在生物实验中进行思维训练

王瑞亮

生物科学实验是在理性指导下的实践活动。在每一个实验的过程中，从实验意念的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验报告的完成，每一步都有思维活动，每一步都是思维的结果。因此，生物科学实验有利于把学生带入发现问题的情境，使学生在分析和解决实验问题的过程中锻炼思维能力。培养学生的思维能力可以从以下几个方面进行。

启发思维积极性

兴趣是思维活性的源泉，求知的需要是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时，就会围绕这个问题积极地思考。但是，单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的，只是直接的兴趣，如果没有更深层次内涵的吸引，维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣，就要善于“创造”种种诱因。比如，从生产实际和学生生活实际引出实验课题，不断明确实验目的意义，不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考，等等。通过这些手段，及时地把学生的直接兴趣发展为间接兴趣。

思维总是在观察和解决问题的过程中进行的。当一个人产生必须排除困难的需要，或要了解某一问题时，思维就活跃起来。实践证明，有意识地创设发现问题的情境是引导学生积极思维的好方法。

让学生掌握科学研究的过程

明确科学研究的基本过程是科学思维方法的首要问题，即解决问题的程序。一般有以下几步：提出问题——进行假设——设计并进行实验——搜集数据——得出结论——讨论交流——分析论证。

训练思维操作技能

思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。在生物实验中要实现对某生命现象的本质和规律的认识，就要对实验中的感性材料进行一系列的思维操作才能实现。

分析根据系统论的观点，任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的开放的有序整体。对于这样一个整体如果囫囵吞枣地研究是无法进行的。只有将其分解，才能一部分一部分地研究，深入其内部，发现其本质。在头脑中把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析。为了便于研究还须进行更深层次的分解，所有的科学实验都离不开分析。

综合在头脑中把生命体的各部分，把生命现象的各个方面和属性联合起来，形成对生命体和生命现象整体的认识，这就是综合。比如在了解了细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核等构造之后，再把它们联合起来就形成一个完整的细胞的概念。分析和综合是相辅相成、紧密联系的对立统一的关系，它们是思维活动的基础。

比较把生物各部分构造、功能和某些属性加以对比，并确定它们之间的异同点，这就为进一步认识生命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如，比较各种细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点，比较各种种子的构造，比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况，等等，这些都是比较的过程。

抽象和概括找出各种生物体或各种生命现象中共同的本质的属性，或找出各部分构造之间、功能与构造之间、生物与环境条件之间的因果关系，而抛开次要的、非本质属性和非因果的偶然联系。并且，把抽象出来的本质属性、必然联系加以综合形成概念和判断，达到对生物现象的本质和规律的认识。比如，在研究了植物的各种花之后，舍去颜色、形状等次要属性而抽取出都有“花蕊”及担负“有性繁殖”功能这2个最本质的特征，形成花的一般概念，这就是对花的抽象和概括。

分析、综合、比较、抽象和概括等在同一次思维活动中都是共同参与，紧密结合。一般说来，分析、比较、综合是抽象和概括的基础，而抽象和概括是思维的核心。只有通过抽象和概括才能认识事物的本质和发展规律，形成概念和原理，从而达到对事物理性的认识。

培养思维的逻辑性

思维的逻辑性主要指能正确运用概念、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。在实验过程中，学生通过观察获得大量具体的、形象直观的感性材料，对这些材料经过思维，抽象和概括出各种生命现象的本质属性和必然联系，再以概念、判断、推理的形式表达出来或贮存起来。生物学中的各种基本概念、规律、原理等都是概念、判断、推理的具体体现。这些就构成生物学的知识体系。

生物学的基本概念和概念体系是生物科学知识的基础，所以必须重视基本概念的教学。但是应该让学生自己通过“劳动”取得这些概念，让学生通过实验、观察、思考形成这些概念，并且能够用科学的语言把它们表达出来。坚持让学生给概念下定义，让学生推导实验的结论，实际上是训练学生思维的逻辑能力。

生物实验中经常用到的推理方法主要有归纳推理和演绎推理。这就为培养学生的推理能力创造了有利条件。归纳法是从个别事例概括出一般原理的思维形式，一般分为完全归纳法、简单枚举法和因果归纳法。简单枚举法在中学生物实验中是普遍存在的。

总之，培养学生的思维要从多方面入手，学生的思维能力提高了，课堂效率也就会提高，要实现的高效课堂就不再是梦想，课堂也会因此而精彩、生动、有趣。

（作者单位：山东省高密市姜庄中学）