生物實驗教學如何培養學生的理性思維

張坤 平亞茹

隨著新課程改革的不斷深入，以探究為主體的生物實驗教學模式和科學的理性思維的培養方式將成為生物教師的共識。在生物實驗教學中，教師應針對學生的實際情況，精心設計、周密安排、科學引導，讓學生在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據、檢驗假設、發現規律、討論質疑等主動參與的學習過程中，學得生物學知識，培養動手能力、實踐能力和創新意識，形成理性思維，全面提高科學素養。特別需要滲透對理性思維能力的培養，使學生更加注重學科研究方法和研究過程，理性獲取信息，重視實證、邏輯和推理，鼓勵質疑，使學生能有獨立做出自主選擇和判斷的能力。同時也倡導讓學生在學習的過程中獲得更多的直接體驗，學會在大量信息面前能夠用科學嚴謹的態度和方法，冷靜進行邏輯分析和比較思考，初步具備理性思考的能力。

1.創設情景啟發學生提出問題，激活學生的理性思維能力

理性思維能力培養的第一階段是學生提出有意義的問題的能力形成階段。因為問題能使學生在心理上產生求知的沖動，促進其積極自主地思考。愛因斯坦曾說過，提出一個問題往往比解決一個問題更重要，這需要創造性的想象力。所以，問題是學生思維活動的源頭，是主動學習的基礎，是思考的起點。思考首先要有觀察經驗，教師創設問題情景，啟發學生積極思考，自主提出問題。學生依據已有的知識與觀察經驗，根據自己的興趣與愛好提出該情景下可研究的多個問題，通過層層遞進的問題序列，理性判斷問題的可研究價值，提高學生將問題轉變成可研究的課題的能力。

例如，在“植物蒸騰作用的數學建模”探究實驗活動中，教師首先提出問題“什么是蒸騰作用”“提到蒸騰作用你會想到什么”“蒸騰過程中有哪些因素的參與”，幫助學生回憶已有知識經驗。學生此時會聯想到關于蒸騰作用的一些知識碎片，而后通過比較、歸納、綜合的理性思維過程，將相關知識聯系起來分析問題。隨后，教師引導學生提出自己的問題“你認為不同的植物蒸騰作用是否一樣”“蒸騰作用會受到哪些環境因素的影響”，使學生將問題微觀化、細致化，逐步發展為具有研究意義的課題，同時做出實驗假設。在此過程中，學生會提出如“環境濕度是否影響植物的蒸騰作用”“氣孔形態是否決定蒸騰作用的強弱”等具體的問題，并分析它們的可研究性，確定最終的研究課題，同時做出初步的實驗假設。這樣可逐步使學生學會多發現問題、提出問題和思考問題，并運用理性思維分析問題。

2.組織學生尋找證據，設計探究實驗解決問題

理性思維能力培養的第二階段是鼓勵學生尋找支持假設的證據，并通過科學實驗的方式對該假設進行驗證，促進解決問題的能力形成的階段。學生做出假設要有證據支持，教師要教會學生用事實支撐假設。證據的來源是對資料的查找與整合，通過第二階段的教學，學生能逐步具備收集資料證據、形成依據證據、做出假設的能力，并自主設計實施探究實驗，增強假設的可驗證性。

如“植物蒸騰作用的數學建?！碧骄繉嶒灮顒?，采用小組合作學習的方式，分組選題并設計實驗方案。學生通過組內合作的形式展開討論，共同協商可以選擇的課題和方法。這樣，每一位學生在參與小組討論的過程中都能充分認識到他人的長處。學生思維的深度和廣度不同，組內成員在一次次的思維碰撞之后，往往會對問題產生新的理解，可以相互彌補考慮不周全之處，從不同角度、方向、方面，運用多種方法來解決問題，從而使學生更加善于概括歸類，善于抓住事物的本質和規律，系統思考和理解問題，具有更強的解決問題的能力。通過這一階段的教學，學生不僅能在合作學習中運用理性思維分析證據，也提高了設計完整實驗并實施的能力。

3.依據實證進行邏輯推理，鼓勵學生質疑和創新

理性思維能力培養的第三階段是學生依據實驗操作的結果證據，縝密進行邏輯分析，促進創新及求異的能力形成的階段。在這一階段，學生可直接參與并體驗證據的生成過程，通過自主實驗收集第一手的過程性證據，并分析證據，初步得出實驗結論。教師要在實驗教學這一過程中給予學生充分指導，幫助學生克服探究中遇到的各種困難，發現學生的進步并及時表揚和鼓勵。無論實驗結果如何，教師都要引導學生學會概括總結和綜合性反思，鼓勵學生大膽做出自己的判斷，提出個人見解，培養學生的創造性思維和邏輯性思維能力。通過創設實驗后小組匯報的氛圍，相互交流體會，傳遞經驗，汲取他人智慧，同時進行質疑與答辯，鼓勵創新與新問題的發現。這樣，學生初步具有批判性的評價能力和分析各種觀點的能力，能夠獨立對某些結果和現象做出自己的判斷，并運用方法與技巧對這些判斷進行論證和闡述，培養學生用科學嚴謹的態度得出結論的理性思維能力。

如“植物蒸騰作用的數學建?！碧骄繉嶒灮顒又校芯俊碍h境濕度是否影響植物蒸騰作用”這一小組實驗了不同種類的植物，期間拍攝了大量的照片及影像資料，發現環境濕度大時，植物氣孔張開程度小。對此，他們又提出了新的研究問題“空氣濕度與植物氣孔開閉程度之間的關系”，并設計方案進行實驗。通過這一階段的實驗，學生不僅能進一步提高設計實驗方案的能力，同時也鍛煉了思維技能和總結交流的能力。部分學生在活動中逐漸形成了運用理性思維思考問題的習慣，分析問題時證據意識強，語言表達時邏輯性強，能獨立形成自己的觀點，對事物做出自己的判斷。

教師應充分利用好實驗教學中的每一環節與過程，主動激發學生去觀察、思考、實踐，指導他們嘗試探索，發現問題，解決問題。引導學生愿意思考，學會思考，養成依據證據、邏輯縝密的理性思維習慣，實現生物學科的培養目標和價值，提高學生的科學素養、實踐能力和創新精神，同時更新教師的教學觀念，確立全新的教育教學理念，有利于教學質量的全面提高。

編輯 _ 于萍