生物學概念教學中的歸納法和演繹法

在中學生物學習過程中，必然伴隨著思維的發(fā)展過程：由形象性思維向抽象性思維發(fā)展;由簡單的比較和分類向分析、綜合以及概括、具體化發(fā)展。教學中常用的歸納法和演繹法是思維的兩個相反的推理過程。歸納法是由個別到一般的推理方法，其目的是要從許多個別事實中概括出普遍性的結論或原理;演繹法是由一般到個別的推理方法，其目的是要從普遍性的原理中引申出關于個別事物的結論。美國著名教育心理學家奧蘇貝爾提出學生獲得概念的方式主要有兩種：一種是以感覺、知覺、表象為基礎，通過分析綜合、抽象概括等思維活動，從個別到一般，從具體到抽象，逐步把握一類事物的本質的過程;第二種是以定義形式直接向學習者揭示新概念的共同關鍵特征，學習者利用原有認知結構中的適當觀念，理解新概念，并納入原有的認知結構，從而獲得新概念的意義。奧蘇貝爾所述的第一種概念生成方式其思維過程即歸納法，是由個別到一般的推理方法;第二種概念獲得方法其思維過程即演繹法，是從一般到個別的推理方法。

縱觀現(xiàn)在的中學生物教學，特別在概念教學方面，普遍存在不針對教學對象、教學目標、教學內容的重演繹輕歸納的教學現(xiàn)狀，如何改善這現(xiàn)狀？

1 概念教學中歸納法和演繹法的使用現(xiàn)狀

1.1 重演繹、輕歸納的現(xiàn)象

在眾多初中生物和高中生物課堂中，一般只在大型評優(yōu)課的課堂中或在大型的公開課中才有教師靈活運用各種資源，有序地重組知識及學生的生活經驗，幫助學生歸納生成新的概念或總結生成某個原理。而在一般教師多是用演繹的方法直接給出新的概念，然后在新概念下具體分析某個問題，或者在新概念的內容中反復強調鞏固，意在幫助學生記牢概念即可。后一類型課堂中教師不厭其煩地重復講概念，而學生又不容易當堂掌握教師硬灌輸?shù)母拍?，導致學生學習的興趣索然，學習效果差。

在中學階段，由于邏輯思維能力的限制，學生在演繹法教學的大前提下，學習知識時會感到非常茫然，只能囫圇吞棗地學習概念。這樣必然導致難以理解后續(xù)所學知識，同時還導致學生的邏輯思維混亂，其建構的知識體系凌亂。同時，通過這樣學習獲得的知識需要學生自己嘗試進行新舊知識的比較和聯(lián)系，他們在新舊認知結構的銜接方面的能力較弱，導致學習結果不佳。

1.2 形似歸納的演繹教學

一些教師可能在同行的幫助下知道有些概念的教學是不能直接灌輸?shù)?，是需要幫助學生在經歷了各種具體事物的分析后再歸納生成新概念的。但在具體的課堂實施過程中，有很明顯的形似歸納的演繹教學：如在生態(tài)系統(tǒng)的概念教學中，有教師在帶領學生具體分析了草地生態(tài)系統(tǒng)和池塘生態(tài)系統(tǒng)的組成成分后，繼續(xù)分析了各成分的相互關系;有些教師則直接給出了生態(tài)系統(tǒng)的概念，或者指導學生到書本上的某處劃出生態(tài)系統(tǒng)的概念，然后齊聲朗讀一遍。

這樣的教學看似有由具體到抽象、由個性到共性的發(fā)展過程，但其分析、總結、概述都是由教師完成，或者是由學生直接從課本上找到答案，學生的思維并沒有經歷分析、總結的過程，也沒有進行概述的嘗試。長期以往，學生會喪失學習的積極性和主動性，而對學生的能力訓練和思維訓練目標也就無從談起。

2 概念教學方法的選擇原則

2.1 “對象優(yōu)先”原則

教師針對某個概念選擇教學方法時，首要應該考慮教學對象。小學生剛進入初中階段學習時其思維方式還是以形象思維為主，抽象思維有待發(fā)展;學生的分析、綜合以及概括能力都是在初中階段急需發(fā)展的。這時段的教學中，教師首先應該考慮學生的思維現(xiàn)狀和能力發(fā)展需要，多采取歸納法進行概念教學。

如在初中生物學“生態(tài)系統(tǒng)”的概念教學中，對于“在一定區(qū)域內，所有生物與非生物環(huán)境之間所形成的統(tǒng)一整體”這樣的文字概述的概念，學生剛開始理解比較難。如果教師一定要以先給予概念的演繹法教學，學生只能囫圇吞棗死記概念。但是學生由于沒有理解，就不能正確運用了?；谶@樣的學情，如果教師采取歸納法進行概念教學：通過分析學生熟悉的草地生態(tài)系統(tǒng)的組成，發(fā)現(xiàn)草地生態(tài)系統(tǒng)中有生物成分和非生物成分，生物成分中有植物、動物和微生物;非生物成分中有陽光、溫度、水、土壤等，不同成分之間還有相互影響的作用;在此基礎上再分析學生熟悉的池塘生態(tài)系統(tǒng)：同樣由生物成分和非生物成分組成，不同成分之間也有相互影響的作用;甚至再擴展到森林生態(tài)系統(tǒng)，最后學生通過歸納發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)系統(tǒng)都由生物成分與非生物成分構成，而且相互影響。在這樣的基礎上，教師再讓學生自己總結、概括出生態(tài)系統(tǒng)的概念，概念生成從形象思維逐漸過渡到抽象思維，學生的生活經驗和知識經驗為新概念的生成奠定了基礎，對于學生自主構建、理解生態(tài)系統(tǒng)的概念及概念的應用都有很大的幫助。

2.2 目標導向原則

不同教學內容的教學目標不一樣。以江蘇科學技術出版社初中生物學七年級下冊教材中“生物體的基本結構”一節(jié)的教學內容為例，課標中對動物、植物細胞結構的比較及對動物、植物體的基本構成單位的目標要求都需要學生在觀察、比較的基礎上歸納得出，所以教材在引導學生通過實驗觀察洋蔥鱗片葉表皮細胞和人口腔上皮細胞的臨時裝片后，由個性到共性地推理出植物和動物的基本結構單位是細胞，并在比較植物細胞和動物細胞結構異同的基礎上，歸納出細胞的基本結構都包括細胞膜、細胞質和細胞核。很多教師在教學這部分內容時，過分重視教學目標的知識表述性內容，直接告知學生相關結論，再由共性到個性地去演繹相關內容。長此以往，學生對科學研究中的歸納法缺乏了解和鍛煉，抽象性思維的發(fā)展必然受到遏制。

而到高中階段，基于高中學生已經具備了一定的分析、推理能力，在此基礎上培養(yǎng)學生的邏輯思維能力又是必要的，所以在高中生物學“遺傳與進化”模塊“孟德爾遺傳實驗的科學方法”這一內容的課標要求學生達到“分析”層次要求，包括在“基因在染色體上”一節(jié)摩爾根用果蠅進行雜交實驗研究伴性遺傳的實驗都直接涉及“假說—演繹法”。這部分內容的學習既是科學思維方法的學習，同時也是課標中很高的知識要求，所以教師的教學就必然要深度詮釋演繹法。

2.3 內容決定原則

針對不同內容的學習，教學方法也必然有區(qū)別。比如在初中學習“花的結構”，學生完全可以通過觀察不同的花的結構進行歸納，在歸納后獲得不同的花的基本結構以及主要結構，這是學生有條件采取的方法。但是在學習初中生物學的“染色體的結構”時，學生沒有條件看見染色體上基因的存在，這部分內容的學習就只能采取演繹法了。同樣，高中生物必修一的“細胞器的結構”時，學生并沒有條件通過實驗去具體觀察不同細胞器的結構。對于微觀的沒有可能實驗觀察的內容，教師只能采取直接告知的方式來學習，在此基礎上再演繹其結構功能的相關性。

3 概念教學方法建議

3.1 概念生成時盡可能地采用歸納法

新概念生成時應該遵循學生的認知規(guī)律，在能采用歸納法時盡可能多地給予學生材料、觀察以及實驗的機會，讓學生學習像科學家一樣來進行生物知識的發(fā)現(xiàn)、總結，領悟從個性到共性的不完全歸納過程。這樣的概念學習因為學生主體參與了概念的生成過程，故他們會印象深刻，理解到位。

如：在高中生物學中“內環(huán)境穩(wěn)態(tài)”的概念教學時，人教版教材中是在學生經歷人體的體溫測定、體溫變化規(guī)律認識后對穩(wěn)態(tài)進行概念定義的。但其實如果教師不作細致分析，學生并不理解人體體溫的調節(jié)過程，更不知道體溫恒定過程中各器官系統(tǒng)是如何協(xié)調活動的。如果教師能結合學生的生活經驗：在寒冷時你是如何抵御寒冷的，哪些器官參與了活動？在炎熱時如何散熱的？是不是任何時候都能維持體溫恒定？學生都有冷、熱和發(fā)燒的體驗，所以每個學生都會有感悟。在分享經驗后，學生就會大略知道體溫恒定是在多個器官、系統(tǒng)協(xié)調活動下共同維持的相對穩(wěn)定狀態(tài)，在病毒入侵等情況下也會穩(wěn)態(tài)失調的。在經驗分享基礎上，歸納生成的概念根基牢固，也能在此基礎上生發(fā)更多知識“葉”。

同時，在歸納法概念教學應用的過程中，教師還可通過具體的特例分析，引導學生體會歸納的不完全性，從而對科學研究方法形成辯證的認識，并客觀地使用和評價自己的學習成果。如在初中生物學“雙子葉植物種子結構”和“單子葉植物種子結構”的教學中，教師引導學生觀察多種種子結構后，進行歸納，但歸納的特征是一般情況下具有的，有特殊的例子，如蓖麻是雙子葉植物，但其種子中有胚乳。

3.2 在需要的情況下采用演繹法教學

在學習的內容不具有形象可觀性，或無法呈現(xiàn)給學生供觀察、分析、歸納和概括時，教師只好采用演繹法進行概念教學。一般在學習諸如“生物圈”、“細胞的亞顯微結構”、“染色體”、“基因”等內容時，由于學習內容不具有可觀察性，就只能由教師直接向學生介紹概念的內涵，再通過反例分析、活動操作、學生描述、概念應用嘗試等方法進行概念的內化和鞏固。通過這樣學習獲得的概念由于缺少了概念自我生成的途徑，在新舊概念的聯(lián)系方面和學生概念體系的構建方面會相對困難一些。

另外，在教學目標需要的情況下進行演繹法教學。如在學習孟德爾遺傳定律的科學方法以及摩爾根發(fā)現(xiàn)果蠅的紅眼基因位于X染色體上的內容時，就必須以假說—演繹法的方法進行教學。這時學習的演繹法是一種科學研究方法，也是學生直接接觸“演繹法”這個名詞。這種學習對于學生的科學思維方法及其邏輯推理能力的提高具有很直接的作用。

3.3 在概念應用對話中多用演繹法

在學習一個新概念后，學生往往有概念理解的不全面、不準確之處，在運用概念的過程中難免有各種類型的錯誤，在課堂或課后師生的概念應用對話中，教師可多用演繹法進行啟發(fā)。

如：在內環(huán)境的概念學習后，很多學生對內環(huán)境的內涵理解有偏差，在后續(xù)的應用過程中經常會把唾液、胃液等消化液也當作內環(huán)境的組成成分;或者把血紅蛋白也當作內環(huán)境的組成成分。如果在學生出現(xiàn)錯誤后，教師不直接糾正，而是順著學生的思路幫助學生進行推理：“唾液、胃液如果也是內環(huán)境的組成成分，那么它們就也是細胞生活的體內環(huán)境了。唾液、胃液是人體的體內環(huán)境還是直接跟外界相通的呢？血紅蛋白如果是內環(huán)境的組成成分的話，那它就是存在于細胞外的液體環(huán)境中的了。血紅蛋白存在于哪兒呢？……”根據學生的結論進行進一步的推理，在推理的結論與學生已知的知識想矛盾之后，學生就能頓悟自己的錯誤了。

這樣的演繹法對話不僅幫助學生發(fā)現(xiàn)了自己的錯誤，更重要的是教會了學生分析問題的方法，在概念應用的過程中可以根據自己的判斷嘗試進行演繹推理，從而驗證自己的分析是否正確。

概念學習既是教師教學的重點，同時也是學生系統(tǒng)學習生物學知識、整體提升生物科學素養(yǎng)的必然路徑。在概念學習中，教師要遵循學生的認知規(guī)律、根據教學目標和教學內容，科學選擇學習的方法對學習的效果至關重要。