理性思維培養(yǎng)視域下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

韓翠

摘要：在高中生物課程教學(xué)中，理性思維是其學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，它是學(xué)生在學(xué)習(xí)生物知識(shí)的過(guò)程中，能夠有目的地完成各類(lèi)思維活動(dòng)的體現(xiàn)。高中生物課堂教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為其重要形式，不僅能夠?yàn)閷W(xué)生展示各種生物學(xué)科現(xiàn)象，使學(xué)生加深對(duì)生物知識(shí)的理解，而且能夠促進(jìn)學(xué)生理性思維的形成，使學(xué)生提升生物學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生今后的成長(zhǎng)與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?；诖?，文章從培養(yǎng)學(xué)生理性思維的角度出發(fā)，提出了開(kāi)展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略。

關(guān)鍵詞：理性思維；高中生物；生物實(shí)驗(yàn)

新課程改革強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。在生物學(xué)科核心素養(yǎng)中，理性思維作為其重要組成部分，開(kāi)始受到越來(lái)越多的教師的重視。在高中生物教學(xué)中，部分教師開(kāi)始借助生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。然而，從教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，大部分教師依舊采取傳統(tǒng)的教學(xué)模式開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)活動(dòng)。雖然教師形成了培養(yǎng)學(xué)生理性思維的意識(shí)，但卻沒(méi)有有效培養(yǎng)學(xué)生理性思維的措施。教師沒(méi)有為學(xué)生提供足夠的思考空間，學(xué)生還是像以往一樣，只能被動(dòng)地接受教師在課堂上所傳授的知識(shí)。在這種無(wú)法進(jìn)行充分思考的學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)生的邏輯思維無(wú)法得到發(fā)展，導(dǎo)致其理性思維也難以得到培養(yǎng)。因此，為了將高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生生物課程學(xué)習(xí)的作用充分發(fā)揮出來(lái)，教師需要立足于學(xué)生思維培養(yǎng)的角度，優(yōu)化創(chuàng)新高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，使學(xué)生能夠積極、主動(dòng)地參與到高中生物實(shí)驗(yàn)課堂學(xué)習(xí)中，讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中形成與發(fā)展理性思維。

1? ?構(gòu)建生物模型，促進(jìn)學(xué)生抽象建模思維形成

構(gòu)建生物模型主要是運(yùn)用概括性的描述方式，利用各種數(shù)學(xué)方法以及與學(xué)生實(shí)際生活有關(guān)的事物等，描述、概括、總結(jié)一些抽象的、無(wú)形的概念或過(guò)程。在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)對(duì)學(xué)生抽象建模思維的培養(yǎng)，能夠改變學(xué)生的生物課程學(xué)習(xí)方式，降低學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)的難度，使學(xué)生對(duì)所要學(xué)習(xí)的生物知識(shí)產(chǎn)生深入且全面的認(rèn)識(shí)。高中生物教師需要對(duì)教材中以及教材外的實(shí)驗(yàn)素材進(jìn)行深入的挖掘與開(kāi)發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生物知識(shí)中的核心概念，構(gòu)建與生物知識(shí)本質(zhì)有關(guān)的生物模型。教師借助構(gòu)建生物模型的方式開(kāi)展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠使學(xué)生獲得豐富的感性認(rèn)知，并在思維活動(dòng)與動(dòng)手實(shí)踐操作之間建立密切的關(guān)聯(lián)，進(jìn)而讓學(xué)生在思考與動(dòng)手操作的過(guò)程中，完成自主構(gòu)建生物知識(shí)，并對(duì)生物知識(shí)形成深刻的理解。

例如，在高中生物“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生將硬紙板作為生物實(shí)驗(yàn)的材料，通過(guò)將硬紙板剪成不同形狀的方式構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。首先，剪出圓形代表DNA中的磷酸，剪出五邊形代表DNA中的脫氧核糖，剪出長(zhǎng)方形代表DNA中的堿基。注意，DNA中的四種堿基也可以通過(guò)不同顏色的長(zhǎng)方形表示。接著，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用硬紙板、膠布、訂書(shū)機(jī)、鐵絲等材料，結(jié)合自己對(duì)“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”的理解制作DNA模型。這樣，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂上，通過(guò)借助硬紙板、剪刀、膠布等簡(jiǎn)單的材料，就能夠讓學(xué)生直觀地理解抽象的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，不僅降低了學(xué)生對(duì)抽象化生物知識(shí)的理解難度，而且促進(jìn)了學(xué)生理性思維能力的提升?？傊?，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂上，借助構(gòu)建生物模型的方式，能夠讓學(xué)生對(duì)所學(xué)生物知識(shí)產(chǎn)生直觀化的理解，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物知識(shí)概念的理解與掌握。其實(shí)，構(gòu)建生物模型的過(guò)程也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行理性思維培養(yǎng)的過(guò)程。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠結(jié)合自己的實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)學(xué)思維的引導(dǎo)下將原本抽象的生物知識(shí)具象化，促進(jìn)其對(duì)生物知識(shí)的全面理解與掌握。高中生物教師在今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，需要借助生活中常見(jiàn)材料，引導(dǎo)學(xué)生使用材料完成實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的理性思維，并結(jié)合課本中的生物知識(shí)建立生物模型，使學(xué)生對(duì)生物知識(shí)進(jìn)行更深層次的學(xué)習(xí)與理解。

2? ?開(kāi)展推理教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)散思維形成

學(xué)生的發(fā)散思維培養(yǎng)需要建立在想象力的基礎(chǔ)上，需要學(xué)生結(jié)合已有知識(shí)及具體的問(wèn)題，從多個(gè)層面出發(fā)進(jìn)行思考推理，進(jìn)而完成完整的生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程，獲得生物實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果。生物學(xué)科的學(xué)習(xí)與其他學(xué)科具有本質(zhì)的區(qū)別，它不僅需要學(xué)生完成對(duì)特定知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而且需要學(xué)生掌握一些自然規(guī)律知識(shí)。在開(kāi)展高中生物探究學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，需要學(xué)生帶著較強(qiáng)的邏輯思維，結(jié)合自己的實(shí)際觀察結(jié)果，發(fā)揮想象力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)完成對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，并且能夠結(jié)合問(wèn)題對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)設(shè)與探究，對(duì)比動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與自己的預(yù)想的一致性。最后，教師需要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)尾，讓學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)的結(jié)果推理具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而使學(xué)生提升實(shí)驗(yàn)探究能力及實(shí)踐操作能力，促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)散思維的形成。

例如，在對(duì)高中生物“物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的方式”以及“物質(zhì)離開(kāi)細(xì)胞的方式”的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)之前，可以引導(dǎo)學(xué)生思考已經(jīng)掌握的“質(zhì)壁分離”有關(guān)的知識(shí)，并思考：影響物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的因素是否與濃度差有關(guān)？實(shí)驗(yàn)所使用的材料能夠用洋蔥代替嗎？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生進(jìn)行更好的觀察？使用KNO3溶液代替原先實(shí)驗(yàn)中的蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)的結(jié)果會(huì)發(fā)生變化嗎？學(xué)生在教師布置的推理式問(wèn)題的引導(dǎo)下完成對(duì)問(wèn)題的思考，并設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。學(xué)生通過(guò)自己獨(dú)立思考，將實(shí)際實(shí)驗(yàn)與生物理論知識(shí)相結(jié)合后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，最終在實(shí)驗(yàn)的輔助下獲得答案。這樣的教學(xué)方式既體現(xiàn)了學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂中的主體地位，又讓學(xué)生在教師的推理教學(xué)提問(wèn)中實(shí)現(xiàn)了邏輯思維能力的提升。

3? ?引發(fā)學(xué)生思考，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維形成

高中生物教學(xué)課堂中，需要教師關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程中充分發(fā)揮個(gè)人的想象力。教師可以為學(xué)生設(shè)置多層次的問(wèn)題來(lái)突破學(xué)生已經(jīng)形成的固化思維，使學(xué)生的創(chuàng)造力得到提升，進(jìn)而形成獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。在學(xué)生學(xué)習(xí)高中生物課程的過(guò)程中，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力必不可少。生物學(xué)科本身就具有較強(qiáng)的實(shí)踐性與實(shí)用性，因此更需要教師重視對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力及拓展能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在參與實(shí)踐活動(dòng)與拓展活動(dòng)的過(guò)程中形成創(chuàng)新思維能力。在教師開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)期間，需要為學(xué)生構(gòu)建輕松愉悅的生物學(xué)習(xí)氛圍，引導(dǎo)學(xué)生敢于對(duì)自己不理解的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，并鼓勵(lì)學(xué)生敢于在想象創(chuàng)造的過(guò)程中對(duì)自己在課本中不理解的實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)結(jié)論提出疑問(wèn)。不僅如此，教師還需要對(duì)以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，引導(dǎo)學(xué)生制定新的實(shí)驗(yàn)方案，并使學(xué)生在自主思考與探究的過(guò)程中發(fā)揮自身的主體性。教師在課堂上需要針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)提醒，以此來(lái)促進(jìn)學(xué)生想象能力的形成，使學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作的過(guò)程中提升實(shí)踐能力。

例如，在對(duì)高中生物“對(duì)存在于生物組織中的糖、蛋白質(zhì)、脂肪等進(jìn)行檢測(cè)”的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師為了方便學(xué)生對(duì)存在于花生中的脂肪進(jìn)行觀察，就需要引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)花生的切片操作，而制作切片對(duì)學(xué)生而言具有較大的難度。此時(shí)，需要教師引導(dǎo)學(xué)生積極思考，用自己的智慧化解難題。一些學(xué)生在教師的鼓勵(lì)下，選擇了用刮刀刮取花生組織的方式獲得花生切片，這種方式不僅簡(jiǎn)單便利，而且安全性較高。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比用刮刀獲取的組織切片以及正常制作的切片之間的不同點(diǎn)，使學(xué)生以比較的方式獲得最為合適的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生通過(guò)比較的方式，能夠得出雖然使用刮刀刮取的方式獲得切片比較簡(jiǎn)單便捷，但是與正常制作的切片相比，只能得到不完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，這樣的切片并不利于實(shí)驗(yàn)后續(xù)對(duì)細(xì)胞的觀察，因此這種制作切片的方式不具備實(shí)用性。作為高中生物教師，需要積極引導(dǎo)學(xué)生以創(chuàng)新優(yōu)化的方式完成對(duì)實(shí)際問(wèn)題的解決。以本實(shí)驗(yàn)為例，教師不能一味地要求學(xué)生按照傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法完成實(shí)驗(yàn)操作，而是需要鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用想象的方式，創(chuàng)新優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中充分發(fā)揮自身的主體作用，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

4? ?鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，促進(jìn)學(xué)生批判思維形成

科學(xué)的實(shí)驗(yàn)往往需要經(jīng)歷反復(fù)探索、質(zhì)疑以及實(shí)踐的過(guò)程。教師開(kāi)展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生在進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎伎己笤偻瓿蓪?duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，最后結(jié)合對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的猜想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)而獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中，教師需要鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，同時(shí)可以讓學(xué)生以小組合作學(xué)習(xí)的方式將自己獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與其他同學(xué)得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較、歸納、總結(jié)，進(jìn)而獲得最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。為了促進(jìn)學(xué)生批判思維的形成，教師可以在實(shí)驗(yàn)課堂上讓學(xué)生分析、探討實(shí)驗(yàn)的原理、所使用的材料、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的方法、具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等各個(gè)方面，讓學(xué)生大膽地在課堂實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中發(fā)表自己的觀點(diǎn)，提出疑問(wèn)，進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)學(xué)生縝密性思維及批判性思維的形成。

5? ?轉(zhuǎn)化結(jié)果為過(guò)程，促進(jìn)學(xué)生推理概括能力形成

知識(shí)結(jié)果教學(xué)中強(qiáng)調(diào)教學(xué)主導(dǎo)建立在對(duì)知識(shí)的傳授上，需要教師能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)行為與自己灌輸知識(shí)的方法結(jié)合起來(lái)。而知識(shí)教學(xué)過(guò)程更加重視在教學(xué)活動(dòng)中融入知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程及發(fā)展路徑，使學(xué)生能夠在掌握完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)中提升自己的學(xué)習(xí)技能。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展，需要教師由知識(shí)結(jié)果教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)過(guò)程教學(xué)，使學(xué)生在這種教學(xué)活動(dòng)中形成認(rèn)知思維，并促進(jìn)學(xué)生發(fā)展理性思維，進(jìn)而在形成整體的思維模式中提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的歸納概括能力。

總而言之，教師立足于對(duì)學(xué)生理性思維的培養(yǎng)開(kāi)展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠使學(xué)生感受到生物實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣，使學(xué)生在快樂(lè)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中學(xué)習(xí)與掌握更多的高中生物知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)生物課程學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，并提升學(xué)生的理性思維能力及動(dòng)手實(shí)踐操作能力。因此，教師需要結(jié)合具體的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)，采用靈活的教學(xué)方式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，并且重視自己在學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中的監(jiān)督指導(dǎo)與思維啟發(fā)作用，使學(xué)生的理性思維在教師有計(jì)劃、有策略的實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中獲得穩(wěn)步提升。

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