理性思維在高中生物教學中的培養探討

涂珊珊

高中生物核心素養是高中生在生物課的學習過程中，形成的生命學科的核心素養，是生物學科方面關注個人和社會的必備品格及關鍵能力。現行的高中生物課程改革，將發展學生生物學核心素養定義為追求的目標，高中生物學核心素養是由生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四大塊組成。

生命觀念在生物學核心素養中處于基礎和支柱地位，它的形成與理性思維和科學探究密不可分。科學探究可對理性思維進行實證，而理性思維又是科學探究的組成部分。因此，在利用理性思維進行科學探究的過程中，學生能逐漸形成生命觀念，進而形成一定的社會責任意識。所以，在生物教學中，學生理性思維的培養尤為重要。

理性思維是在邏輯推理基礎上對事物和問題進行分析、比較、綜合、抽象和概括的思維。這就包括演繹推理、模型建構、批判性思維、歸納與概括等。在生物學科方面，人們經常運用理性思維解釋現象，論證生物學科的現象和問題。

1 演繹和推理思維能力的培養

演繹推理也是高中生物的一種基本思維方式。高中生物關于科學史和實驗的教學，都離不開演繹推理能力的運用。我國邏輯學界關于普通邏輯演繹推理有三種比較流行的定義，楊樹森先生將演繹推理定義為：演繹推理就是根據前提判斷的邏輯性質推出必然性結論的推理。 陳尚文認為演繹推理是前提與結論間有充分條件或充分必要條件聯系的必然性推理。學者李丹在演繹推理方面的研究貢獻巨大，他們的研究表明演繹推理能力的發展是隨著年齡的發展而發展的，其中在初中升入高中時演繹推理能力有一次大的飛躍，在高中階段會達到成熟的程度。

在高中階段，培養學生的“演繹推理思維能力”可采取以下策略：第一，利用課堂教學培養學生“演繹推理思維能力”。教師在生物的教學過程中，應改變傳統的單一的講授教學模式，靈活的運用多種教學方法，創設學習情境，讓學生樂于利用已有知識進行演繹推理。除了講授法，還可以采用學生討論法，讓學生相互補充、相互促進，完善演繹推理過程，促進思維發展;還可以利用任務驅動法，給學生布置將一般知識和原理推廣到具體問題當中的任務，讓學生在課下查找相關資料，完善相關知識內容;或者通過多媒體教學豐富教學內容，創設學習情境，進行延伸教學等。第二，利用實驗教學培養學生“演繹推理思維能力”。在生物實驗教學中，學生動手實驗，會面臨很多意想不到的問題，更容易引發學生的思考。因此，在生物學實驗教學中，應該注重學生演繹推理思維的養成。譬如，教學中可以引導學生思考更換實驗材料的可行性，更換之后的效果會怎樣，為什么一定要這樣的實驗步驟，是否可以做出一定的調整等，然后在條件允許的情況下讓學生實施改進的實驗，以檢驗自己的分析是否正確合理。第三，以生物科學史教學培養學生“演繹推理思維能力”。在平時的教學中，學生也會提出很多比較有價值的問題，利用問題來教學是一個很好的方法。這些問題應該多以開放性問題為主，以啟發學生的思考。第四，講解練習教學培養學生“演繹推理思維能力”，啟發學生將生物知識、生物規律應用于學習和生活中，以利于“演繹推理思維能力”的培養;第六，在復習教學中培養學生“演繹推理思維能力”，通過對舊知識的回顧整理甚至是反思，對學習不足的地方尤其可以推理演繹，完善知識體系，培養理性思維能力。

2 模型和建構思維能力的培養

關于模型的描述，可以是定性或定量的。模型可借助于物或其他形象化的手段，也可利用抽象形式進行表達。生物學中的模型是生命世界在頭腦中的反映，是人們認識生命世界和闡明生命活動原理的重要途徑。

人們用科學模型的研究方式來了解客體的性能和規律，用模型來獲取、拓展對于事物認知的方式，這就是科學研究中常用的模型方法。所以，建立模型就是思維與行為相統一的過程。生物教學應用生物模型建構的方法對培養學生的發散思維起到積極的作用。高中生物學中的模型主要有：物理模型、數學模型、概念模型。教師可以用引導學生模型建構方式來培養學生的模型和建構思維能力。不同的模型，引導構建的方法不同。在物理模型構建過程中，就要求教師運用相應的教學方法先引導學生提取抽象概念的本質特征，比如，概念梳理，圖片展示，視頻播放等;然后再采用分組競爭法，將學生分成幾個小組，提示學生可用不同材料制作相關的物理模型;最后為提高學生制作模型的積極性，可設置相關獎勵。在數學模型構建過程中，需要教師根據教材，引導學生運用組合學、數理統計學、概率論、函數等知識，構建相關的數學模型，將撲朔迷離的生物問題轉換為簡潔明了的數學“語言”，大大提高生物課堂教學的有效性，以此來培養學生運用數學知識構建生物學中的數學模型的能力。譬如在“構建雜合子Aa連續自交的模型”過程中，教師就可以引導學生利用數理統計學、概率論構建出雜合子（Aa）和純合子（AA、aa）在每一代出現的概率曲線圖。在概念模型構建過程中，教師可以借助大量的具體實例，再引導學生通過自身的實際經驗的肯定例證，采用“簡化”和“理想化”的方法將生物學研究對象一些次要細節和非本質聯系舍去，最后以歸納的方法，用一種反映原型本質特種的理想物質或假想結構描述事物的本質屬性。譬如在“構建‘光合作用概念的模型”過程中，教師就可借助光合作用的探究歷程的實例，引導學生崇光合作用的反應場所、條件、反應物等等方面歸納總結出光合作用的概念。

3 批判性思維能力的培養

批判性思維就是依據恰當的評判標準，在分析問題或現象的過程中不斷的反思自己或他人的觀點，通過質疑、比較以及分析，達到改善，提升思維技能的目的，最終給自己一個合理性決策的思維認知過程。在高中生物學學習過程中，批判性思維就是對生物學問題或觀點提出質疑或論證，并不是簡單的懷疑和否定。這意味著學生在學習生物學的過程中要具有獨立的、有選擇性的批判分析能力。具體來說就是包括批判性思維技能和批判性精神，以達到對生物學問題或觀點精確、深刻和全面認識的目的。因此，在高中教育階段，培養學生的良好學習能力，特別是理性思維的培養非常重要。而批判性思維作為理性思維的重要組成部分，它是探究、評價和發展活動中最基本的也最具創造性的思維形式，對于發展學生生物學核心素養中的探究能力、問題解決能力、分析處理信息的能力以及自主學習能力等的培養過程中是不可或缺的。對學生的批判性思維的培養并不是一蹴而就的，而且由于每個學生間存在個體差異性，因此想要提高學生的批判性思維能力具有一定的難度。在批判性思維的培養方面需要不斷地進行知識的滲透，并需要有意識地通過多種途徑和方式進行頻繁的訓練。具體如下：

第一，利用教材中各種科學探究歷程樹立學生批判性思維的意識，通過引導學生重新沿著科學探究過程進行自主探究，在此過程中體會到批判性思維的重要性，樹立批判性思維的意識;第二，利用教材中“批判性思維”欄目培養學生的批判性思維，針對高中生物人教版教科書中不同的“批判性思維”欄目，設置不同的問題和任務，引導學生在解決問題的過程中培養批判性思維;第三，利用實驗設計進行批判性思維技能訓練，在實驗設過程中，引導學生提出正確的實驗目的、實驗原理，選取合適的材料用具，設置恰當的實驗變量，并對試驗過程中出現的各種條件、各種情況反復進行比較、篩選，并進行預測，從而形成批判性思維。

4 歸納和概括思維能力的培養

“歸納思維”是從具體認識到抽象認識的一種思維方式，在觀察的基礎上，分析不同對象之間的聯系和區別，繼而找出彼此內部聯系、共同特征和發展規律，從而得出一般結論的思維。而概括思維是形成概念的思維過程和方法。即從思想中把某些具有相同屬性的事物抽取出來的本質屬性，推廣到具有這些屬性的事物中，形成這類事物的普遍概念。歸納和概括既區別又聯系，教師在進行歸納和概括思維能力的培養時，學生常需要對蕪雜的案例進行分析，推理判斷出它們內在的統一聯系和規律，然后加以抽象思維。除了相同或類似的地方可以總結出來，不同之處也可以整理出來分類比較，從而得出普遍性的適用性更廣的結論。

在高中生物教學中，培養學生的歸納和概括思維能力是重要內容。教師需要教會學生科學的方法，引導學生去發現人腦認識事物本質的規律，讓他們去發現生物學中的奧秘，這培養學生歸納和概括思維能力。而這，我們可以從以下幾個方面著手。 用生動而豐富的案例去調動學習的積極性。給學生足夠多的既具代表性又具趣味性的相關材料，引起學生閱讀材料的興趣，也讓學生形成一定的感知能力，并在此基礎上調動他們學習的熱情。比如，在介紹細胞中的多糖時，以漢堡包為引導入新課，引起學生的興趣。第二，利用圖表形式進行歸納類比。教師可以把比較的項目列出，由學生填表;或者教師可把曲線圖的橫坐標、縱坐標標出，由學生來描繪曲線，以此鍛煉學生的歸納和概括思維。第三，圍繞核心概念展開教學。高中生物概念很多，我們可以依據概念的內涵和外延將它們分為核心概念和普通概念。

教師在教學設計過程中，將課本中的知識點概括為幾大核心概念，把更多的時間和精力花在核心概念的理解上，圍繞核心概念展開教學，不僅可以節約課堂時間，提高教學效率，還可以滲透歸納和概括思維能力的鍛煉和運用。比如，教師在教授必修一第五章第4節《能量之源——光與光合作用》時，就圍繞核心概念——“光合作用”進行講解，崇光作用的反應場所、反應條件、反應物和產物幾個方面理解光合作用的過程。

總之在高中階段，學生理性思維的培養需要生物老師在向學生傳授生物知識的過程中，通過模型以及大量的科學資料的展示，一步步引導學生通過研究科學家構建模型的過程以及自己構建模型，進而理解抽象的生物學知識;通過演繹推理的方法，理解和靈活運用生物學規律;通過對知識的歸納與概括，使學生能更好地整理龐大的生物學知識，形成基本的生物學規律;最后學生在學習生物學的過程中已初步形成獨立的、有選擇性的批判分析能力，并將此能力運用到科學探究中，幫助學生能更好的理解已知的科學理論以及探究未知的科學領域。最終，學生在學習生物 學科中逐漸形成理性思維，初步具有生物學核心素養。

（作者單位：江西南昌縣蓮塘第三中學）