旋結構模型的構建、DNA分子的結構模型以及制作DNA雙螺旋結構模型三部分組成。兩人一組，每人制作一個模型。相互之間可以協作、探討、交流。每人制作一個模型可以保證動手能力的提高，避免一人唱主角的缺陷，還可以通過比較發現自己建構的模型的科學性錯誤并加以改正。在動手建構物理模型的過程中，學生自己組裝、自己發現，在觀察、討論、合作、比較、交流中相互啟迪、自主學習、構建知識，輕松實現了科學史的再現，動手和動腦相結合，使三維教學目標在發現與探究的過程中實現了統一，科學素養得到了提升，充分體現了“以教師為主導、學生為主體”的新課程設計理念。

通過對生物模型的設計思路及分析研究思路的教學，能培養學生對較復雜生物問題進行具體分析，區分主要因素和次要因素，抓住問題的本質特征，正確運用科學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”，甲將2張“糖卡”放到桌子上，學生懂得出示兩張 “胰島素卡”而后將2張“糖卡”由正面翻到背面；但在“模擬運動時的反應”時，甲從桌子上拿走一張正面朝上的“糖卡”后，不少學生卻出現了仍舊出示“胰島素卡”，把桌面上的一張“糖卡”由正面翻到背面的錯誤。學生親歷了錯誤的過程，對血糖的平衡與胰島素、胰高血糖素的關系有了形象的認識，化抽象為具體，在此基礎上構建出正常情況下血糖的來源和去路圖解式模型和血糖調節的圖解式模型。

三、以概念教學培養抽象思維

生物概念是抽象思維的成果， 生物概念教學的目標之一就是培養學生的思維能力。在生物概念教學中， 要使學生明確建立生物概念的事實依據， 教師應該充分挖掘概念教學中各環節的潛能， 引導學生運用抽象思維方法， 掌握生物概念，培養抽象思維。在教學過程中，教師要根據概念形成的過程設計教學內容，把握具體教學流程，概念形成的基本活動程序分別如下：

“等位基因”是在“顯性基因與隱性基因”的基礎上形成的概念。對于初學者來說，這是一個復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同時存在嗎?若存在，則在什么位置上？有什么關系？ 問題提出，引起學生啟動思維。學生會分析“等位基因”的內涵， 并比較等位基因與相同基因的區別，進而對遺傳學中的性狀產生猜想與期待。教師用圓圈表示細胞，兩條平行等長的長豎線表示一對同源染色體，兩條同一水平位置的短橫線表示基因位點，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具體定位到一對同源染色體的同一位置上，有關等位基因概念學生便一目了然。在這些感性材料的基礎上， 引導學生用抽象思維方法進行思考。通過分析綜合、概括得出等位基因的概念是“在一對同源染色體的同一位置上，控制相對性狀的基因”。

四、優化習題教學， 培養抽象思維

在習題教學中利用比較和類比思維，培養學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和不同點的科學方法。形象比較是將目標形象與主體頭腦中的已有形象進行同異比較， 判斷其相似程度， 從而通過適當的思維加工與改造，將新的形象聯結于原有表象系統相應環節， 使主體能夠直接調用已有的經驗知識， 對問題迅速作出判斷， 從而加強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理論建設假說去說明新事物，使主體從對已知事物的判斷過渡到對未知事物的判斷。例如，在教學“蛋白質的分子結構”時，可把“蛋白質分子的一級結構”比做由各種顏色的鏈環構成的鏈子，把鏈環的接觸點比做氨基酸與氨基酸相連的肽鍵，10 個環的鏈子和11個環的鏈子學生清楚地看出不一樣，從而得出“蛋白質分子結構”的不同體現在“氨基酸分子”的數目上；如果把 10 個環的鏈子的每個環交換順序，又發生了變化，從而得出“蛋白質分子結構”的不同又體現在“氨基酸分子”的排列順序上；如果把兩條 10 個環的鏈子進行比較，即使兩條鏈子中只有一個環的顏色不同，那么這兩條鏈子也不一樣，從而得出“蛋白質分子結構”的不同又體現在“氨基酸分子”的種類上。經過一系列的比方讓學生清清楚楚地理解了“蛋白質分子的一級結構”的概念。

有的生物問題看上去很陌生， 解決它好像條件不足， 依據不明， 無從入手。但通過仔細審題， 不難發現它與某些已知的問題在結構形式上有一部分相似， 可以利用形象類比思維來推測另一部分結構形式也可能相似， 從而達到迅速解決問題的目的。

在生物問題解決教學中，抽象思維的培養要有機的整合到教學的各個環節中去，構成一個和諧統一的過程，使學生的抽象思維能力得以更好的發展，從而提高學生分析問題和解決問題的能力。

（作者單位：江蘇省南菁高級中學）