高中生物学教学中学生理性思维能力的培养

王丽丽

(江苏省高邮中学,江苏 扬州 225600)

所谓“理性思维”是指人能够对所发现的事物进行观察、比较、分析以及总结的一种思维能力,要求人的思维方式合乎逻辑,能够对所看到的事物或现象持有辩证的、批判的态度,为了验证猜想、需求答案而形成明确的思维探究方向,能够主动地搜集与整理证据,做到逻辑严谨地推理[1].对于高中生而言,他们的思维能力已经得到了较大程度上的发展,在高中阶段的生物教学中渗透理性思维能力训练的内容,符合高中生的思维发展规律,能够促使学生更好地理解与内化所习得的学科知识,促进学生文化素养的形成.因此加强对理性思维能力培养的研究势在必行,也是本文研究的重点所在.

1 理性思维能力的组成

理性思维是一种复杂的思维活动,主要由演绎与推理、归纳与概括、模型与建模、创新性思维、批判性思维组成,具体如下:

1.1 演绎与推理

演绎与推理主要是从一般到特殊的规则总结,演绎与推理思维的形成与生物学的学科特点相适应,相较于其他课程,生物学具有较强的逻辑性与复杂性,对于学生的严谨性思维以及推理性思维要求较高,需要学生经历演绎与推理的过程,促进学生主动地寻求真相[2].

1.2 归纳与概括

同演绎与推理思维相比,归纳与概括的思维过程恰恰相反,是指从特殊到一般的思维过程,掌握归纳与概括的思维,有助于学生在生物学的学习中,从一个又一个的案例中概括出生物知识,做到知其然也知其所以然.

1.3 模型与建模

模型与建模思维能力的培养对于学生的生物学学习尤为重要,其是指学生能够在生物学学习中理解相关的概念与定义,并建立相关的概念模型,促进学生对生命活动的理解,进一步探索并高度地概括出原理,促进学生问题解决能力的提升,达到举一反三的效果.

1.4 创新性思维

创新性思维是指学生能够在知识学习中,打破固有的思维模式,从不同的角度思考问题,探索问题解决的全新方式,得出具有创造性结论的思维模式.培养出具备创新性思维的人才是时代发展、社会进步的需求,在生物学的教学过程中,教师应鼓励学生创新,不被所谓的标准答案束缚,敢于发出不同的声音.

1.5 批判性思维

批判性思维是指学生在知识学习、事物的分析以及观点的判断中,能够做到不盲目信任、不全盘接收,能够从事实出发提出疑问,能够对疑问做出客观、合理的批判.建构主义理论中指出人的知识并非是与生俱来的,更不是依靠灌输得来的,而是要依据自己的知识、经验主动建构,能够积极地思考与判断、质疑与释疑,加强对学生的批判性思维培养,有助于提升学生的思维高度[3].

2 高中生物学教学中的理性思维能力培养有效策略

2.1 创设教学情境,激活理性思维意识

情境创设教学模式能够为学生营造出更具吸引力的课堂学习环境,也有助于教师的教学活动顺利开展,将原本枯燥的、生涩难懂的生物学知识转变为生动的、有趣的形式呈现在学生的眼前,可以促使学生在感知的刺激下,实现从感性思维到理性思维的过渡,激活高中生对生物学的学习兴趣,为高中生全身心地参与生物学探究活动提供了动力,是促进高中生形成理性思维能力的基础与前提[4].

以“种群的特征”一课教学为例,在这节课中需要学生掌握种群的空间特征以及数量特征,若是直接用语言进行讲解,学生们对于种群的概念理解以及特征的掌握效果并不好,也无法帮助学生在种群特征的学习以及分析中获得理性思维能力的发展.在课堂导入环节中,教师首先可以利用多媒体课件给学生展示一组图片,分别是一块均匀分布的田地、一块随机分布的杂草、一个集群分布的七星瓢虫,让学生通过对三个图片内的种群个体组成特点进行对比,发现不同物体在空间中的位置状态或布局特点,促使学生在视觉的直观观察中,理解种群分布的空间特征.接下来,教师可以提出问题:“我看到了12只七星瓢虫,你认为12只七星瓢虫数量是多还是少呢?”学生们刚刚听到这个问题的时候,表示很疑惑,有的说“多”,有的说“少”,还有学生表示:“判断数量的多少需要根据面积范围而定”,由此,带领学生从感性认知进入到了理性分析的层面上,想到判断种群数量的多少需要考虑到“单位面积”或“单位体积”,教师可以继续播放课件,给学生展示不同单位面积或单位体积上的种群数量,让学生判断种群数量的多少,促使学生在理性的分析中掌握种群的数量特征,激活学生的理性思维意识,学会站在理性的视角思考生物问题、分析生命现象.

2.2 借助思维导图,建立理性思维框架

学生在生物学的学习中会发现,在生物世界时常会发生一些随意事件,其中的一个影响因素或者是某个条件改变,所呈现出的结果会存在很大的差异,若是高中生不能系统地学习生物学知识,就会在遇到随机事件时茫然无措,不能快速地从脑海中调取有用的知识信息,这是学生生物学思维薄弱的表现,体现了学生没有建立系统化的理性思维框架.为了帮助学生系统化地学习生物学知识,建立完善的理性思维框架,教师可以以思维导图作为教学工具,促使学生在思维导图的引领下一步一步地完善理性思维框架,能够让高中生的生物学学习获得事半功倍的效果.

如在“细胞增殖、分化、衰老和死亡”的这一单元学习中,许多学生对于“增殖”和“分化”的理解不够深入,因此经常出现概念理解混淆的问题,为了解决学生在这一单元中遇到的学习问题,教师可以让学生分别构建以细胞增殖、细胞分化为核心的思维导图,从定义、意义、特点、主要方式等角度进行信息的搜集与整理,将绘制好的两个思维导图进行对比分析,可以帮助学生更为系统地掌握细胞增殖与分化的特点与意义,在对比分析中发现二者之间的不同之处,加深学生对细胞增殖与细胞分化的了解程度.学生在思维导图的绘制以及对比分析中,建立了理性思维的框架,学会用科学的方法解释细胞增殖、细胞分化的含义,有助于学生认识到生物学知识点之间存在的关联性,促进学生建立完整的知识体系.

2.3 组织实验活动,锻炼理性思维能力

通过实验探究活动的开展,可以为学生提供科学实践的机会,引领学生在实验现象的观察、数据记录、猜想与推理、分析与验证中,获得理性思维能力的发展.大量实践研究表明,实验的开展可以促进学生经历演绎与推理的过程,因此教师在生物学实验活动的组织与实施中,应让学生明确实验的目的,能够掌握基本的生物学实验操作流程与方法,通过实验的方式验证猜想,在对实验现象以及数据信息的严谨分析、推理中,总结一般规律[5].

例如,教师组织“绿叶中色素的提取与分离”实验,建立了实验合作学习小组,要求各个小组成员在课前准备好实验所需的材料,分别为新鲜的绿叶、定性滤纸、无水乙醇、层析液等,在实验活动开展之前,教师可以先示范操作,让学生掌握此次实验的基本操作步骤是:(1)提取绿叶中的色素;(2)制备滤纸条;(3)画滤液细线;(4)分离绿叶中的色素;(5)观察与记录;(6)得出实验结果,同时还要求学生掌握不同实验材料的功能,如SiO2可以使碾磨更加充分,CaCO3能够防止色素被破坏,无水乙醇是成功提取色素的主要材料,让学生经历实验猜想、动手操作、推理验证、归纳总结的全过程,促进学生获得演绎与推理、归纳与概括等理性思维能力的发展,能够以理性的思维看待实验现象,学会用科学的方法得出结论,培养学生形成科学思维.

2.4 借助科学史实,树立敢于质疑权威精神

理性思维能力的培养不能仅仅局限于科学思维的培养上,更不可将理性思维能力培养的目标定义在只提升学生解题能力方面,更为重要的是发展学生形成批判与质疑的精神.在信息社会快速发展的背景下,学生们接触信息的渠道增加,如何理性地甄别信息的真伪是学生必须要具备的能力.在高中生物学的教学中,教师应肩负起责任,能够指导学生站在理性思维视角,形成敢于质疑权威的精神,形成客观、公正的品质,认识到每一个科学成果的研究与发现都是生物学家对前人观点的质疑,再经过深入的思考与改进,才能够推进生物学领域的不断发展.

例如,在课堂教学中教师可以搜集一些我国生物学家研究出的重大成果,在教学过程中给学生分析一些生物学家研究的过程以及研究成果.比如,我国在杂交育种和基因工程领域获得了突出的成果,被誉为杂交水稻之父的袁隆平先生用自己多年的研究成果,打破了“水稻不能杂交”的解困,解决了我国粮食短缺的重大难题,让14亿人可以吃上饱饭;在基因工程的领域,我国科学研究团队经过不懈的努力,研发出了全球首例合成牛胰岛素,与此同时还成功地研发了转基因棉,击碎了“牛胰岛素无法合成”的言论,不仅对于我国各行业的发展起到了重要的推动作用,也轰动了全球.无论是袁隆平先生还是参与牛胰岛素合成研究的工作人员,对于前人的研究成果以及言论都持有质疑、批判的态度,并用自己的行动证实了自己的观点,用“真相”打败“权威”.教师要带领学生了解科学史实,受到科学精神上的感染,树立敢于质疑的意识,形成批判思维能力.