高中生物學教學中學生理性思維能力的培養

王麗麗

(江蘇省高郵中學,江蘇 揚州 225600)

所謂“理性思維”是指人能夠對所發現的事物進行觀察、比較、分析以及總結的一種思維能力,要求人的思維方式合乎邏輯,能夠對所看到的事物或現象持有辯證的、批判的態度,為了驗證猜想、需求答案而形成明確的思維探究方向,能夠主動地搜集與整理證據,做到邏輯嚴謹地推理[1].對于高中生而言,他們的思維能力已經得到了較大程度上的發展,在高中階段的生物教學中滲透理性思維能力訓練的內容,符合高中生的思維發展規律,能夠促使學生更好地理解與內化所習得的學科知識,促進學生文化素養的形成.因此加強對理性思維能力培養的研究勢在必行,也是本文研究的重點所在.

1 理性思維能力的組成

理性思維是一種復雜的思維活動,主要由演繹與推理、歸納與概括、模型與建模、創新性思維、批判性思維組成,具體如下:

1.1 演繹與推理

演繹與推理主要是從一般到特殊的規則總結,演繹與推理思維的形成與生物學的學科特點相適應,相較于其他課程,生物學具有較強的邏輯性與復雜性,對于學生的嚴謹性思維以及推理性思維要求較高,需要學生經歷演繹與推理的過程,促進學生主動地尋求真相[2].

1.2 歸納與概括

同演繹與推理思維相比,歸納與概括的思維過程恰恰相反,是指從特殊到一般的思維過程,掌握歸納與概括的思維,有助于學生在生物學的學習中,從一個又一個的案例中概括出生物知識,做到知其然也知其所以然.

1.3 模型與建模

模型與建模思維能力的培養對于學生的生物學學習尤為重要,其是指學生能夠在生物學學習中理解相關的概念與定義,并建立相關的概念模型,促進學生對生命活動的理解,進一步探索并高度地概括出原理,促進學生問題解決能力的提升,達到舉一反三的效果.

1.4 創新性思維

創新性思維是指學生能夠在知識學習中,打破固有的思維模式,從不同的角度思考問題,探索問題解決的全新方式,得出具有創造性結論的思維模式.培養出具備創新性思維的人才是時代發展、社會進步的需求,在生物學的教學過程中,教師應鼓勵學生創新,不被所謂的標準答案束縛,敢于發出不同的聲音.

1.5 批判性思維

批判性思維是指學生在知識學習、事物的分析以及觀點的判斷中,能夠做到不盲目信任、不全盤接收,能夠從事實出發提出疑問,能夠對疑問做出客觀、合理的批判.建構主義理論中指出人的知識并非是與生俱來的,更不是依靠灌輸得來的,而是要依據自己的知識、經驗主動建構,能夠積極地思考與判斷、質疑與釋疑,加強對學生的批判性思維培養,有助于提升學生的思維高度[3].

2 高中生物學教學中的理性思維能力培養有效策略

2.1 創設教學情境,激活理性思維意識

情境創設教學模式能夠為學生營造出更具吸引力的課堂學習環境,也有助于教師的教學活動順利開展,將原本枯燥的、生澀難懂的生物學知識轉變為生動的、有趣的形式呈現在學生的眼前,可以促使學生在感知的刺激下,實現從感性思維到理性思維的過渡,激活高中生對生物學的學習興趣,為高中生全身心地參與生物學探究活動提供了動力,是促進高中生形成理性思維能力的基礎與前提[4].

以“種群的特征”一課教學為例,在這節課中需要學生掌握種群的空間特征以及數量特征,若是直接用語言進行講解,學生們對于種群的概念理解以及特征的掌握效果并不好,也無法幫助學生在種群特征的學習以及分析中獲得理性思維能力的發展.在課堂導入環節中,教師首先可以利用多媒體課件給學生展示一組圖片,分別是一塊均勻分布的田地、一塊隨機分布的雜草、一個集群分布的七星瓢蟲,讓學生通過對三個圖片內的種群個體組成特點進行對比,發現不同物體在空間中的位置狀態或布局特點,促使學生在視覺的直觀觀察中,理解種群分布的空間特征.接下來,教師可以提出問題:“我看到了12只七星瓢蟲,你認為12只七星瓢蟲數量是多還是少呢?”學生們剛剛聽到這個問題的時候,表示很疑惑,有的說“多”,有的說“少”,還有學生表示:“判斷數量的多少需要根據面積范圍而定”,由此,帶領學生從感性認知進入到了理性分析的層面上,想到判斷種群數量的多少需要考慮到“單位面積”或“單位體積”,教師可以繼續播放課件,給學生展示不同單位面積或單位體積上的種群數量,讓學生判斷種群數量的多少,促使學生在理性的分析中掌握種群的數量特征,激活學生的理性思維意識,學會站在理性的視角思考生物問題、分析生命現象.

2.2 借助思維導圖,建立理性思維框架

學生在生物學的學習中會發現,在生物世界時常會發生一些隨意事件,其中的一個影響因素或者是某個條件改變,所呈現出的結果會存在很大的差異,若是高中生不能系統地學習生物學知識,就會在遇到隨機事件時茫然無措,不能快速地從腦海中調取有用的知識信息,這是學生生物學思維薄弱的表現,體現了學生沒有建立系統化的理性思維框架.為了幫助學生系統化地學習生物學知識,建立完善的理性思維框架,教師可以以思維導圖作為教學工具,促使學生在思維導圖的引領下一步一步地完善理性思維框架,能夠讓高中生的生物學學習獲得事半功倍的效果.

如在“細胞增殖、分化、衰老和死亡”的這一單元學習中,許多學生對于“增殖”和“分化”的理解不夠深入,因此經常出現概念理解混淆的問題,為了解決學生在這一單元中遇到的學習問題,教師可以讓學生分別構建以細胞增殖、細胞分化為核心的思維導圖,從定義、意義、特點、主要方式等角度進行信息的搜集與整理,將繪制好的兩個思維導圖進行對比分析,可以幫助學生更為系統地掌握細胞增殖與分化的特點與意義,在對比分析中發現二者之間的不同之處,加深學生對細胞增殖與細胞分化的了解程度.學生在思維導圖的繪制以及對比分析中,建立了理性思維的框架,學會用科學的方法解釋細胞增殖、細胞分化的含義,有助于學生認識到生物學知識點之間存在的關聯性,促進學生建立完整的知識體系.

2.3 組織實驗活動,鍛煉理性思維能力

通過實驗探究活動的開展,可以為學生提供科學實踐的機會,引領學生在實驗現象的觀察、數據記錄、猜想與推理、分析與驗證中,獲得理性思維能力的發展.大量實踐研究表明,實驗的開展可以促進學生經歷演繹與推理的過程,因此教師在生物學實驗活動的組織與實施中,應讓學生明確實驗的目的,能夠掌握基本的生物學實驗操作流程與方法,通過實驗的方式驗證猜想,在對實驗現象以及數據信息的嚴謹分析、推理中,總結一般規律[5].

例如,教師組織“綠葉中色素的提取與分離”實驗,建立了實驗合作學習小組,要求各個小組成員在課前準備好實驗所需的材料,分別為新鮮的綠葉、定性濾紙、無水乙醇、層析液等,在實驗活動開展之前,教師可以先示范操作,讓學生掌握此次實驗的基本操作步驟是:(1)提取綠葉中的色素;(2)制備濾紙條;(3)畫濾液細線;(4)分離綠葉中的色素;(5)觀察與記錄;(6)得出實驗結果,同時還要求學生掌握不同實驗材料的功能,如SiO2可以使碾磨更加充分,CaCO3能夠防止色素被破壞,無水乙醇是成功提取色素的主要材料,讓學生經歷實驗猜想、動手操作、推理驗證、歸納總結的全過程,促進學生獲得演繹與推理、歸納與概括等理性思維能力的發展,能夠以理性的思維看待實驗現象,學會用科學的方法得出結論,培養學生形成科學思維.

2.4 借助科學史實,樹立敢于質疑權威精神

理性思維能力的培養不能僅僅局限于科學思維的培養上,更不可將理性思維能力培養的目標定義在只提升學生解題能力方面,更為重要的是發展學生形成批判與質疑的精神.在信息社會快速發展的背景下,學生們接觸信息的渠道增加,如何理性地甄別信息的真偽是學生必須要具備的能力.在高中生物學的教學中,教師應肩負起責任,能夠指導學生站在理性思維視角,形成敢于質疑權威的精神,形成客觀、公正的品質,認識到每一個科學成果的研究與發現都是生物學家對前人觀點的質疑,再經過深入的思考與改進,才能夠推進生物學領域的不斷發展.

例如,在課堂教學中教師可以搜集一些我國生物學家研究出的重大成果,在教學過程中給學生分析一些生物學家研究的過程以及研究成果.比如,我國在雜交育種和基因工程領域獲得了突出的成果,被譽為雜交水稻之父的袁隆平先生用自己多年的研究成果,打破了“水稻不能雜交”的解困,解決了我國糧食短缺的重大難題,讓14億人可以吃上飽飯;在基因工程的領域,我國科學研究團隊經過不懈的努力,研發出了全球首例合成牛胰島素,與此同時還成功地研發了轉基因棉,擊碎了“牛胰島素無法合成”的言論,不僅對于我國各行業的發展起到了重要的推動作用,也轟動了全球.無論是袁隆平先生還是參與牛胰島素合成研究的工作人員,對于前人的研究成果以及言論都持有質疑、批判的態度,并用自己的行動證實了自己的觀點,用“真相”打敗“權威”.教師要帶領學生了解科學史實,受到科學精神上的感染,樹立敢于質疑的意識,形成批判思維能力.