理性思維在高中生物教學中的培養(yǎng)探討

涂珊珊

高中生物核心素養(yǎng)是高中生在生物課的學習過程中，形成的生命學科的核心素養(yǎng)，是生物學科方面關(guān)注個人和社會的必備品格及關(guān)鍵能力?，F(xiàn)行的高中生物課程改革，將發(fā)展學生生物學核心素養(yǎng)定義為追求的目標，高中生物學核心素養(yǎng)是由生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四大塊組成。

生命觀念在生物學核心素養(yǎng)中處于基礎(chǔ)和支柱地位，它的形成與理性思維和科學探究密不可分?？茖W探究可對理性思維進行實證，而理性思維又是科學探究的組成部分。因此，在利用理性思維進行科學探究的過程中，學生能逐漸形成生命觀念，進而形成一定的社會責任意識。所以，在生物教學中，學生理性思維的培養(yǎng)尤為重要。

理性思維是在邏輯推理基礎(chǔ)上對事物和問題進行分析、比較、綜合、抽象和概括的思維。這就包括演繹推理、模型建構(gòu)、批判性思維、歸納與概括等。在生物學科方面，人們經(jīng)常運用理性思維解釋現(xiàn)象，論證生物學科的現(xiàn)象和問題。

1 演繹和推理思維能力的培養(yǎng)

演繹推理也是高中生物的一種基本思維方式。高中生物關(guān)于科學史和實驗的教學，都離不開演繹推理能力的運用。我國邏輯學界關(guān)于普通邏輯演繹推理有三種比較流行的定義，楊樹森先生將演繹推理定義為：演繹推理就是根據(jù)前提判斷的邏輯性質(zhì)推出必然性結(jié)論的推理。 陳尚文認為演繹推理是前提與結(jié)論間有充分條件或充分必要條件聯(lián)系的必然性推理。學者李丹在演繹推理方面的研究貢獻巨大，他們的研究表明演繹推理能力的發(fā)展是隨著年齡的發(fā)展而發(fā)展的，其中在初中升入高中時演繹推理能力有一次大的飛躍，在高中階段會達到成熟的程度。

在高中階段，培養(yǎng)學生的“演繹推理思維能力”可采取以下策略：第一，利用課堂教學培養(yǎng)學生“演繹推理思維能力”。教師在生物的教學過程中，應(yīng)改變傳統(tǒng)的單一的講授教學模式，靈活的運用多種教學方法，創(chuàng)設(shè)學習情境，讓學生樂于利用已有知識進行演繹推理。除了講授法，還可以采用學生討論法，讓學生相互補充、相互促進，完善演繹推理過程，促進思維發(fā)展;還可以利用任務(wù)驅(qū)動法，給學生布置將一般知識和原理推廣到具體問題當中的任務(wù)，讓學生在課下查找相關(guān)資料，完善相關(guān)知識內(nèi)容;或者通過多媒體教學豐富教學內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)學習情境，進行延伸教學等。第二，利用實驗教學培養(yǎng)學生“演繹推理思維能力”。在生物實驗教學中，學生動手實驗，會面臨很多意想不到的問題，更容易引發(fā)學生的思考。因此，在生物學實驗教學中，應(yīng)該注重學生演繹推理思維的養(yǎng)成。譬如，教學中可以引導學生思考更換實驗材料的可行性，更換之后的效果會怎樣，為什么一定要這樣的實驗步驟，是否可以做出一定的調(diào)整等，然后在條件允許的情況下讓學生實施改進的實驗，以檢驗自己的分析是否正確合理。第三，以生物科學史教學培養(yǎng)學生“演繹推理思維能力”。在平時的教學中，學生也會提出很多比較有價值的問題，利用問題來教學是一個很好的方法。這些問題應(yīng)該多以開放性問題為主，以啟發(fā)學生的思考。第四，講解練習教學培養(yǎng)學生“演繹推理思維能力”，啟發(fā)學生將生物知識、生物規(guī)律應(yīng)用于學習和生活中，以利于“演繹推理思維能力”的培養(yǎng);第六，在復習教學中培養(yǎng)學生“演繹推理思維能力”，通過對舊知識的回顧整理甚至是反思，對學習不足的地方尤其可以推理演繹，完善知識體系，培養(yǎng)理性思維能力。

2 模型和建構(gòu)思維能力的培養(yǎng)

關(guān)于模型的描述，可以是定性或定量的。模型可借助于物或其他形象化的手段，也可利用抽象形式進行表達。生物學中的模型是生命世界在頭腦中的反映，是人們認識生命世界和闡明生命活動原理的重要途徑。

人們用科學模型的研究方式來了解客體的性能和規(guī)律，用模型來獲取、拓展對于事物認知的方式，這就是科學研究中常用的模型方法。所以，建立模型就是思維與行為相統(tǒng)一的過程。生物教學應(yīng)用生物模型建構(gòu)的方法對培養(yǎng)學生的發(fā)散思維起到積極的作用。高中生物學中的模型主要有：物理模型、數(shù)學模型、概念模型。教師可以用引導學生模型建構(gòu)方式來培養(yǎng)學生的模型和建構(gòu)思維能力。不同的模型，引導構(gòu)建的方法不同。在物理模型構(gòu)建過程中，就要求教師運用相應(yīng)的教學方法先引導學生提取抽象概念的本質(zhì)特征，比如，概念梳理，圖片展示，視頻播放等;然后再采用分組競爭法，將學生分成幾個小組，提示學生可用不同材料制作相關(guān)的物理模型;最后為提高學生制作模型的積極性，可設(shè)置相關(guān)獎勵。在數(shù)學模型構(gòu)建過程中，需要教師根據(jù)教材，引導學生運用組合學、數(shù)理統(tǒng)計學、概率論、函數(shù)等知識，構(gòu)建相關(guān)的數(shù)學模型，將撲朔迷離的生物問題轉(zhuǎn)換為簡潔明了的數(shù)學“語言”，大大提高生物課堂教學的有效性，以此來培養(yǎng)學生運用數(shù)學知識構(gòu)建生物學中的數(shù)學模型的能力。譬如在“構(gòu)建雜合子Aa連續(xù)自交的模型”過程中，教師就可以引導學生利用數(shù)理統(tǒng)計學、概率論構(gòu)建出雜合子（Aa）和純合子（AA、aa）在每一代出現(xiàn)的概率曲線圖。在概念模型構(gòu)建過程中，教師可以借助大量的具體實例，再引導學生通過自身的實際經(jīng)驗的肯定例證，采用“簡化”和“理想化”的方法將生物學研究對象一些次要細節(jié)和非本質(zhì)聯(lián)系舍去，最后以歸納的方法，用一種反映原型本質(zhì)特種的理想物質(zhì)或假想結(jié)構(gòu)描述事物的本質(zhì)屬性。譬如在“構(gòu)建‘光合作用概念的模型”過程中，教師就可借助光合作用的探究歷程的實例，引導學生崇光合作用的反應(yīng)場所、條件、反應(yīng)物等等方面歸納總結(jié)出光合作用的概念。

3 批判性思維能力的培養(yǎng)

批判性思維就是依據(jù)恰當?shù)脑u判標準，在分析問題或現(xiàn)象的過程中不斷的反思自己或他人的觀點，通過質(zhì)疑、比較以及分析，達到改善，提升思維技能的目的，最終給自己一個合理性決策的思維認知過程。在高中生物學學習過程中，批判性思維就是對生物學問題或觀點提出質(zhì)疑或論證，并不是簡單的懷疑和否定。這意味著學生在學習生物學的過程中要具有獨立的、有選擇性的批判分析能力。具體來說就是包括批判性思維技能和批判性精神，以達到對生物學問題或觀點精確、深刻和全面認識的目的。因此，在高中教育階段，培養(yǎng)學生的良好學習能力，特別是理性思維的培養(yǎng)非常重要。而批判性思維作為理性思維的重要組成部分，它是探究、評價和發(fā)展活動中最基本的也最具創(chuàng)造性的思維形式，對于發(fā)展學生生物學核心素養(yǎng)中的探究能力、問題解決能力、分析處理信息的能力以及自主學習能力等的培養(yǎng)過程中是不可或缺的。對學生的批判性思維的培養(yǎng)并不是一蹴而就的，而且由于每個學生間存在個體差異性，因此想要提高學生的批判性思維能力具有一定的難度。在批判性思維的培養(yǎng)方面需要不斷地進行知識的滲透，并需要有意識地通過多種途徑和方式進行頻繁的訓練。具體如下：

第一，利用教材中各種科學探究歷程樹立學生批判性思維的意識，通過引導學生重新沿著科學探究過程進行自主探究，在此過程中體會到批判性思維的重要性，樹立批判性思維的意識;第二，利用教材中“批判性思維”欄目培養(yǎng)學生的批判性思維，針對高中生物人教版教科書中不同的“批判性思維”欄目，設(shè)置不同的問題和任務(wù)，引導學生在解決問題的過程中培養(yǎng)批判性思維;第三，利用實驗設(shè)計進行批判性思維技能訓練，在實驗設(shè)過程中，引導學生提出正確的實驗目的、實驗原理，選取合適的材料用具，設(shè)置恰當?shù)膶嶒炞兞?，并對試驗過程中出現(xiàn)的各種條件、各種情況反復進行比較、篩選，并進行預測，從而形成批判性思維。

4 歸納和概括思維能力的培養(yǎng)

“歸納思維”是從具體認識到抽象認識的一種思維方式，在觀察的基礎(chǔ)上，分析不同對象之間的聯(lián)系和區(qū)別，繼而找出彼此內(nèi)部聯(lián)系、共同特征和發(fā)展規(guī)律，從而得出一般結(jié)論的思維。而概括思維是形成概念的思維過程和方法。即從思想中把某些具有相同屬性的事物抽取出來的本質(zhì)屬性，推廣到具有這些屬性的事物中，形成這類事物的普遍概念。歸納和概括既區(qū)別又聯(lián)系，教師在進行歸納和概括思維能力的培養(yǎng)時，學生常需要對蕪雜的案例進行分析，推理判斷出它們內(nèi)在的統(tǒng)一聯(lián)系和規(guī)律，然后加以抽象思維。除了相同或類似的地方可以總結(jié)出來，不同之處也可以整理出來分類比較，從而得出普遍性的適用性更廣的結(jié)論。

在高中生物教學中，培養(yǎng)學生的歸納和概括思維能力是重要內(nèi)容。教師需要教會學生科學的方法，引導學生去發(fā)現(xiàn)人腦認識事物本質(zhì)的規(guī)律，讓他們?nèi)グl(fā)現(xiàn)生物學中的奧秘，這培養(yǎng)學生歸納和概括思維能力。而這，我們可以從以下幾個方面著手。 用生動而豐富的案例去調(diào)動學習的積極性。給學生足夠多的既具代表性又具趣味性的相關(guān)材料，引起學生閱讀材料的興趣，也讓學生形成一定的感知能力，并在此基礎(chǔ)上調(diào)動他們學習的熱情。比如，在介紹細胞中的多糖時，以漢堡包為引導入新課，引起學生的興趣。第二，利用圖表形式進行歸納類比。教師可以把比較的項目列出，由學生填表;或者教師可把曲線圖的橫坐標、縱坐標標出，由學生來描繪曲線，以此鍛煉學生的歸納和概括思維。第三，圍繞核心概念展開教學。高中生物概念很多，我們可以依據(jù)概念的內(nèi)涵和外延將它們分為核心概念和普通概念。

教師在教學設(shè)計過程中，將課本中的知識點概括為幾大核心概念，把更多的時間和精力花在核心概念的理解上，圍繞核心概念展開教學，不僅可以節(jié)約課堂時間，提高教學效率，還可以滲透歸納和概括思維能力的鍛煉和運用。比如，教師在教授必修一第五章第4節(jié)《能量之源——光與光合作用》時，就圍繞核心概念——“光合作用”進行講解，崇光作用的反應(yīng)場所、反應(yīng)條件、反應(yīng)物和產(chǎn)物幾個方面理解光合作用的過程。

總之在高中階段，學生理性思維的培養(yǎng)需要生物老師在向?qū)W生傳授生物知識的過程中，通過模型以及大量的科學資料的展示，一步步引導學生通過研究科學家構(gòu)建模型的過程以及自己構(gòu)建模型，進而理解抽象的生物學知識;通過演繹推理的方法，理解和靈活運用生物學規(guī)律;通過對知識的歸納與概括，使學生能更好地整理龐大的生物學知識，形成基本的生物學規(guī)律;最后學生在學習生物學的過程中已初步形成獨立的、有選擇性的批判分析能力，并將此能力運用到科學探究中，幫助學生能更好的理解已知的科學理論以及探究未知的科學領(lǐng)域。最終，學生在學習生物 學科中逐漸形成理性思維，初步具有生物學核心素養(yǎng)。

（作者單位：江西南昌縣蓮塘第三中學）