生物实验教学如何培养学生的理性思维

张坤 平亚茹

随着新课程改革的不断深入，以探究为主体的生物实验教学模式和科学的理性思维的培养方式将成为生物教师的共识。在生物实验教学中，教师应针对学生的实际情况，精心设计、周密安排、科学引导，让学生在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律、讨论质疑等主动参与的学习过程中，學得生物学知识，培养动手能力、实践能力和创新意识，形成理性思维，全面提高科学素养。特别需要渗透对理性思维能力的培养，使学生更加注重学科研究方法和研究过程，理性获取信息，重视实证、逻辑和推理，鼓励质疑，使学生能有独立做出自主选择和判断的能力。同时也倡导让学生在学习的过程中获得更多的直接体验，学会在大量信息面前能够用科学严谨的态度和方法，冷静进行逻辑分析和比较思考，初步具备理性思考的能力。

1.创设情景启发学生提出问题，激活学生的理性思维能力

理性思维能力培养的第一阶段是学生提出有意义的问题的能力形成阶段。因为问题能使学生在心理上产生求知的冲动，促进其积极自主地思考。爱因斯坦曾说过，提出一个问题往往比解决一个问题更重要，这需要创造性的想象力。所以，问题是学生思维活动的源头，是主动学习的基础，是思考的起点。思考首先要有观察经验，教师创设问题情景，启发学生积极思考，自主提出问题。学生依据已有的知识与观察经验，根据自己的兴趣与爱好提出该情景下可研究的多个问题，通过层层递进的问题序列，理性判断问题的可研究价值，提高学生将问题转变成可研究的课题的能力。

例如，在“植物蒸腾作用的数学建模”探究实验活动中，教师首先提出问题“什么是蒸腾作用”“提到蒸腾作用你会想到什么”“蒸腾过程中有哪些因素的参与”，帮助学生回忆已有知识经验。学生此时会联想到关于蒸腾作用的一些知识碎片，而后通过比较、归纳、综合的理性思维过程，将相关知识联系起来分析问题。随后，教师引导学生提出自己的问题“你认为不同的植物蒸腾作用是否一样”“蒸腾作用会受到哪些环境因素的影响”，使学生将问题微观化、细致化，逐步发展为具有研究意义的课题，同时做出实验假设。在此过程中，学生会提出如“环境湿度是否影响植物的蒸腾作用”“气孔形态是否决定蒸腾作用的强弱”等具体的问题，并分析它们的可研究性，确定最终的研究课题，同时做出初步的实验假设。这样可逐步使学生学会多发现问题、提出问题和思考问题，并运用理性思维分析问题。

2.组织学生寻找证据，设计探究实验解决问题

理性思维能力培养的第二阶段是鼓励学生寻找支持假设的证据，并通过科学实验的方式对该假设进行验证，促进解决问题的能力形成的阶段。学生做出假设要有证据支持，教师要教会学生用事实支撑假设。证据的来源是对资料的查找与整合，通过第二阶段的教学，学生能逐步具备收集资料证据、形成依据证据、做出假设的能力，并自主设计实施探究实验，增强假设的可验证性。

如“植物蒸腾作用的数学建模”探究实验活动，采用小组合作学习的方式，分组选题并设计实验方案。学生通过组内合作的形式展开讨论，共同协商可以选择的课题和方法。这样，每一位学生在参与小组讨论的过程中都能充分认识到他人的长处。学生思维的深度和广度不同，组内成员在一次次的思维碰撞之后，往往会对问题产生新的理解，可以相互弥补考虑不周全之处，从不同角度、方向、方面，运用多种方法来解决问题，从而使学生更加善于概括归类，善于抓住事物的本质和规律，系统思考和理解问题，具有更强的解决问题的能力。通过这一阶段的教学，学生不仅能在合作学习中运用理性思维分析证据，也提高了设计完整实验并实施的能力。

3.依据实证进行逻辑推理，鼓励学生质疑和创新

理性思维能力培养的第三阶段是学生依据实验操作的结果证据，缜密进行逻辑分析，促进创新及求异的能力形成的阶段。在这一阶段，学生可直接参与并体验证据的生成过程，通过自主实验收集第一手的过程性证据，并分析证据，初步得出实验结论。教师要在实验教学这一过程中给予学生充分指导，帮助学生克服探究中遇到的各种困难，发现学生的进步并及时表扬和鼓励。无论实验结果如何，教师都要引导学生学会概括总结和综合性反思，鼓励学生大胆做出自己的判断，提出个人见解，培养学生的创造性思维和逻辑性思维能力。通过创设实验后小组汇报的氛围，相互交流体会，传递经验，汲取他人智慧，同时进行质疑与答辩，鼓励创新与新问题的发现。这样，学生初步具有批判性的评价能力和分析各种观点的能力，能够独立对某些结果和现象做出自己的判断，并运用方法与技巧对这些判断进行论证和阐述，培养学生用科学严谨的态度得出结论的理性思维能力。

如“植物蒸腾作用的数学建模”探究实验活动中，研究“环境湿度是否影响植物蒸腾作用”这一小组实验了不同种类的植物，期间拍摄了大量的照片及影像资料，发现环境湿度大时，植物气孔张开程度小。对此，他们又提出了新的研究问题“空气湿度与植物气孔开闭程度之间的关系”，并设计方案进行实验。通过这一阶段的实验，学生不仅能进一步提高设计实验方案的能力，同时也锻炼了思维技能和总结交流的能力。部分学生在活动中逐渐形成了运用理性思维思考问题的习惯，分析问题时证据意识强，语言表达时逻辑性强，能独立形成自己的观点，对事物做出自己的判断。

教师应充分利用好实验教学中的每一环节与过程，主动激发学生去观察、思考、实践，指导他们尝试探索，发现问题，解决问题。引导学生愿意思考，学会思考，养成依据证据、逻辑缜密的理性思维习惯，实现生物学科的培养目标和价值，提高学生的科学素养、实践能力和创新精神，同时更新教师的教学观念，确立全新的教育教学理念，有利于教学质量的全面提高。

编辑 _ 于萍