理性思维和科学探究相结合的高中生物课堂实验研究

邴莹

《2017普通高中生物学课程标准（征求意见稿）》中明确指出“学科素养”是四大课程理念之一，且将生物学核心素养划分为生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个要素.现阶段的生物学科的教学中，很多教师虽然强调“三维目标”的达成和“核心素养”的培养，但由于受高考大方向影响，他们依然没有把理性思维和科学探究深刻融入到高中生物课堂实验中.

一、理性思维和科学探究

1.理性思维的形式和方法.

理性思维的过程比较复杂，必须要有概念、判断、推理这三种思维形式.理性思维是对事物的本质特征加以概括的思维形式，其中判断是对事物之间的关系进行判别，推理是对一个或一个以上的已知判断进行推导分析，从而得出新结论.由此可见，三种思维形式并非是独立存在的，而是相互联系的.从这三种思维形式中又可以衍生出不同的方法：（1）比较与分类，即对事物之间的本质特征加以区分，并找出它们之间的异同点;（2）分析与综合，即把整个事物分为部分来分别进行研究;（3）归纳与演绎，即从个别中归结出一般，从一般发现个别;（4）抽象与概括，即将许多事物的共有屬性提取出来，总结出此类事物的共有属性.

2.理性思维和科学探究的关系.

科学探究主要建立在观察和实验的基础上，具有理论严密性.理性思维不仅仅局限于科学探究的过程中，它还是一种客观积极和辨证地分析问题、解决问题的思维方式，通常体现为对自身、对他人、对社会现象的客观和辨证的认知与判断.科学探究过程中包含理性思维，但理性思维的习得与提升不限于科学探究.科学探究的过程一般包括：提出问题、搜寻事实、捕获信息和立论解释这4个环节.理性思维不仅限于在科学探究中培养提升，积极人生观念的传递、培养开放的人生态度与学习辨证地看待客观事物等这些过程中都可以使理性思维得到提升.

二、高中生物课堂实验中理性思维和科学探究的结合策略

高中生已经具备了一定的理性思维能力，但由于生物学习过程涉及了大量的实验，很多学生的理性思维并不能得到很好的发挥，因此需要将理性思维和科学探索进行结合，由此来提高学生的综合素质.

1.传授理性思维的方法.

生物学作为一门以实验为基础的学科，许多概念和规律都需要在实验的前提下总结得出.在教学过程中，教师每演示完一个实验，不是为了展示实验的结论，而是为了让学生在实验的过程中调用自己的理性思维，演绎推理出整个实验结论的过程，从而将演绎推理的这一思维方法渗透到整个过程中.例如，在讲解“对生物膜结构的探索历程”这一知识点时，教师要引导学生先基于事实提出问题，形成假说，然后让学生阅读课本第65页“对生物膜结构的探索历程”的两段资料，并提出问题，根据提出的问题，让学生认识到该结论只是对大量实验现象的推理，真实结论还需要进一步验证，最后设计实验、验证假说的正确性，使学生明确在“提出假说”之后需要设计实验验证假说.

2.运用探究式教学策略.

在新课程理念下，探究式教学已经成为了课堂教学的主旋律，它在培养学生理性思维方面有着重要的作用.例如，在学习《细胞中的糖类和脂质》时，可以结合时事热点，如有人将自己买回来的一袋肉松饼拿水浸泡后，发现肉松里面根本没有肉松，而是“棉花”.根据这个视频，让学生站在质检部门的角度想应该如何检验这个新闻的真实性，并引导学生根据两者的成分即“肉松是蛋白质、棉花的主要成分是纤维素”展开鉴别.在此过程中，既可以巩固学生的生物学知识，又能培养学生敢于质疑、不盲从的科学态度.

探究类实验旨在培养学生的探究意识和思维方式，但高中课本中的探究实验并不是真正意义上为了发现新知而设计的，这就需要教师循序渐进地启发学生，由发现问题、提出问题开始，根据问题或现象进行猜想与假设，然后制定计划、设计实验，接着进行实验与收集证据，并根据实验数据和结果进行分析与论证，最后进行评估与交流.

高中生物是培养学生理性思维和科学探究能力的一门重要学科.在教学过程中，教师要明确理性思维和科学探究之间的关系，结合高中生物学科的具体内容，培养学生的理性思维能力和科学探究能力.