浅谈生物探究性实验中的直觉思维

柏文峰

《普通高中生物课程标准(实验)》明确指出生物课程理念的核心是为了每个学生的充分发展，具体包括提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习以及注重与生活的联系。在高中生物实验教学中，有不少探究性实验。这些探究性实验能激发学生的积极主动性，学生在思维和行动上常常进发出令教师意想不到的火花。这些火花是不是科学合理，是不是充满智慧，能不能揭示本质，在一定程度上有赖于直觉思维的培养和形成。

教师在传统实验教学中过多地注重逻辑思维能力的培养，不利于学生的思维能力的整体发展。由于直觉思维长期得不到重视，学生认为生物实验教学就是在教师的预先设计和指导下按部就班的完成，对生物的学习缺乏取得成功的必要的信心，从而丧失生物学习的兴趣。培养直觉思维能力是高中生物实验，尤其是探究性实验的需要，也是新课改的需要，更是新时期社会发展对人才的需求。

1直觉思维内涵

直觉思维是指对一个问题未经逐步分析，仅依据内因的感知迅速地对问题答案作出判断、猜想、设想，或者在对疑难百思不得其解之中，突然对问题有“灵感”和“顿悟”，甚至对未来事物的结果有“预感”、“预言”等。比如，当学生遇到难题：百思不得其解时，有时却忽然灵机一动，豁然开朗，想出按什么途径或方法可能将问题解决。这种思维活动便是直觉思维。

1.1生物直觉思维产生的基础

生物直觉思维不是凭空产生的，必须具有一定的生物学科和其他学科的基本知识，了解生物学科的研究方法和思维方式。生物直觉思维的表现形式是以人们已有的知识、生活经验和技能为基础，通过观察、联想、类比、归纳、猜测之后，对所探究的事物作出一种比较迅速的直接的综合判断。它不受固定的逻辑约束，以潜在的逻辑形式进行。因此，直觉不等同于乱猜想，或者跟着感觉走。例如：在探究酵母菌的细胞呼吸方式时，教师通过生活中的酿酒、发面等实例引入，设计酵母菌的有氧和无氧条件的实验装置。具有扎实的中学化学和生物学知识经验基础的学生，能在设计探究实验装置时顿悟到，有氧装置通空气时设置氢氧化钠溶液排除空气中二氧化碳的影响，并且设置澄清石灰水检测有氧呼吸时是否有二氧化碳生成；无氧装置用塞子密封一段时间后，用导管连接到澄清石灰水中，检测在无氧条件下是否产生了二氧化碳。

生物直觉思维具有直接性、内隐性、创新性等特点。在教育过程中，教师如果把探究性生物实验过程程序化、逻辑化、严格化，学生在探究过程中就容易丧失“可靠的直觉”，学习的积极性和热情也大大降低，这种现象应该引起生物教育者的重视与反思。

直觉思维不依赖于严格的证明过程，是以对问题全局的总体把握为前提，以直接的、跨越的方式直接获取问题答案的思维过程。直觉的形式表现为很快产生假设，迅速对问题的解决方案作出猜想和预测。例如，1979年4月，澳大利亚学者沃伦在一份胃黏膜活体标本中，意外发现一条奇怪的蓝线，他用高倍显微镜观察，原来是无数的细菌紧粘着胃黏膜。接下来沃伦继续用显微镜在其他活体标本中寻找这种细菌，发现这种细菌总是出现在慢性胃炎标本中，沃伦马上意识到，这种细菌和慢性胃炎等疾病可能有密切的关系。经过研究发现导致胃炎和胃溃疡的正是这种幽门螺旋杆菌。2005年沃伦和另外一位科学家马歇尔一起获得了诺贝尔奖。

直觉思维的智力操作是内隐的，其思维的过程往往是思维者不能言表的，而且不能对思维结果作出评论，因为它不依赖于通过分析技巧而掌握问题的意义和结构组成，是一种对问题的无意识的直接把握。在探究生长素发现的实验过程中，教师提出“一棵放置在窗台上的植株，一段时间后这棵植株的生长趋势如何?”高中生一般都会直接给出答案，解决这一问题也无需严密的推理过程，因为这是由学生的认知基础和思维特点所决定的。因此教学过程中教师对所有学生所有问题都要问为什么的提法是不妥的。

直觉思维从事物的整体上把握，凭直接的感知迅速地对问题答案作出判断、猜想、设想。无意识直觉思维的想象是丰富的、发散的，使人的认知结构向外扩展，因而具有反常规律的创新性。许多重大的发现都源于直觉，比如阿基米德在浴室里找到了辨别王冠真假的方法。

在探究酶活性条件的实验中，建议教师用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。大多学生的设计思路是：①先取3支试管编号1、2、3，各加入淀粉溶液；②再向3支试管中加淀粉酶溶液；③分别把这三支试管放入0℃、60℃、100℃的水中；④再用斐林试剂进行检测，只有60℃的水中有砖红色产生，其余将不变色，由此可证明温度对酶活性的影响。有少部分学生凭直觉发现有漏洞：①这个实验中的变量是温度，其余条件必须相同，遵循单因子变量原则，以排除无关变量对实验结果的影响；②在淀粉溶液和淀粉酶溶液混合反应前应事先控制好各自温度后再混合，这样可使淀粉酶的催化反应完全处于设定的温度条件下，以利于减少误差；③将3支试管分别放入0℃、60℃、100℃的水中各维持5 rnin，以使反应充分进行；④该实验结果不能用斐林试剂来检测，而应在3支试管中分别滴入1—2滴碘液加以检测。因淀粉遇碘变蓝，而当淀粉被淀粉酶分解成麦芽糖和葡萄糖后，蓝色就会褪去。用斐林试剂误差就会很大。这样情况下教师应给予充分的肯定，有利于学生在直觉思维中形成一定的创新能力。因此，培养学生的直觉思维是必要的。

1.2生物直觉思维的形成有利于增强学生的自信心

成功可以培养一个人的自信，直觉发现伴随着很强的“自信心”。从马斯洛的需要层次来看，它使学生的自我价值得以充分实现，也就是最高层次的需要得以实现，比起其他的物资奖励和情感激励，这种自信更稳定、更持久。当一个问题不用通过逻辑证明的形式而是通过自己的直觉获得，那么成功带给他的震撼是巨大的，内心将会产生一种强大的学习钻研动力。例如在进行实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”时，有的学生想到猪肝有腥味，价钱有些贵，能否有其他简便的材料代替。在相互交流中，有的学生脑海中马上闪现出土豆也可以，因为土豆细胞里有过氧化氢酶。这样激发了学生的信心和热情，使他们能积极主动地完成实验。

无数事实证明，如果没有直觉思维，就没有假说和猜想，创造发明也就不复存在。因此，教师应该在探究性实验教学中，重视培养和训练学生的直觉思维能力，有利于学生各种能力的培养和终身发展。

2生物直觉思维的培养和形成

在探究性实验教学中，生物直觉思维的培养和发展有利于学生个性和特长的发展，并且获得技能、经验，并能迁移运用，最终具备一定的探究创新能力。美国心理学家布鲁纳认为，应该做更多的工作去发展学生的直觉思维。直觉思维能力可以通过多方面重视、学会从整体考察问题、注意挖掘问题内部的本质联系，借助学习积累、亲身体验以及大胆尝试等途径加以培

养。

2.1生物学科的知识结构和已有的生活学习经验，是产生直觉思维的依据

教师要求学生掌握一定的生物学知识，鼓励学生多留心重视生物学知识积累，平时应让学生关注了解生物学科的最新成果、进展和信息，还要利用各种生物课程资源，使他们对本地区的一些常见生物、生态环境、农牧业和有关生物产业等情况有所了解。这样才能站的高、看的远，有利于学生形成良好的直觉思维。

2.2注重观察，培养学生的直觉思维

敏锐的观察力是直觉思维的起步器。直觉思维是综合的而不是分析的，它依赖于对事物全面和本质的理解，侧重于整体上把握对象而不拘泥于细节的逻辑分析，它重视元素之间的联系、系统的整体结构，从整体上把握研究的内容和方向。观察是信息输入的通道，是思维探索的大门。没有观察就没有发现，更不能有创造。高中生物探究性实验教学离不开观察。通过观察，能获取和积累一些表象，获取的大量感性材料，然后再进行科学的分析、比较、综合、概括等抽象活动。在观察之前，教师要给学生提出明确而又具体的目的、任务，指导学生从整体上观察研究对象的特征。例如探究绿叶中有几种色素时，不同的学生做出的色带效果可能有差异，学生相互交流讨论，努力培养学生浓厚的观察兴趣，同时使他们能逐步形成一定的直觉思维，更好的进行各种探究实验。

2.3鼓励学生主动参与探究实验的准备工作，是学生形成直觉思维的源泉

许多生物探究实验的内容不是一节课就可以完成的，教师必须在实验前做好大量的准备工作和预备实验，以保证学生顺利完成。教师可以在进行实验准备和预备实验时，有计划地安排学生参与实验准备工作，让学生亲身实践，体验具体事物，来激发学生的兴趣和感性认识，促进他们对实验的整体、深刻认识，开启其直觉思维，提高其动手能力和创新意识。例如：探究培养液中酵母菌种群数量的变化的实验中，首先要配置培养液，培养酵母菌菌种。在此过程中学生互相探讨，应该进行不同组别的分装，酵母菌的量应一致，营养液可以分成完全充足和定量组别，然后置于恒温箱中培养。在培养期间，学生每天观察记录，对数据进行处理，完成表格和数学图形的绘制。最后学生思考讨论，提出种群增长方式和条件，得出结论。

2.4启发和鼓励学生大胆操作、设计、想象，有计划地培养学生运用直觉思维解决问题的能力

课余时，教师多给学生一些时间和空间，并且定时开放实验室，让学生选择时间，自主地对实验进行设计、选择仪器设备、操作实验过程，总结写出报告。学生会遇到问题、产生各种好奇和幻想，教师要及时启发、鼓励，让学生自己动脑动手，去探索完成。学生之间可随机合作，相互交流讨论。在这些活动中，通过教师不断的启发鼓励，学生运用大胆的想象、严谨细致的态度，合理解决各种问题，这样有利于考察和培养学生的鱼觉思维。在生物探究实验时，教师常常要引导学生运用想象作为基础。想象往往是不受逻辑思维约束的思维形态，具有极大的跳跃性与自由性，可以极为迅速地使不同事物之间建立联系。因此，想象是直觉思维的翅膀，教师要积极启发学生进行丰富、奇特的想象。

3教师的指导作用在生物探究实验中培养学生的直觉思维起着主导作用

在生物探究性实验教学中，教师要积极的创造条件，按照课程标准，让学生有效、安全地参与探究实验活动，掌握基本技能，培养学生敏锐的洞察力，直觉思维能力、逐步培养成能应用生物知识解决实际问题的能力和创新能力。

教师在指导学生参与探究实验过程中，要努力使学生初步学会生物科学探究的一般方法，包括提出问题、作出假设和实验验证等，注意学生直觉思维的培养，使学生逐步养成勤思细心的习惯。教师注意学生的一些合理的突想好奇，进行评价反思，有利于学生学习能力提高和思维能力的培养。实验中可能出现一些不同的现象、问题、失败等，教师要尽可能多设疑，以激发学生直觉思维，直接感受活动的乐趣。

在高中生物探究性实验教学中培养学生的直觉思维能力，直接关系到学生的各种能力的形成，有利于学生的自我发展、全面发展和终身发展。