生物學(xué)概念教學(xué)中的歸納法和演繹法

在中學(xué)生物學(xué)習(xí)過程中，必然伴隨著思維的發(fā)展過程：由形象性思維向抽象性思維發(fā)展;由簡單的比較和分類向分析、綜合以及概括、具體化發(fā)展。教學(xué)中常用的歸納法和演繹法是思維的兩個相反的推理過程。歸納法是由個別到一般的推理方法，其目的是要從許多個別事實中概括出普遍性的結(jié)論或原理;演繹法是由一般到個別的推理方法，其目的是要從普遍性的原理中引申出關(guān)于個別事物的結(jié)論。美國著名教育心理學(xué)家奧蘇貝爾提出學(xué)生獲得概念的方式主要有兩種：一種是以感覺、知覺、表象為基礎(chǔ)，通過分析綜合、抽象概括等思維活動，從個別到一般，從具體到抽象，逐步把握一類事物的本質(zhì)的過程;第二種是以定義形式直接向?qū)W習(xí)者揭示新概念的共同關(guān)鍵特征，學(xué)習(xí)者利用原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的適當(dāng)觀念，理解新概念，并納入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而獲得新概念的意義。奧蘇貝爾所述的第一種概念生成方式其思維過程即歸納法，是由個別到一般的推理方法;第二種概念獲得方法其思維過程即演繹法，是從一般到個別的推理方法。

縱觀現(xiàn)在的中學(xué)生物教學(xué)，特別在概念教學(xué)方面，普遍存在不針對教學(xué)對象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的重演繹輕歸納的教學(xué)現(xiàn)狀，如何改善這現(xiàn)狀？

1 概念教學(xué)中歸納法和演繹法的使用現(xiàn)狀

1.1 重演繹、輕歸納的現(xiàn)象

在眾多初中生物和高中生物課堂中，一般只在大型評優(yōu)課的課堂中或在大型的公開課中才有教師靈活運(yùn)用各種資源，有序地重組知識及學(xué)生的生活經(jīng)驗，幫助學(xué)生歸納生成新的概念或總結(jié)生成某個原理。而在一般教師多是用演繹的方法直接給出新的概念，然后在新概念下具體分析某個問題，或者在新概念的內(nèi)容中反復(fù)強(qiáng)調(diào)鞏固，意在幫助學(xué)生記牢概念即可。后一類型課堂中教師不厭其煩地重復(fù)講概念，而學(xué)生又不容易當(dāng)堂掌握教師硬灌輸?shù)母拍睿瑢?dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣索然，學(xué)習(xí)效果差。

在中學(xué)階段，由于邏輯思維能力的限制，學(xué)生在演繹法教學(xué)的大前提下，學(xué)習(xí)知識時會感到非常茫然，只能囫圇吞棗地學(xué)習(xí)概念。這樣必然導(dǎo)致難以理解后續(xù)所學(xué)知識，同時還導(dǎo)致學(xué)生的邏輯思維混亂，其建構(gòu)的知識體系凌亂。同時，通過這樣學(xué)習(xí)獲得的知識需要學(xué)生自己嘗試進(jìn)行新舊知識的比較和聯(lián)系，他們在新舊認(rèn)知結(jié)構(gòu)的銜接方面的能力較弱，導(dǎo)致學(xué)習(xí)結(jié)果不佳。

1.2 形似歸納的演繹教學(xué)

一些教師可能在同行的幫助下知道有些概念的教學(xué)是不能直接灌輸?shù)模切枰獛椭鷮W(xué)生在經(jīng)歷了各種具體事物的分析后再歸納生成新概念的。但在具體的課堂實施過程中，有很明顯的形似歸納的演繹教學(xué)：如在生態(tài)系統(tǒng)的概念教學(xué)中，有教師在帶領(lǐng)學(xué)生具體分析了草地生態(tài)系統(tǒng)和池塘生態(tài)系統(tǒng)的組成成分后，繼續(xù)分析了各成分的相互關(guān)系;有些教師則直接給出了生態(tài)系統(tǒng)的概念，或者指導(dǎo)學(xué)生到書本上的某處劃出生態(tài)系統(tǒng)的概念，然后齊聲朗讀一遍。

這樣的教學(xué)看似有由具體到抽象、由個性到共性的發(fā)展過程，但其分析、總結(jié)、概述都是由教師完成，或者是由學(xué)生直接從課本上找到答案，學(xué)生的思維并沒有經(jīng)歷分析、總結(jié)的過程，也沒有進(jìn)行概述的嘗試。長期以往，學(xué)生會喪失學(xué)習(xí)的積極性和主動性，而對學(xué)生的能力訓(xùn)練和思維訓(xùn)練目標(biāo)也就無從談起。

2 概念教學(xué)方法的選擇原則

2.1 “對象優(yōu)先”原則

教師針對某個概念選擇教學(xué)方法時，首要應(yīng)該考慮教學(xué)對象。小學(xué)生剛進(jìn)入初中階段學(xué)習(xí)時其思維方式還是以形象思維為主，抽象思維有待發(fā)展;學(xué)生的分析、綜合以及概括能力都是在初中階段急需發(fā)展的。這時段的教學(xué)中，教師首先應(yīng)該考慮學(xué)生的思維現(xiàn)狀和能力發(fā)展需要，多采取歸納法進(jìn)行概念教學(xué)。

如在初中生物學(xué)“生態(tài)系統(tǒng)”的概念教學(xué)中，對于“在一定區(qū)域內(nèi)，所有生物與非生物環(huán)境之間所形成的統(tǒng)一整體”這樣的文字概述的概念，學(xué)生剛開始理解比較難。如果教師一定要以先給予概念的演繹法教學(xué)，學(xué)生只能囫圇吞棗死記概念。但是學(xué)生由于沒有理解，就不能正確運(yùn)用了。基于這樣的學(xué)情，如果教師采取歸納法進(jìn)行概念教學(xué)：通過分析學(xué)生熟悉的草地生態(tài)系統(tǒng)的組成，發(fā)現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)中有生物成分和非生物成分，生物成分中有植物、動物和微生物;非生物成分中有陽光、溫度、水、土壤等，不同成分之間還有相互影響的作用;在此基礎(chǔ)上再分析學(xué)生熟悉的池塘生態(tài)系統(tǒng)：同樣由生物成分和非生物成分組成，不同成分之間也有相互影響的作用;甚至再擴(kuò)展到森林生態(tài)系統(tǒng)，最后學(xué)生通過歸納發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)系統(tǒng)都由生物成分與非生物成分構(gòu)成，而且相互影響。在這樣的基礎(chǔ)上，教師再讓學(xué)生自己總結(jié)、概括出生態(tài)系統(tǒng)的概念，概念生成從形象思維逐漸過渡到抽象思維，學(xué)生的生活經(jīng)驗和知識經(jīng)驗為新概念的生成奠定了基礎(chǔ)，對于學(xué)生自主構(gòu)建、理解生態(tài)系統(tǒng)的概念及概念的應(yīng)用都有很大的幫助。

2.2 目標(biāo)導(dǎo)向原則

不同教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)不一樣。以江蘇科學(xué)技術(shù)出版社初中生物學(xué)七年級下冊教材中“生物體的基本結(jié)構(gòu)”一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容為例，課標(biāo)中對動物、植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的比較及對動物、植物體的基本構(gòu)成單位的目標(biāo)要求都需要學(xué)生在觀察、比較的基礎(chǔ)上歸納得出，所以教材在引導(dǎo)學(xué)生通過實驗觀察洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞和人口腔上皮細(xì)胞的臨時裝片后，由個性到共性地推理出植物和動物的基本結(jié)構(gòu)單位是細(xì)胞，并在比較植物細(xì)胞和動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)異同的基礎(chǔ)上，歸納出細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)都包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。很多教師在教學(xué)這部分內(nèi)容時，過分重視教學(xué)目標(biāo)的知識表述性內(nèi)容，直接告知學(xué)生相關(guān)結(jié)論，再由共性到個性地去演繹相關(guān)內(nèi)容。長此以往，學(xué)生對科學(xué)研究中的歸納法缺乏了解和鍛煉，抽象性思維的發(fā)展必然受到遏制。

而到高中階段，基于高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的分析、推理能力，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力又是必要的，所以在高中生物學(xué)“遺傳與進(jìn)化”模塊“孟德爾遺傳實驗的科學(xué)方法”這一內(nèi)容的課標(biāo)要求學(xué)生達(dá)到“分析”層次要求，包括在“基因在染色體上”一節(jié)摩爾根用果蠅進(jìn)行雜交實驗研究伴性遺傳的實驗都直接涉及“假說—演繹法”。這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)既是科學(xué)思維方法的學(xué)習(xí)，同時也是課標(biāo)中很高的知識要求，所以教師的教學(xué)就必然要深度詮釋演繹法。

2.3 內(nèi)容決定原則

針對不同內(nèi)容的學(xué)習(xí)，教學(xué)方法也必然有區(qū)別。比如在初中學(xué)習(xí)“花的結(jié)構(gòu)”，學(xué)生完全可以通過觀察不同的花的結(jié)構(gòu)進(jìn)行歸納，在歸納后獲得不同的花的基本結(jié)構(gòu)以及主要結(jié)構(gòu)，這是學(xué)生有條件采取的方法。但是在學(xué)習(xí)初中生物學(xué)的“染色體的結(jié)構(gòu)”時，學(xué)生沒有條件看見染色體上基因的存在，這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)就只能采取演繹法了。同樣，高中生物必修一的“細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)”時，學(xué)生并沒有條件通過實驗去具體觀察不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)。對于微觀的沒有可能實驗觀察的內(nèi)容，教師只能采取直接告知的方式來學(xué)習(xí)，在此基礎(chǔ)上再演繹其結(jié)構(gòu)功能的相關(guān)性。

3 概念教學(xué)方法建議

3.1 概念生成時盡可能地采用歸納法

新概念生成時應(yīng)該遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，在能采用歸納法時盡可能多地給予學(xué)生材料、觀察以及實驗的機(jī)會，讓學(xué)生學(xué)習(xí)像科學(xué)家一樣來進(jìn)行生物知識的發(fā)現(xiàn)、總結(jié)，領(lǐng)悟從個性到共性的不完全歸納過程。這樣的概念學(xué)習(xí)因為學(xué)生主體參與了概念的生成過程，故他們會印象深刻，理解到位。

如：在高中生物學(xué)中“內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”的概念教學(xué)時，人教版教材中是在學(xué)生經(jīng)歷人體的體溫測定、體溫變化規(guī)律認(rèn)識后對穩(wěn)態(tài)進(jìn)行概念定義的。但其實如果教師不作細(xì)致分析，學(xué)生并不理解人體體溫的調(diào)節(jié)過程，更不知道體溫恒定過程中各器官系統(tǒng)是如何協(xié)調(diào)活動的。如果教師能結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗：在寒冷時你是如何抵御寒冷的，哪些器官參與了活動？在炎熱時如何散熱的？是不是任何時候都能維持體溫恒定？學(xué)生都有冷、熱和發(fā)燒的體驗，所以每個學(xué)生都會有感悟。在分享經(jīng)驗后，學(xué)生就會大略知道體溫恒定是在多個器官、系統(tǒng)協(xié)調(diào)活動下共同維持的相對穩(wěn)定狀態(tài)，在病毒入侵等情況下也會穩(wěn)態(tài)失調(diào)的。在經(jīng)驗分享基礎(chǔ)上，歸納生成的概念根基牢固，也能在此基礎(chǔ)上生發(fā)更多知識“葉”。

同時，在歸納法概念教學(xué)應(yīng)用的過程中，教師還可通過具體的特例分析，引導(dǎo)學(xué)生體會歸納的不完全性，從而對科學(xué)研究方法形成辯證的認(rèn)識，并客觀地使用和評價自己的學(xué)習(xí)成果。如在初中生物學(xué)“雙子葉植物種子結(jié)構(gòu)”和“單子葉植物種子結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察多種種子結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行歸納，但歸納的特征是一般情況下具有的，有特殊的例子，如蓖麻是雙子葉植物，但其種子中有胚乳。

3.2 在需要的情況下采用演繹法教學(xué)

在學(xué)習(xí)的內(nèi)容不具有形象可觀性，或無法呈現(xiàn)給學(xué)生供觀察、分析、歸納和概括時，教師只好采用演繹法進(jìn)行概念教學(xué)。一般在學(xué)習(xí)諸如“生物圈”、“細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)”、“染色體”、“基因”等內(nèi)容時，由于學(xué)習(xí)內(nèi)容不具有可觀察性，就只能由教師直接向?qū)W生介紹概念的內(nèi)涵，再通過反例分析、活動操作、學(xué)生描述、概念應(yīng)用嘗試等方法進(jìn)行概念的內(nèi)化和鞏固。通過這樣學(xué)習(xí)獲得的概念由于缺少了概念自我生成的途徑，在新舊概念的聯(lián)系方面和學(xué)生概念體系的構(gòu)建方面會相對困難一些。

另外，在教學(xué)目標(biāo)需要的情況下進(jìn)行演繹法教學(xué)。如在學(xué)習(xí)孟德爾遺傳定律的科學(xué)方法以及摩爾根發(fā)現(xiàn)果蠅的紅眼基因位于X染色體上的內(nèi)容時，就必須以假說—演繹法的方法進(jìn)行教學(xué)。這時學(xué)習(xí)的演繹法是一種科學(xué)研究方法，也是學(xué)生直接接觸“演繹法”這個名詞。這種學(xué)習(xí)對于學(xué)生的科學(xué)思維方法及其邏輯推理能力的提高具有很直接的作用。

3.3 在概念應(yīng)用對話中多用演繹法

在學(xué)習(xí)一個新概念后，學(xué)生往往有概念理解的不全面、不準(zhǔn)確之處，在運(yùn)用概念的過程中難免有各種類型的錯誤，在課堂或課后師生的概念應(yīng)用對話中，教師可多用演繹法進(jìn)行啟發(fā)。

如：在內(nèi)環(huán)境的概念學(xué)習(xí)后，很多學(xué)生對內(nèi)環(huán)境的內(nèi)涵理解有偏差，在后續(xù)的應(yīng)用過程中經(jīng)常會把唾液、胃液等消化液也當(dāng)作內(nèi)環(huán)境的組成成分;或者把血紅蛋白也當(dāng)作內(nèi)環(huán)境的組成成分。如果在學(xué)生出現(xiàn)錯誤后，教師不直接糾正，而是順著學(xué)生的思路幫助學(xué)生進(jìn)行推理：“唾液、胃液如果也是內(nèi)環(huán)境的組成成分，那么它們就也是細(xì)胞生活的體內(nèi)環(huán)境了。唾液、胃液是人體的體內(nèi)環(huán)境還是直接跟外界相通的呢？血紅蛋白如果是內(nèi)環(huán)境的組成成分的話，那它就是存在于細(xì)胞外的液體環(huán)境中的了。血紅蛋白存在于哪兒呢？……”根據(jù)學(xué)生的結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步的推理，在推理的結(jié)論與學(xué)生已知的知識想矛盾之后，學(xué)生就能頓悟自己的錯誤了。

這樣的演繹法對話不僅幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)了自己的錯誤，更重要的是教會了學(xué)生分析問題的方法，在概念應(yīng)用的過程中可以根據(jù)自己的判斷嘗試進(jìn)行演繹推理，從而驗證自己的分析是否正確。

概念學(xué)習(xí)既是教師教學(xué)的重點，同時也是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)生物學(xué)知識、整體提升生物科學(xué)素養(yǎng)的必然路徑。在概念學(xué)習(xí)中，教師要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)選擇學(xué)習(xí)的方法對學(xué)習(xí)的效果至關(guān)重要。