开展研究性学习，培养学生理性思维

荆永涛+王海

新一轮的课程改革把学科核心素养置于课程目标的重要地位。生物学核心素养由4个要素组成：生命观念、理性思维、科学探究、社会责任。这四个要素是统一的整体：生命观念是生物学核心素养的基础和支柱；生命观念的形成过程中离不开理性思维和科学探究；理性思维和科学探究互为倚重，理性思维是科学探究的重要内涵，科学探究是理性思维的实证过程；在形成生命观念、进行理性思维和科学探究的过程中，最终形成一定的社会责任意识。在高中生物学教学中，教师可通过开展研究性学习活动达到培养理性思维的目的。

1 理性思维的定义

理性思维是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式，是一种有明确的思维方向，有充分的思维依据，能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的思维。高中阶段主要培养的学生的理性思维有归纳、演绎、类比、建模等。

1.1 归纳与演绎

归纳和演绎都是一种推理和思维方式，前者在个别中发现一致，后者在一般中发现个例。归纳与演绎的实质表明，它们是两个方向相反的认识方法，既是对立的又是统一的。人们对事物的认识往往从个别开始，然后扩展到一般，再从一般进一步认识个别。一些概念的形成就是归纳的结果，对这些概念进行检验和运用体现了演绎的思维方法。

1.2 建立模型

建模是为了理解事物，从而对事物所作出的一种抽象。生物学中的模型有物理模型、数学模型和概念模型。从广义来看，概念的建构过程就是建立模型的过程，概念的形成就是模型的形成过程；从狭义来看，建模是研究系统的重要方式，凡是用模型描述系统的因果关系或相互关系的过程都属于建模。

1.3 类比推理

类比推理是科学研究中常用的方法，是从特殊推向特殊的推理，也是根据两个或两类对象部分相同的属性，从而推出它们的其他属性也相同的推理。简称类推、类比。如声和光有不少属性相同：直线传播，有反射、折射和干扰等现象，由此推导出：既然声有波动性质，光也有波动性质。这就是类比推理。

2 科学探究的定义

科学探究强调的是学习和研究的一种方式，同时也是一种学习科学知识、发展理性思维、形成科学态度和精神的过程。科学探究是一种综合的能力，其本质是提出问题和解决问题，其核心内涵包括探究的问题、方法、过程、结果和交流，以及科学态度和精神。学科教学中的科学探究一般包括提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流等环节。

3 在概念教学中，培养学生科学探究能力和理性思维的教学策略

关于概念教学，很多教师还只知道“概念获得”的理念，该理念强调对概念和事实的片面记忆，忽视对概念的深刻理解。那么如何实现概念的有效教学呢？通过开展探究性教学活动，教师可以有效帮助学生改变他们错误的前科学概念，达到建构正确科学概念的目标。建构生物学概念时，离不开观察、实验、调查、比较、分类、归纳、演绎、分析与综合等多种科学方法。在此过程中，教师既可以让学生体验概念建构的过程，加深对概念的理解，又能培养学生理性思维。

3.1 归纳和演绎举例

归纳法常用于促进学生建构新概念，这需要教师呈现或组织学生收集具有代表性、多样化的具体材料。演绎法则指在概念学习之后，学生将概念应用到具体情境的问题中。时至今日仍有部分教师习惯在概念教学初期采用演绎推理的方法；但这种“结论+演绎”式的概念教学是灌输式教学的典型做法，不利于培养学生主动获取和学习概念的本质属性。例如，关于“原核细胞”的学习，教师不宜先给出其定义，然后再通过细菌、蓝藻来讲解、举证；而应先呈现细菌、蓝藻、支原体的细胞模式图，让学生比较、辨别，最后归纳出三者之间的共同属性。而概念的应用可以安排在“真核细胞”学习之后，通过对大肠桿菌、酵母菌、叶肉细胞和小肠绒毛上皮细胞结构示意图的识别、比较与分类，让学生在问题解决中成功应用概念。

3.2 类比举例

事理类比是最常见的类比形式，通过师生对话，激励和引导学生从自己的生活经验出发进行类比。例如，“细胞的减数分裂过程”是一个教学难点，教师的反复讲解、动画的演示、图像的识别仍不能让学生越过这道“坎”。那就不妨向学生讲一段“牛郎织女鹊桥会”的故事：每年七月初七，牛郎和织女在鹊桥上相会互换信物最终又分离。接着，话锋一转进行类比说理：同源染色体就好比牛郎织女，在减数第一次分裂中它们互相联会，发生互换，然后再相互分离。这样熟悉而动人的故事，让学生非常容易地理解减数第一次分裂中染色体的主要变化——联会、互换与分离。经过上述类比，学生茅塞顿开，这就是类比的魅力。有研究者提出的类比教学法基本步骤为：介绍目标概念——回顾类比物——识别两者之间的相似性——类比映射——指出非类比性——得出科学概念。

3.3 模型建构举例

“倡导探究性学习”是新课程的基本理念，而模型构建本身也是一种科学探究活动。模型构建是一种常见的高中生物教学方式，模型建构的一般步骤是先给出学生需要完成的任务，再让学生自主探究，完成模型构建。如在减数分裂的概念教学中，教师事先准备好减数分裂整个过程的若干图片，让学生按照减数分裂各个阶段的特征为模型进行排序，标出发生同源染色体分离、非同源染色体自由组合、非姐妹染色单体交叉互换的阶段。该教学活动有利于学生从不同视角了解分裂过程、掌握分裂特点、运用分裂规律，注重思维方式的训练，提升了学生的生物学素养。

4 结语

探究性教学活动有利于培养学生的理性思维，提高沉重的探究能力。通过研究性学习的实践，激发了学生自由创新的热情，培养了学生独立思考、探究新事物的科学精神，同时提高了学生协作能力和社会交际能力，正好填补了课堂教学的不足。

参考文献：

吴成军.初中生物学科学方法体系的建构及其教学建议[J].中学生物教学，2014（10）：4.