生物學實驗教學中理性思維能力的培養

朱丹華 司馬志俊

摘 要：高中生物相比初中生物，在理論與實驗方面的研究程度要更深，因此，更加注重培養學生的理性思維。本文主要對高中生物實驗教學中的學生理性思維進行了簡要概述，同時提出了在生物實驗教學中培養學生理性思維能力的策略，以供參考。

關鍵詞：高中生物 實驗教學 理性思維

社會不斷進步，對教育也提出了更高的要求，當前，培養學生的理性思維成了教育發展過程中的重點內容和目標。在高中生物教學中，實驗教學是培養學生理性思維的重要方式，不僅能夠鍛煉學生的綜合能力，還能讓學生學會在生活中靈活應用生物知識解決實際問題，提升學生學習效率。在生物實驗教學中培養學生的理性思維，是符合學生實踐能力發展特征的，因此，要不斷創新實驗教學模式，促進學生理性思維的發展。

一、高中生物實驗理性思維概述

理性，是與感性相對應的一種人類心理活動，一般而言是指人類規避挫折與失敗的心理過程。所謂的理性思維，就是建立在證據與邏輯推理之上的一種思維方式，它具有明確的方向性，在認識新事物時，需要具備充分的思維依據，然后對事物或者問題經過觀察、比較、分析、綜合、抽象與總結等過程，逐步掌握事物運動與發展規律，實現對事物的全面理解。高中生物實驗教學中理性思維的培養主要包括四個方面，分別是歸納概括的思維能力、推理演繹的思維能力、模型建立的思維能力以及批判性的思維能力。^[1]在實驗教學中，教師要注重培養學生理性思維能力，幫助學生掌握生物學相關知識的內在聯系和事物發展規律，形成科學探究的好習慣。

二、提升生物實驗教學中理性思維能力的策略

1.教學指導方式要以科學為原則

人們對科學的定義是一種達到格物致知學習境界的必然路徑，特點是講事實證據和實驗數據，以實證為判別標尺、邏輯為辯論基礎，更是要以質疑作為審視一件事情或者問題的新的出發點。生物學作為自然學科重要的組成部分，其具有很濃厚的科學性，實驗教學是影響學生和啟發學生的基礎，教師要正確認識實驗教學的重要性。在教學中，提出的指導性建議要以科學為原則，這是基礎，也是貫穿實驗教學中的核心教學思想。教師在實驗課堂上要鼓勵學生積極主動地參與到學習過程中，讓學生在學習過程中自己提出問題，運用實驗解決問題，然后獲得知識，在反復假設與質疑中，最終發現規律，全面理解所學生物學知識。這個過程可提升學生理性思維意識，在不斷的鍛煉中養成理性思維習慣，形成科學的探究和學習態度，為以后發揮其綜合能力奠定良好的基礎。^[2]教師要在實驗課堂上盡可能為學生提供動手實驗和觀察的機會，讓學生在觀察與實踐動手中思考和討論教學知識，留足學生進行體驗、思辨和審視的空間。

2.在事實中培養學生歸納概括能力

歸納概括的思維能力就是按照事物一定的特性或者某個相似、相反的方面進行歸類，并在頭腦中將事物各個方面聯系起來形成特定整體的思維過程。歸納總結思維能力的培養，需要學生在大量的生物事實中進行總結，量變促成質變，逐步掌握生物學發展規律。比如，在“基因的表達”相關實驗教學中，為了讓學生更好地理解轉錄的實質，教師可以為學生展示三種不同的實驗過程。實驗一：³⁵S標記半胱氨酸的大腸桿菌，將其培養一段時間之后，實現對大腸桿菌細胞的破碎、離心操作，并檢測其放射性，經過這一系列過程后，發現核糖體上放射性較高。再用T₂噬菌體DNA，然后用噬菌體感染大腸桿菌，繼續將大腸桿菌細胞破碎、離心并檢測放射性，之后發現核糖體上沒有放射性。實驗二：首先用T₂噬菌體感染大腸桿菌，發現有新的RNA生成，然后用³²P將新合成的RNA進行標記，檢測放射性，會發現核糖體上放射性較高。實驗三：將大腸桿菌DNA和噬菌體DNA加熱至其變性后雙螺旋結構解開，然后分別加入熒光，將實驗二中提取出來的RNA進行標記，并將其分別置留在適宜的溫度中保持一段時間，再用洗脫液洗脫，然后檢測放射性，會發現噬菌體DNA實驗中出現了放射性，而大腸桿菌DNA沒有出現。通過三組實驗，教師與學生進行討論，由實驗一得出“DNA不直接控制蛋白質的合成”，實驗二得出“RNA和核糖體結合控制蛋白質的合成”，由此推斷DNA控制RNA的合成，這一推斷恰恰通過實驗三得到了驗證，即噬菌體用自身DNA為模板指導合成RNA。在三組實驗中，教師引導學生綜合實驗結論，對最終實驗結果進行概括與總結，促進學生歸納概括能力的提升。

3.推理和演繹的思維能力培養

經過步步推導，得出一個具體的結論過程就是推理和演繹的思維過程。這一思維能力要求學生的思維需要嚴密，且思維過程要有連續性和一貫性。高中生物教學中，學生推理演繹的思維能力，幫助正確運用已知的生物學知識和規律，對生命現象進行探討并提出科學的預測。另外，在掌握了基本的推理能力后，要進一步培養學生模型建立的思維能力。模型可以幫助學生將復雜的生物世界進行簡化，是認識生命活動和闡述生命原理的重要途徑之一，主要包括物理模型、數學模型以及概念模型。^[3]模型建立的思維能力可以進一步幫助學生完善知識體系，實現對知識的系統化掌握。比如在“血糖平衡的調節”實驗教學中，教師為學生講解了基礎知識后，學生基本掌握神經元、下丘腦、腎上腺、胰島B細胞、胰島A細胞，胰島素、胰高血糖素等關系后，在進行實驗時，教師引導學生分析實驗現象，結合相關知識自主構建血糖平衡調節模型。模型建立后，為了完善學生的知識體系，教師可以向學生提出問題，比如：為什么血糖平衡調節具有一定的自主性？讓學生通過回答問題，對知識進行梳理，及時發現自己理解方面的薄弱點，達到知識反饋與知識總結的綜合效果。

結語

綜上所述，生物實驗教學的理性思維主要包括歸納概括、推理演繹、模型建立以及批判性等思維能力，教師要引導學生勇于提出問題，質疑實驗現象或過程中的細節，以此強化學生的理性思維，形成科學的學習探究意識，促進實驗教學效果的提升。

參考文獻

[1]翟德栓.例談理性思維培養視角下的高中生物實驗教學[J].中學生物學，2018，（02）.

[2]甘耀平.例談高中生物實驗教學中理性思維能力的培養[J].中學生物學，2017，（11）.

[3]王吉文.例談高中生物學教學中理性思維能力的培養[J].生物學教學，2017，（05）.