生物教学中学生理性思维的训练策略——以“水中的藻类植物”为例

□杨 玲

（无锡市清名桥中学，江苏无锡 214023）

理性思维是一种认知技能。作为一项技能，理性思维自然不会凭空而来，而是需要在不断练习中提升。根据心理学家发现的“一万小时定律”[1]（精通一项技能，需要大约一万小时的强化和结构化的练习），要帮助学生提高理性思维能力,教师必须改进教学活动，改变“活动有余、思维不足”的现状，让学生在活动中锻炼理性思维。本文以苏科版《生物学》七年级下册第10章第2节“水中的藻类植物”为例，说明如何在生物课堂中训练学生的理性思维。

一、在探究和推断中发展思维

【教学内容】观察水绵

【活动背景】课前让学生去池塘、沟渠等处采集水绵。学生在水池或水沟中，采集到了很多丝状体构成的大型成片的绿色藻类植物，他们认为这些都是水绵。但事实上，这里面有两种植物，分别是水绵和刚毛藻，它们都是长筒状细胞构成的丝状体，生活环境相同，又都形成大型团块状，因此容易混淆。

【活动设计】

活动1：观察

将采集到的水绵和刚毛藻放在不同的烧杯中，分别编号为材料1和材料2，开展系列观察活动。

观察活动1：用手触摸一下，记录你的感觉。

观察活动2：用放大镜观察，比较两种植物的外形。

观察活动3：制作成临时装片，用显微镜观察两种植物的叶绿体，比较它们的不同。

让学生在观察的同时，将观察到的现象记录如表1。

表1 观察记录

活动2：自主学习

自主阅读教材第49页第三节和图10-11水绵的结构模式图，归纳出水绵的结构特点。

学生通过自主学习，总结出水绵的结构特点如下：①细胞呈长筒状；②叶绿体绿色带形，呈螺旋状；③叶绿体中含有叶绿素，能够进行光合作用。

活动3：推断

根据活动1和2的学习成果，自行推断材料1和材料2中哪一个是水绵。

学生根据观察记录和自主学习成果，很容易推断出材料1为水绵，也对水绵的特点有了更进一步的了解。

格拉瑟在探讨教育与思维的著作中提到：“在教授思维方法时，学生与课程之间需要建立起一种联系，知识和技能要成为质疑、探究和推断的对象。”[2]在这个活动中，水绵这一植物就变成了质疑、探究和推断的对象，学生不是在单纯地观察，而是在观察中不断地思考，发展了理性思维。

二、在讨论和辨析中训练思维

【教学内容】藻类植物与人类生活的关系

【训练方法】

香港大学的思维课程教材《批判性思维与创造力：越思考越会思考》[3]中，提出了一种简单实用的方法——“好思维四部曲”。遵循该方法，当遇到观点时我们要养成思考以下四个基本问题的习惯，如表2所示。

表2 好思维四部曲

续表

表2中的问题看似简单，在实际运用中却很有效，因为它们为我们提供了一个很好的分析框架。

【活动设计】

讨论活动1：该想法的含义是什么？

这一步是要弄清楚关键概念，这样我们才能够更清晰地理解该观点。而这个观点的关键概念是藻类植物，因此，教师组织的讨论主题是：“藻类植物”是指什么？哪些植物属于藻类植物？

学生通过讨论得出结论：藻类植物结构简单，有单细胞的，也有多细胞的；无根、茎、叶等器官的分化；细胞里有叶绿体，能进行光合作用；大多生活在水中。除了常见的水绵、海带、紫菜等，还有很多浮游藻类。

讨论活动2：有多少支持和反对的理由？

让学生尽可能列出支持和反对该观点的所有理由。

学生支持的理由包括：藻类植物能进行光合作用，制造有机物，释放氧气，空气中70%的氧气由藻类植物来提供；海带、紫菜、裙带菜等可食用；从藻类植物中提取的碘褐藻胶、琼脂等可供工业、医药上使用；有些藻类植物可以净化污水，改善水质。

反对的理由包括：藻类植物过度繁殖，会给人类带来危害，如形成赤潮。国内外大量研究表明，浮游藻是引发赤潮的主要生物，有70多种还能产生毒素。它们分泌的毒素有些可直接导致海洋生物大量死亡，有些甚至可以造成人类食物中毒。

在这个活动中，统计理由的数量是一个好办法。比如，有四个赞成的理由和两个反对的理由。另外，一定要引导学生从正反两个方面思考问题：即使你认为藻类植物越多越好，也应该尽最大的努力去提出反论证，这样你才能够更深刻地理解自己的立场。

讨论活动3：思考该问题是否重要。

为了帮助学生理解这个问题的重要性，教师给出了如下的讨论题：①如果水体中到处都是藻类植物，世界会有什么不同？②与其他问题譬如空气污染、对森林的乱砍滥伐相比，这个问题有多重要？

讨论活动4：可待进一步思考的问题。

教师可以组织学生讨论与此观点相关的问题或者由学生提出疑问，例如：①如果在藻类植物的范围中去除浮游藻类是否会给答案带来影响？②如果将藻类植物换成其他植物类群呢，是不是越多越好？

显然，在这样的活动中，重要的不是问题的答案，而是产生答案的过程中学生思维的碰撞和发展。“四部曲”虽然只包含了四个非常简单的问题，却能帮助学生从不同的角度进行深入的剖析，从而训练思维技能。

三、在实践和探索中提升思维

【教学内容】水绵能够进行光合作用

【活动背景】让学生在晴天的中午和傍晚分别观察采集来的水绵，记录现象。学生发现：中午的时候有很多水绵会浮到水面上来，而傍晚的时候一般沉在水底。

【活动设计】

活动1：观察水绵在水中的位置和水绵中气体的关系

学生发现：中午水绵浮到水面上来时，丝状物间充满了气体，而傍晚沉在水底时气体减少很多。

活动2：探究丝状物间气体是什么

教师指导学生收集气体并验证，发现这些气体是氧气。

活动3：讨论出现这种现象的原因

结合观察和讨论，学生得出结论：晴天中午，光线充足，水绵进行光合作用，释放了大量的氧气，这些氧气聚集在一起，使水绵的密度减小，水绵就浮到水面上去了。而到了下午，由于氧气被消耗，水绵丝状物间气体减少，所以水绵又会慢慢从水面沉下去。

活动4：解决问题

让学生用学到的知识进一步解释生活实际问题：鱼塘中的水绵大量繁殖时，常造成鱼苗困陷并窒息，成为一种鱼害。养鱼人除去水绵的方法之一就是泼洒黄泥浆，搅动底泥，降低水体透明度，从而使水绵大量死亡。思考这样做成功的原因。

结合刚刚得出的结论，学生很容易就会发现：水绵是因为缺乏光照，无法进行光合作用而死亡。这样的活动，与实践和生活实际相结合，学以致用，进一步提升了学生的思维能力。

四、在总结和归纳中强化思维

【教学内容】总结学习内容

【活动设计】自己整理本节课所学知识点，归纳总结，以文字和图片形式完成总结。

【作业展示】如图1和图2所示。

图1

图2

学生在整理、总结和归纳的过程中，不仅巩固了所学知识，而且深入理解了知识点间的联系，使之成为一个整体，更是强化了理性思维。

我们应当让理性思维成为生物课堂的一个自然习惯、一种学习方式，而不是偶尔的行为，让思维真正在课堂中生长！