例谈高中生物实验教学中理性思维能力的培养

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1、.例谈高中生物实验教学中理性思维能力的培养　　在学生发展的核心素养体系中，理性思维是核心素养的重要组成部分，也是高中生物学科核心素养的构成要素。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。通过生物学课程的学习，学生应逐步发展和形成理性思维习惯，学会运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创新性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或?证生物学社会议题。生物学实验为培养学生理性思维的自觉能动性创造了良好的实践环境和条件。教师可通过利用以下教学策略，在生物学实验教学中渗透和培养学生的理性思维能力。　　1由表及里，培养学生归纳与概括思维能力　　归纳和概括是把个别事实抽象成一般原理的

2、过程。生物学实验离不开实验现象的观察和统计。观察实验现象、积累事实是学生进行归纳和概括的基础。因此，教师必须引导学生亲自动手操作实验和有目的观察实验，使学生获得感性认识。当学生获得较丰富的事实依据和较典型的事实表象后，引导学生对实验现象进行交流和讨论，使学生掌握基本的生物学规律和原理。...　　例如，在学习孟德尔遗传定律时，学生对于F1产生配子时非等位基因如何发生自由组合以及为何会发生自由组合难以理解。在进行“两对相对性状的模拟杂交实验”时，教师可给每组学生提供4个大信封，分别写上“雄1”“雌1”“雄2”“雌2”，前两个信封内放入“黄Y”“绿y”的卡片各10张，后两个信封内放入“圆R”“皱r

3、”的卡片各10张。然后从“雄1”“雄2”两个信封中随机取出1张卡片组合在一起，模拟F1产生雄配子的种类，从“雌1”“雌2”两个信封中随机取出1张卡片组合在一起，模拟F1产生雌配子的种类。再将4张卡片组合在一起，模拟受精作用产生F2的类型。之后，教师提问：①每一次模拟实验后，需将卡片重新放回原信封吗？②从“雄1”“雌1”和“雄2”“雌2”4个信封中分别取出的Y、y数量以及R、r数量相等吗？学生通过观察和统计F1产生的雌雄配子类型和F2类型，就可归纳和概括出自由组合定律的实质是非等位基因自由组合了。通过实验，教师在帮助学生突破难点的同时，培养了学生归纳与概括的思维能力。　　2由此及彼，培养学生演

4、绎与推理的思维能力...　　演绎与推理是从一般性前提出发，通过推导，得出个别结论的过程。生物科学作为一门自然科学，严谨的逻辑性是主要特征。在高中生物学的学习过程中，演绎与推理思维能力要求学生能够运用已经学过的生物学规律，通过观察、实验、猜想等活动，预测和探讨相关的生命现象，并能用恰当的方式阐明自己的想法。　　例如，在学习“物质出入细胞的方式”时，通过质壁分离实验，学生已知：成熟的植物细胞是一个完整的渗透系统，当细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞会因为失水而发生质壁分离现象。之后，教师可继续引导学生思考：①若用一定浓度的甘油或KNO3溶液代替蔗糖溶液，会出现不一样的实验现象吗？学生依据质壁分离

5、的一般原理进行分析和猜想后，教师可提供甘油和KNO3两种试剂，学生通过实验验证自己的猜想是否正确。②洋葱外表皮细胞是否会发生质壁分离，如何观察洋葱外表皮细胞的质壁分离现象？学生根据洋葱外表皮颜色浅、不易观察的特点，猜想可采用之前所学的红墨水染色的方法。之后，教师提供相关材料，让学生通过实验进行验证。相比于直接告诉学生答案的学习方式，通过演绎推理方式更有利于学生主动、深入理解生物学概念，形成严谨的理性思维。　　3由繁化简，培养学生模型与建模的思维能力...　　模型是对所认识事物的概括性描述，可以分为物理模型、数学模型和概念模型等几类。模型构建则是运用模型的方法将抽象的、不可测的事实或过程借助身

6、边的材料、用具或应用数学方法、图像等加以描述、概括总结的一种活动。在中学生物学教学中，教师要充分挖掘教材实验内容，鼓励学生运用模型建构的方法，经历思维与行动的相互协调，可有效引导学生进行学习活动。　　例如，在“制作DNA双螺旋结构模型”实验中，教师可将硬纸板作裁剪出若干不同形状的纸片，用五边形纸片代表脱氧核糖，圆形纸片代表磷酸，涂上不同颜色的长方形纸片代表四种不同的碱基。然后，教师引导学生用细铁丝将这些“零件”连接组装成若干个含有不同碱基的脱氧核苷酸模型，进而继续制作成碱基互补配对的两条脱氧核苷酸长链模型。再用订书钉连接碱基对，通过旋转最后得到DNA分子双螺旋结构模型。在DNA模型的建构过程

7、中，学生经历了思考――尝试――错误――再思考――再尝试的思维过程，深刻地理解了DNA分子的结构特点，体验了模型建构的学习方法，提高了理性思维能力。　　4由信生疑，培养学生批判与质疑的思维能力...　　美国《国家科学教育标准》提出，科学是格物致知的一种途径，其基本特点是以实证为判别尺度，以逻辑作论辩的武器，以怀疑作审视的出发点。批判与质疑思维是指对所学内容的真实性、精确性、性质与价值进行判断，从而对做什么和相信