開展研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生理性思維

荊永濤+王海

新一輪的課程改革把學(xué)科核心素養(yǎng)置于課程目標(biāo)的重要地位。生物學(xué)核心素養(yǎng)由4個(gè)要素組成：生命觀念、理性思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任。這四個(gè)要素是統(tǒng)一的整體：生命觀念是生物學(xué)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)和支柱；生命觀念的形成過程中離不開理性思維和科學(xué)探究；理性思維和科學(xué)探究互為倚重，理性思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵，科學(xué)探究是理性思維的實(shí)證過程；在形成生命觀念、進(jìn)行理性思維和科學(xué)探究的過程中，最終形成一定的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師可通過開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)達(dá)到培養(yǎng)理性思維的目的。

1 理性思維的定義

理性思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理基礎(chǔ)上的思維方式，是一種有明確的思維方向，有充分的思維依據(jù)，能對(duì)事物或問題進(jìn)行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括的思維。高中階段主要培養(yǎng)的學(xué)生的理性思維有歸納、演繹、類比、建模等。

1.1 歸納與演繹

歸納和演繹都是一種推理和思維方式，前者在個(gè)別中發(fā)現(xiàn)一致，后者在一般中發(fā)現(xiàn)個(gè)例。歸納與演繹的實(shí)質(zhì)表明，它們是兩個(gè)方向相反的認(rèn)識(shí)方法，既是對(duì)立的又是統(tǒng)一的。人們對(duì)事物的認(rèn)識(shí)往往從個(gè)別開始，然后擴(kuò)展到一般，再?gòu)囊话氵M(jìn)一步認(rèn)識(shí)個(gè)別。一些概念的形成就是歸納的結(jié)果，對(duì)這些概念進(jìn)行檢驗(yàn)和運(yùn)用體現(xiàn)了演繹的思維方法。

1.2 建立模型

建模是為了理解事物，從而對(duì)事物所作出的一種抽象。生物學(xué)中的模型有物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。從廣義來看，概念的建構(gòu)過程就是建立模型的過程，概念的形成就是模型的形成過程；從狹義來看，建模是研究系統(tǒng)的重要方式，凡是用模型描述系統(tǒng)的因果關(guān)系或相互關(guān)系的過程都屬于建模。

1.3 類比推理

類比推理是科學(xué)研究中常用的方法，是從特殊推向特殊的推理，也是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象部分相同的屬性，從而推出它們的其他屬性也相同的推理。簡(jiǎn)稱類推、類比。如聲和光有不少屬性相同：直線傳播，有反射、折射和干擾等現(xiàn)象，由此推導(dǎo)出：既然聲有波動(dòng)性質(zhì)，光也有波動(dòng)性質(zhì)。這就是類比推理。

2 科學(xué)探究的定義

科學(xué)探究強(qiáng)調(diào)的是學(xué)習(xí)和研究的一種方式，同時(shí)也是一種學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、發(fā)展理性思維、形成科學(xué)態(tài)度和精神的過程?？茖W(xué)探究是一種綜合的能力，其本質(zhì)是提出問題和解決問題，其核心內(nèi)涵包括探究的問題、方法、過程、結(jié)果和交流，以及科學(xué)態(tài)度和精神。學(xué)科教學(xué)中的科學(xué)探究一般包括提出問題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流等環(huán)節(jié)。

3 在概念教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和理性思維的教學(xué)策略

關(guān)于概念教學(xué)，很多教師還只知道“概念獲得”的理念，該理念強(qiáng)調(diào)對(duì)概念和事實(shí)的片面記憶，忽視對(duì)概念的深刻理解。那么如何實(shí)現(xiàn)概念的有效教學(xué)呢？通過開展探究性教學(xué)活動(dòng)，教師可以有效幫助學(xué)生改變他們錯(cuò)誤的前科學(xué)概念，達(dá)到建構(gòu)正確科學(xué)概念的目標(biāo)。建構(gòu)生物學(xué)概念時(shí)，離不開觀察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、比較、分類、歸納、演繹、分析與綜合等多種科學(xué)方法。在此過程中，教師既可以讓學(xué)生體驗(yàn)概念建構(gòu)的過程，加深對(duì)概念的理解，又能培養(yǎng)學(xué)生理性思維。

3.1 歸納和演繹舉例

歸納法常用于促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)新概念，這需要教師呈現(xiàn)或組織學(xué)生收集具有代表性、多樣化的具體材料。演繹法則指在概念學(xué)習(xí)之后，學(xué)生將概念應(yīng)用到具體情境的問題中。時(shí)至今日仍有部分教師習(xí)慣在概念教學(xué)初期采用演繹推理的方法；但這種“結(jié)論+演繹”式的概念教學(xué)是灌輸式教學(xué)的典型做法，不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取和學(xué)習(xí)概念的本質(zhì)屬性。例如，關(guān)于“原核細(xì)胞”的學(xué)習(xí)，教師不宜先給出其定義，然后再通過細(xì)菌、藍(lán)藻來講解、舉證；而應(yīng)先呈現(xiàn)細(xì)菌、藍(lán)藻、支原體的細(xì)胞模式圖，讓學(xué)生比較、辨別，最后歸納出三者之間的共同屬性。而概念的應(yīng)用可以安排在“真核細(xì)胞”學(xué)習(xí)之后，通過對(duì)大腸桿菌、酵母菌、葉肉細(xì)胞和小腸絨毛上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)示意圖的識(shí)別、比較與分類，讓學(xué)生在問題解決中成功應(yīng)用概念。

3.2 類比舉例

事理類比是最常見的類比形式，通過師生對(duì)話，激勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生從自己的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)進(jìn)行類比。例如，“細(xì)胞的減數(shù)分裂過程”是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，教師的反復(fù)講解、動(dòng)畫的演示、圖像的識(shí)別仍不能讓學(xué)生越過這道“坎”。那就不妨向?qū)W生講一段“牛郎織女鵲橋會(huì)”的故事：每年七月初七，牛郎和織女在鵲橋上相會(huì)互換信物最終又分離。接著，話鋒一轉(zhuǎn)進(jìn)行類比說理：同源染色體就好比牛郎織女，在減數(shù)第一次分裂中它們互相聯(lián)會(huì)，發(fā)生互換，然后再相互分離。這樣熟悉而動(dòng)人的故事，讓學(xué)生非常容易地理解減數(shù)第一次分裂中染色體的主要變化——聯(lián)會(huì)、互換與分離。經(jīng)過上述類比，學(xué)生茅塞頓開，這就是類比的魅力。有研究者提出的類比教學(xué)法基本步驟為：介紹目標(biāo)概念——回顧類比物——識(shí)別兩者之間的相似性——類比映射——指出非類比性——得出科學(xué)概念。

3.3 模型建構(gòu)舉例

“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”是新課程的基本理念，而模型構(gòu)建本身也是一種科學(xué)探究活動(dòng)。模型構(gòu)建是一種常見的高中生物教學(xué)方式，模型建構(gòu)的一般步驟是先給出學(xué)生需要完成的任務(wù)，再讓學(xué)生自主探究，完成模型構(gòu)建。如在減數(shù)分裂的概念教學(xué)中，教師事先準(zhǔn)備好減數(shù)分裂整個(gè)過程的若干圖片，讓學(xué)生按照減數(shù)分裂各個(gè)階段的特征為模型進(jìn)行排序，標(biāo)出發(fā)生同源染色體分離、非同源染色體自由組合、非姐妹染色單體交叉互換的階段。該教學(xué)活動(dòng)有利于學(xué)生從不同視角了解分裂過程、掌握分裂特點(diǎn)、運(yùn)用分裂規(guī)律，注重思維方式的訓(xùn)練，提升了學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

探究性教學(xué)活動(dòng)有利于培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，提高沉重的探究能力。通過研究性學(xué)習(xí)的實(shí)踐，激發(fā)了學(xué)生自由創(chuàng)新的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、探究新事物的科學(xué)精神，同時(shí)提高了學(xué)生協(xié)作能力和社會(huì)交際能力，正好填補(bǔ)了課堂教學(xué)的不足。

參考文獻(xiàn)：

吳成軍.初中生物學(xué)科學(xué)方法體系的建構(gòu)及其教學(xué)建議[J].中學(xué)生物教學(xué)，2014（10）：4.