在高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生理性思維策略探究

【摘 要】本文論述在文中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生理性思維的策略，提出歸納概括思維能力、分析推理能力、解決問題能力、抽象建模能力、創(chuàng)新思維能力、批判思維能力等教學(xué)建議。

【關(guān)鍵詞】理性思維 高中生物 生物教學(xué)

【中圖分類號】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）46-0151-02

高中生物不僅注重理論知識的記憶，還體現(xiàn)了邏輯思維的嚴(yán)密性。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出，要以“核心素養(yǎng)為宗旨”的教學(xué)理念為導(dǎo)向，注重培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，從而幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和探究生物知識。教師可以從歸納概括能力、分析推理能力、解決問題能力、抽象建模能力、創(chuàng)新思維能力和批判思維能力等方面入手，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。

一、依據(jù)知識本源，培養(yǎng)歸納概括能力

歸納概括的能力是指，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，能夠?qū)⒏鱾€事物聯(lián)系起來，找到事物間的個性與共性，并進(jìn)行歸納總結(jié)。這是學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識必備的思維能力之一。因此，教師要重視培養(yǎng)學(xué)生的歸納概括思維能力。

例如，筆者在《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的表達(dá)》這一章節(jié)的教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的歸納概括能力，為學(xué)生提供下面的生物事實資料，讓學(xué)生結(jié)合資料討論，并進(jìn)行歸納總結(jié)。

實驗一：將35S標(biāo)記的大腸桿菌在培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間之后，進(jìn)行破碎離心，檢測所得產(chǎn)物的放射性，檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)核糖體內(nèi)放射性較高。用32P標(biāo)記專門寄生在大腸桿菌中的T2噬菌體DNA，把感染噬菌體后的大腸桿菌進(jìn)行破碎離心，檢測所得產(chǎn)物的放射性，發(fā)現(xiàn)核糖體并沒有放射性。

實驗二：用T2噬菌體侵染大腸桿菌，生成新的RNA，然后再用32P標(biāo)記新合成的RNA，將大腸桿菌破碎、離心，檢測所得產(chǎn)物的放射性，發(fā)現(xiàn)核糖體有較高的放射性。

實驗三：將T2噬菌體DNA和大腸桿菌的DNA加熱變性，然后用熒光標(biāo)記實驗二中提取得到的RNA，在適宜的溫度下培養(yǎng)一段時間，洗脫后檢驗放射性，發(fā)現(xiàn)噬菌體的DNA出現(xiàn)放射性，而大腸桿菌的DNA則沒有出現(xiàn)放射性。

學(xué)生結(jié)合以上資料，自主進(jìn)行分析歸納和總結(jié)。從實驗一，學(xué)生得出結(jié)論“DNA不能直接控制蛋白質(zhì)的合成。”從實驗二，學(xué)生得出結(jié)論“RNA和核糖體可以控制蛋白質(zhì)的合成。”結(jié)合實驗一和實驗二，教師引導(dǎo)學(xué)生猜想“DNA能控制RNA的合成”，并用實驗三來驗證這一結(jié)論。在實驗三中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)噬菌體把DNA作為模板，指導(dǎo)RNA的合成，確認(rèn)了此前的猜想。通過以上生物事實，學(xué)生歸納概括出了遺傳信息的轉(zhuǎn)錄概念。

二、注重實驗，培養(yǎng)分析推理能力

推理能力是指在一定事實基礎(chǔ)上，通過分析推導(dǎo)，得出結(jié)論的過程。學(xué)生在生物學(xué)習(xí)的過程中，通過實驗合理地推理驗證得出結(jié)論，從而認(rèn)識事物的本質(zhì)。因此，教師要通過實驗，讓學(xué)生在有據(jù)可依的情況下進(jìn)行推理驗證，幫助學(xué)生更好地預(yù)測和探討生物現(xiàn)象。

例如，筆者在講授《基因的顯性和隱形》內(nèi)容時，會涉及人類遺傳病的推理類問題，并多指是顯性遺傳病，而白化病是隱性遺傳病，控制這兩種疾病的等位基因都在常染色體上，并且獨立遺傳。教師可先將《基因分離定律》相關(guān)的紹孟德爾研究實驗進(jìn)行復(fù)講。孟德爾在進(jìn)行基因分離定律實驗的過程中，分別采用了純種的豌豆進(jìn)行雜交實驗。通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，得到的子一代表現(xiàn)型都是高莖，子二代當(dāng)中高矮的比例為3∶1。通過實驗來驗證基因分離定律，得出生物表現(xiàn)的性狀和自身攜帶的遺傳因子有一定的聯(lián)系。在生物體細(xì)胞中，遺傳因子是成對出現(xiàn)的，而在生殖細(xì)胞中只有一半的遺傳因子。接著，筆者讓學(xué)生根據(jù)這個實驗，在教師提出假設(shè)中嘗試進(jìn)行合理的推論。假設(shè)在一個家庭中，父親是多指無白化病，母親手指正常無病癥，有一個患白化病（bb）手指正常（aa）的孩子。根據(jù)題意可以得知這個孩子的基因型為aabb，那么孩子的aa或bb中的a或b分別來自父親和母親。題目中提到父母的患病情況，可以推斷出父親的基因型為AaBb，母親的基因型為aaBb。掌握了基因型之后，就可以進(jìn)行概率推算。由于這兩對性狀符合自由組合定律，通過計算即可得出再生出一個多指孩子的概率為，生出同時患兩種病孩子的概率為。

在這一過程中，學(xué)生從實驗中獲得經(jīng)驗，并將這一分析推理能力運用到題目當(dāng)中，得出“在生物受精的過程中，雄雌配子隨機(jī)結(jié)合的同時，遺傳因子也會隨機(jī)結(jié)合”這一結(jié)論，不僅讓學(xué)生對該知識點了解透徹，也培養(yǎng)了學(xué)生分析的推理能力。

三、創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)解決問題能力

問題情境教學(xué)基于維果斯基“最近發(fā)展區(qū)”理論，是適合高中階段學(xué)生的一種教學(xué)模式，在問題情境中學(xué)生更容易發(fā)散思維。因此，教師要結(jié)合生物教材，整合課本內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在情境當(dāng)思考并解決問題。

例如，在筆者在教學(xué)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》這一部分內(nèi)容時，結(jié)合科學(xué)家早期的研究情況，以問題的形式設(shè)置情境。通過提出有層次性的問題，組織學(xué)生展開探究，引導(dǎo)學(xué)生思考。問題一：人類在認(rèn)知遺傳物質(zhì)的過程中發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)在染色體上，已知染色體當(dāng)中有DNA和蛋白質(zhì)，那么，遺傳物質(zhì)本質(zhì)有哪些可能性？問題二：為了進(jìn)一步研究染色體上哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)，可以采用哪種實驗方法進(jìn)行實驗？問題三：在實驗過程中怎樣把DNA和蛋白質(zhì)分離？問題四：怎樣來標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)？問題五：實驗步驟應(yīng)當(dāng)怎樣設(shè)計，需要觀察和測量哪些指標(biāo)？借助問題情境的形式，讓學(xué)生開展實驗，進(jìn)行推論，最終得到結(jié)論，掌握DNA是遺傳物質(zhì)這一知識點。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中不斷思考，理性思維不斷得到鍛煉。

四、化繁為簡，培養(yǎng)抽象建模能力

生物學(xué)模型是簡化復(fù)雜生命想象、闡述生物活動原理的重要方式之一。建模的過程也是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的重要方法之一。在高中生物教學(xué)中，教師要從生物學(xué)的核心出發(fā)，幫助學(xué)生認(rèn)識問題的本質(zhì)，讓學(xué)生學(xué)會建立理想化、簡單化的模型，培養(yǎng)抽象建模能力。

生物學(xué)涉及的模型構(gòu)建主要有三種：第一種，抽象概念模型。如生物學(xué)中常見的光合作用圖解、呼吸作用圖解，生物能量流動，這些都屬于基本的概念模型。教師要指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)過的生物學(xué)知識，分析植物的生理特點，把光合作用的過程和呼吸過程簡化，用圖解的方式解釋光合過程和呼吸過程中的生物化學(xué)反應(yīng)，從而幫助學(xué)生掌握這一部分知識。在這一過程中，學(xué)生通過分析抽象概念建立模型，使理性思維得到鍛煉。第二種，形象物理模型。通過形象的方法建立模型，如DNA分子雙螺旋模型就屬于這一種模型。在講解DNA的空間結(jié)構(gòu)時，教師可以借助雙螺旋模型幫助學(xué)生分析DNA的結(jié)構(gòu)特點，讓學(xué)生從空間結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析DNA的基本功能。在制作模型的過程中，學(xué)生通過直觀的形式觀察DNA分子的基本結(jié)構(gòu)并加深理解。第三種，數(shù)學(xué)模型。即用數(shù)學(xué)的形式建立模型，如孟德爾實驗、種群數(shù)量J型、S型曲線增長就屬于這種模型。在構(gòu)建模型的過程中，通過直觀的數(shù)字和量表來解釋生物學(xué)現(xiàn)象，學(xué)生會更好地理解和掌握生物教學(xué)的重點難點，理性思維也得到有效培養(yǎng)。

五、調(diào)動主觀意識，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力

創(chuàng)新思維能力指的是思維活動的創(chuàng)造意識和創(chuàng)新精神。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，教師要更關(guān)注學(xué)生的個體發(fā)展，尊重學(xué)生的個性，同時，在教學(xué)上與時俱進(jìn)，不斷完善教學(xué)模式，為學(xué)生營造自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵學(xué)生不斷創(chuàng)新，使學(xué)生不被所謂的標(biāo)準(zhǔn)答案所束縛。

例如，在筆者在教學(xué)《檢測生物組織中脂肪、糖類和蛋白質(zhì)》這一部分內(nèi)容時，一些學(xué)生在操作脂肪鑒定實驗時，對花生切片這一步驟進(jìn)行大膽創(chuàng)新，以刀片刮的形式取材。雖然方法與教材不同，但教師不要制止學(xué)生，而是要以此作為教學(xué)的契機(jī)，讓學(xué)生觀察分析這種與教材不同的制片方法會對最終的結(jié)果產(chǎn)生哪些影響？通過對比實驗，學(xué)生觀察得出結(jié)論，雖然用刀片刮的方式較為簡單，但是這種方法不能保證細(xì)胞的完整性，不利于實驗觀察。又如有的學(xué)生家里長輩患有糖尿病，學(xué)生想用還原糖的檢測試驗來加以驗證，并大膽提出設(shè)想，如果不加熱或加熱時長不夠，會對實驗造成什么影響呢？從而進(jìn)一步論證了實驗原理。高中生物課教學(xué)具有一定的開放性，在實驗過程中，教師要充分地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，把課堂交給學(xué)生，讓學(xué)生大膽探索，以培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

六、鼓勵大膽質(zhì)疑，培養(yǎng)批判思維能力

批判思維和創(chuàng)新思維具有一定的關(guān)聯(lián)性，需要學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識在理由充分邏輯嚴(yán)密的情況下勇于提出質(zhì)疑。學(xué)生獨立自主地思考探究，用事實說話。因此，教師要鼓勵學(xué)生不迷信權(quán)威，大膽質(zhì)疑，打破思維定式，用辯證思維發(fā)現(xiàn)問題解決問題，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。

例如，筆者在講授《植物生長素》時，通過生長素的發(fā)現(xiàn)得出植物具有向光生長的特性后，教師可以為學(xué)生提供一些生物現(xiàn)象，如向日葵被譽為追著陽光生長的生物，但植物兩側(cè)生長素含量幾乎無差。學(xué)生可根據(jù)溫特實驗針對此現(xiàn)象提出質(zhì)疑。學(xué)生還可以從彎曲面兩側(cè)生長素和抑制物質(zhì)的含量差異方面思考。教師也可以為學(xué)生準(zhǔn)備一些相關(guān)的研究資料以供學(xué)生作為分析依據(jù)，讓學(xué)生從多方面因素考慮。通過驗證得到結(jié)論，讓學(xué)生感悟生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)是質(zhì)疑和創(chuàng)新的批判辯證過程，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，全面提升學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

生物是一門對理性思維能力要求較高的學(xué)科，而理性思維也是學(xué)生學(xué)習(xí)和生活需要具備的思維能力，因此在高中生物教學(xué)中，教師要以學(xué)生為本，通過多種教學(xué)方式培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力，讓理性思維在生物學(xué)習(xí)中貫穿始終。

【參考文獻(xiàn)】

[1]彭興軍.關(guān)于理性思維培養(yǎng)的高中生物課堂教學(xué)簡析[J].教育觀察（下旬），2019（6）.

[2]侯興清.高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生理性思維的方法探討[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教學(xué)研究），2019（13）.

[3]馬曉昕.高中生物教學(xué)中有效培養(yǎng)學(xué)生理性思維的策略[J].文淵（中學(xué)版），2019（4）.

【作者簡介】張自斌（1979— ），甘肅山丹人，大學(xué)本科學(xué)歷，高級教師，研究方向為高中生物教育教學(xué)。

（責(zé)編 馬群耀）