形式要件分析法在高中生物實驗教學(xué)中的應(yīng)用

仲生澤 李晶

摘要以邏輯推理理論為依據(jù)，提出形式要件分析法，并將其運(yùn)用到高中生物實驗教學(xué)的案例分析中，形成系統(tǒng)的實驗教學(xué)手段，以期充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位。

關(guān)鍵詞 形式要件 生物實驗 實驗教學(xué) 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗方法和邏輯方法是透徹理解生物學(xué)知識的必備手段。在高中生物教材中，為了培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、實驗探究能力、獲取信息能力和綜合運(yùn)用能力，運(yùn)用大量篇幅編寫實驗內(nèi)容。同時在高考命題中，實驗直接相關(guān)內(nèi)容分值超過50%（2017年全國2卷統(tǒng)計）。由此可見，實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科特征或教學(xué)觀貫穿于整個生物教學(xué)過程。然而，在教學(xué)實踐中，教師由于缺少有效的教法，就事論事，只見樹木不見森林;學(xué)生則由于對實驗問題的解決方法和邏輯認(rèn)識比較膚淺和零散，理解能力得不到提高，覺得生物課很難。

基于以上教學(xué)問題的分析，筆者嘗試將形式要件分析法運(yùn)用于高中生物實驗教學(xué)，通過形成系統(tǒng)的實驗教學(xué)手段，以期充分體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位。

1研究背景

實驗教學(xué)是高中生物教學(xué)的重難點，關(guān)于這一內(nèi)容的教學(xué)方法的設(shè)計和運(yùn)用，大都還處在實踐探索階段，系統(tǒng)的有針對性的教學(xué)方法還沒得到充分的研究。在CNKI（中國知網(wǎng)）上運(yùn)用主題組合式檢索，不難發(fā)現(xiàn)針對高中生物實驗教學(xué)方法的文獻(xiàn)共有57篇，大多側(cè)重實驗方法的介紹，而實驗教學(xué)的邏輯方法相關(guān)文獻(xiàn)少之又少，即使是在提到這些方法應(yīng)用的論文中其說明也不夠清晰直白。這說明以實驗方法和邏輯方法為基礎(chǔ)的生物學(xué)教學(xué)方法沒有得到足夠的重視?；谝陨涎芯勘尘埃P者以邏輯推理理論為依據(jù)，提出形式要件分析法，并將其運(yùn)用到高中生物實驗教學(xué)的案例分析中。

2方法和理論依據(jù)

科學(xué)研究由四個部分組成：（1）科學(xué)事實或?qū)ψ匀滑F(xiàn)象的發(fā)現(xiàn);（2）對科學(xué)事實的試探性解釋或?qū)ψ匀滑F(xiàn)象背后原因的猜測;（3）以這些解釋或猜測為前提推演出有關(guān)定律、公式、結(jié)論和預(yù)言;（4）對這些定律、公式、結(jié)論或預(yù)言等進(jìn)行檢驗。而其中（1）和（4）部分主要依賴實驗方法，（2）和（3）部分主要依賴邏輯方法，所以，實驗方法和邏輯方法就成了科學(xué)研究中最基本的方法。

歸納推理原理提出：只要依據(jù)一定的原則對事物進(jìn)行分類，同一類事物必有共同屬性（規(guī)則或規(guī)律）。同類事物不但有共同的客觀屬性，還具有認(rèn)知（或理解）思維的共同性，這些共同性是由一些思維的關(guān)鍵節(jié)點構(gòu)成，這些關(guān)鍵節(jié)點稱為形式要件。歸其原因，用相同觀點去認(rèn)識同一事物，必然可能存在著相同的處理方式，也就有了形式邏輯要件，簡稱形式要件。形式要件是指包含事物、知識和理論的邏輯（思維）中的可用于認(rèn)知的關(guān)鍵節(jié)點的類屬名稱。舉一反三就應(yīng)該依據(jù)這樣的原理。

在對高中生物眾多實驗案例分析，就可看到：生物實驗無論是與設(shè)計有關(guān)還是與操作有關(guān)，都具有相同或相似的形式要件。如果把它的范圍擴(kuò)大到生活中的“完成任務(wù)”，也能得到相同的形式要件。例如，“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物”。這是給“酶”所下的定義，也可以認(rèn)為是關(guān)于酶的知識。其中可分出“活細(xì)胞產(chǎn)生的”“具有催化作用的”和“有機(jī)物”三個節(jié)點，它們的類屬名稱就是來源、屬性和類屬或者更寬泛地命名為范圍、特征和實質(zhì)。分析教材中對其他的事物的定義，都能找到相同的形式要件，也就是形式要件具有一定的普遍適用性。因此，把下定義（實際教學(xué)中，多稱為形成概念）的形式要件歸納成范圍、特征和實質(zhì)三個。這樣就會使學(xué)生對定義的記憶和理解變得相對簡單了些，并能起到舉一反三的作用，符合教育學(xué)的直觀性、啟發(fā)性原則。這就是設(shè)計針對生物實驗內(nèi)容的“形式要件教學(xué)法”的原理。

3形式要件教學(xué)法的典型案例

首先通過典型實驗方案分析，總結(jié)得出相對容易掌握的形式要件;然后以此為工具去認(rèn)識和理解其他相關(guān)內(nèi)容。

3.1形式要件提取

以“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的過程設(shè)計（即方法步驟設(shè)計）為例。

教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀人教版教科書P78“比較過氧化氫在不同條件下的分解”中的“方法步驟”內(nèi)容，注意思考“方法步驟”設(shè)計的節(jié)點。從圖1可以看出，整個實驗的方法步驟設(shè)計可以分成“準(zhǔn)備”“處理”“記錄”三個大節(jié)點，每個大節(jié)點又分設(shè)幾個小節(jié)點。學(xué)生要注意揣摩這些節(jié)點提取的合理性。同時由于學(xué)生首次接觸實驗設(shè)計的基本原則，教師在每項形式要件的提取中，要穿插講解科學(xué)實驗原則，如材料的合理性原則、單一變量原則、等量且適量原則以及試劑精確性等科學(xué)實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性要求的知識。

通過以上實驗案例的認(rèn)識，可總結(jié)得出形式要件的提取方法由分析節(jié)點和命名兩步。分析節(jié)點是一個由具體到理論的抽象思維過程，把抽象思維過程分步完成，從而培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力。借用程序設(shè)計思想，總結(jié)為“把握全局，頂層設(shè)計;逐漸細(xì)劃，最終完善”，即先大段劃分，再細(xì)劃完善，分成易于認(rèn)知的必要節(jié)點，合情合理而不簡單艱澀，也不繁蕪叢雜。命名的原則是盡量具有普遍適用性和提示性。普遍適用性用于擴(kuò)展，方便以后的學(xué)習(xí);提示性有利于記憶。教學(xué)方式可采用教師引導(dǎo)、學(xué)生討論的方式進(jìn)行。

3.2形式要件法的運(yùn)用

學(xué)會了提取實驗中的形式要件，更重要的是要能夠應(yīng)用形式要件去解決實際的生物學(xué)問題。形式要件教學(xué)法不僅僅適用于實驗教學(xué)，在基本概念和基礎(chǔ)知識的理解上同樣適用。例如，在細(xì)胞分裂的意義的總結(jié)教學(xué)中，可將其意義分析為“核心過程”“比較異同”和“尋找價值”三個形式要件，通過思考將細(xì)胞分裂的意義得以鞏固（圖2）。

教材中關(guān)于生理過程的意義敘述很多，學(xué)生運(yùn)用形式要件去分析，自己尋找表達(dá)的內(nèi)容。學(xué)生先用自己的話說出來，再對照原文，既能找到自己表達(dá)過程中思維的嚴(yán)謹(jǐn)性差異，又能達(dá)到主動記憶和形象記憶結(jié)合后牢固記憶的效果，還能在以后遇到的各種事件，通過獨(dú)立思考發(fā)現(xiàn)“意義”，真正達(dá)到葉圣陶先輩說的“教就是為了不教”的教學(xué)效果。

以上案例的認(rèn)識，形式要件教學(xué)法是以形式要件為工具，通過對教材進(jìn)行形式要件提取、依據(jù)形式要件的思考自述和完成文本表達(dá)為核心操作的授課方式。（1）要件提出就是先學(xué)提取方法并領(lǐng)會要件，再回憶運(yùn)用于同類事情中，達(dá)到知一兩件事而通曉同類的目的;（2）思考自述就是讓學(xué)生面對學(xué)習(xí)對象，依據(jù)形式要件逐條思考并用自己的語言表達(dá)出來，體現(xiàn)自知的學(xué)習(xí)過程;（3）文本表達(dá)是指把自己的述說和課本內(nèi)容對比，形成理想的文本表達(dá)模式的過程。在實際教學(xué)中，要件提出會通過同類事件認(rèn)識的積累而變得越來越容易，教師的提示是必要的;思考自述這是培養(yǎng)學(xué)生由理論到具體的抽象還原過程的能力，由學(xué)生自己完成，教師的講要有搭橋的作用;文本表達(dá)主要由學(xué)生完成，是學(xué)生真正長知識和長才干的重要體現(xiàn)。

4結(jié)語

形式要件分析法，依據(jù)邏輯（思維）方法而設(shè)計，預(yù)期的目的如下：①通過培養(yǎng)學(xué)生的思維能力而達(dá)到理解和實驗探究等能力提升。也可以理解為學(xué)會“做事”，使學(xué)生在學(xué)習(xí)、工作和生活上通過梳理頭緒而變得有辦法并發(fā)現(xiàn)樂趣，從而產(chǎn)生熱愛學(xué)習(xí)的情感。②以形式要件為載體來理解記憶實驗有關(guān)的知識變得相對容易，學(xué)生學(xué)會了“學(xué)習(xí)”就在理解的思維形成上具有了抓手，同時也讓記憶會變得深刻牢固。綜上所述，形式要件教學(xué)法具有思維培養(yǎng)功能、理解方法功能和幫助記憶功能。如果師生能夠熟練掌握運(yùn)用，就能夠成為高效課堂的常用教學(xué)常用的教學(xué)方法和學(xué)生的重要的研習(xí)自學(xué)方法。