理性思维在高中生物教学中的培养探讨

涂珊珊

高中生物核心素养是高中生在生物课的学习过程中，形成的生命学科的核心素养，是生物学科方面关注个人和社会的必备品格及关键能力。现行的高中生物课程改革，将发展学生生物学核心素养定义为追求的目标，高中生物学核心素养是由生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四大块组成。

生命观念在生物学核心素养中处于基础和支柱地位，它的形成与理性思维和科学探究密不可分。科学探究可对理性思维进行实证，而理性思维又是科学探究的组成部分。因此，在利用理性思维进行科学探究的过程中，学生能逐渐形成生命观念，进而形成一定的社会责任意识。所以，在生物教学中，学生理性思维的培养尤为重要。

理性思维是在逻辑推理基础上对事物和问题进行分析、比较、综合、抽象和概括的思维。这就包括演绎推理、模型建构、批判性思维、归纳与概括等。在生物学科方面，人们经常运用理性思维解释现象，论证生物学科的现象和問题。

1 演绎和推理思维能力的培养

演绎推理也是高中生物的一种基本思维方式。高中生物关于科学史和实验的教学，都离不开演绎推理能力的运用。我国逻辑学界关于普通逻辑演绎推理有三种比较流行的定义，杨树森先生将演绎推理定义为：演绎推理就是根据前提判断的逻辑性质推出必然性结论的推理。 陈尚文认为演绎推理是前提与结论间有充分条件或充分必要条件联系的必然性推理。学者李丹在演绎推理方面的研究贡献巨大，他们的研究表明演绎推理能力的发展是随着年龄的发展而发展的，其中在初中升入高中时演绎推理能力有一次大的飞跃，在高中阶段会达到成熟的程度。

在高中阶段，培养学生的“演绎推理思维能力”可采取以下策略：第一，利用课堂教学培养学生“演绎推理思维能力”。教师在生物的教学过程中，应改变传统的单一的讲授教学模式，灵活的运用多种教学方法，创设学习情境，让学生乐于利用已有知识进行演绎推理。除了讲授法，还可以采用学生讨论法，让学生相互补充、相互促进，完善演绎推理过程，促进思维发展;还可以利用任务驱动法，给学生布置将一般知识和原理推广到具体问题当中的任务，让学生在课下查找相关资料，完善相关知识内容;或者通过多媒体教学丰富教学内容，创设学习情境，进行延伸教学等。第二，利用实验教学培养学生“演绎推理思维能力”。在生物实验教学中，学生动手实验，会面临很多意想不到的问题，更容易引发学生的思考。因此，在生物学实验教学中，应该注重学生演绎推理思维的养成。譬如，教学中可以引导学生思考更换实验材料的可行性，更换之后的效果会怎样，为什么一定要这样的实验步骤，是否可以做出一定的调整等，然后在条件允许的情况下让学生实施改进的实验，以检验自己的分析是否正确合理。第三，以生物科学史教学培养学生“演绎推理思维能力”。在平时的教学中，学生也会提出很多比较有价值的问题，利用问题来教学是一个很好的方法。这些问题应该多以开放性问题为主，以启发学生的思考。第四，讲解练习教学培养学生“演绎推理思维能力”，启发学生将生物知识、生物规律应用于学习和生活中，以利于“演绎推理思维能力”的培养;第六，在复习教学中培养学生“演绎推理思维能力”，通过对旧知识的回顾整理甚至是反思，对学习不足的地方尤其可以推理演绎，完善知识体系，培养理性思维能力。

2 模型和建构思维能力的培养

关于模型的描述，可以是定性或定量的。模型可借助于物或其他形象化的手段，也可利用抽象形式进行表达。生物学中的模型是生命世界在头脑中的反映，是人们认识生命世界和阐明生命活动原理的重要途径。

人们用科学模型的研究方式来了解客体的性能和规律，用模型来获取、拓展对于事物认知的方式，这就是科学研究中常用的模型方法。所以，建立模型就是思维与行为相统一的过程。生物教学应用生物模型建构的方法对培养学生的发散思维起到积极的作用。高中生物学中的模型主要有：物理模型、数学模型、概念模型。教师可以用引导学生模型建构方式来培养学生的模型和建构思维能力。不同的模型，引导构建的方法不同。在物理模型构建过程中，就要求教师运用相应的教学方法先引导学生提取抽象概念的本质特征，比如，概念梳理，图片展示，视频播放等;然后再采用分组竞争法，将学生分成几个小组，提示学生可用不同材料制作相关的物理模型;最后为提高学生制作模型的积极性，可设置相关奖励。在数学模型构建过程中，需要教师根据教材，引导学生运用组合学、数理统计学、概率论、函数等知识，构建相关的数学模型，将扑朔迷离的生物问题转换为简洁明了的数学“语言”，大大提高生物课堂教学的有效性，以此来培养学生运用数学知识构建生物学中的数学模型的能力。譬如在“构建杂合子Aa连续自交的模型”过程中，教师就可以引导学生利用数理统计学、概率论构建出杂合子（Aa）和纯合子（AA、aa）在每一代出现的概率曲线图。在概念模型构建过程中，教师可以借助大量的具体实例，再引导学生通过自身的实际经验的肯定例证，采用“简化”和“理想化”的方法将生物学研究对象一些次要细节和非本质联系舍去，最后以归纳的方法，用一种反映原型本质特种的理想物质或假想结构描述事物的本质属性。譬如在“构建‘光合作用概念的模型”过程中，教师就可借助光合作用的探究历程的实例，引导学生崇光合作用的反应场所、条件、反应物等等方面归纳总结出光合作用的概念。

3 批判性思维能力的培养

批判性思维就是依据恰当的评判标准，在分析问题或现象的过程中不断的反思自己或他人的观点，通过质疑、比较以及分析，达到改善，提升思维技能的目的，最终给自己一个合理性决策的思维认知过程。在高中生物学学习过程中，批判性思维就是对生物学问题或观点提出质疑或论证，并不是简单的怀疑和否定。这意味着学生在学习生物学的过程中要具有独立的、有选择性的批判分析能力。具体来说就是包括批判性思维技能和批判性精神，以达到对生物学问题或观点精确、深刻和全面认识的目的。因此，在高中教育阶段，培养学生的良好学习能力，特别是理性思维的培养非常重要。而批判性思维作为理性思维的重要组成部分，它是探究、评价和发展活动中最基本的也最具创造性的思维形式，对于发展学生生物学核心素养中的探究能力、问题解决能力、分析处理信息的能力以及自主学习能力等的培养过程中是不可或缺的。对学生的批判性思维的培养并不是一蹴而就的，而且由于每个学生间存在个体差异性，因此想要提高学生的批判性思维能力具有一定的难度。在批判性思维的培养方面需要不断地进行知识的渗透，并需要有意识地通过多种途径和方式进行频繁的训练。具体如下：

第一，利用教材中各种科学探究历程树立学生批判性思维的意识，通过引导学生重新沿着科学探究过程进行自主探究，在此过程中体会到批判性思维的重要性，树立批判性思维的意识;第二，利用教材中“批判性思维”栏目培养学生的批判性思维，针对高中生物人教版教科书中不同的“批判性思维”栏目，设置不同的问题和任务，引导学生在解决问题的过程中培养批判性思维;第三，利用实验设计进行批判性思维技能训练，在实验设过程中，引导学生提出正确的实验目的、实验原理，选取合适的材料用具，设置恰当的实验变量，并对试验过程中出现的各种条件、各种情况反复进行比较、筛选，并进行预测，从而形成批判性思维。

4 归纳和概括思维能力的培养

“归纳思维”是从具体认识到抽象认识的一种思维方式，在观察的基础上，分析不同对象之间的联系和区别，继而找出彼此内部联系、共同特征和发展规律，从而得出一般结论的思维。而概括思维是形成概念的思维过程和方法。即从思想中把某些具有相同属性的事物抽取出来的本质属性，推广到具有这些属性的事物中，形成這类事物的普遍概念。归纳和概括既区别又联系，教师在进行归纳和概括思维能力的培养时，学生常需要对芜杂的案例进行分析，推理判断出它们内在的统一联系和规律，然后加以抽象思维。除了相同或类似的地方可以总结出来，不同之处也可以整理出来分类比较，从而得出普遍性的适用性更广的结论。

在高中生物教学中，培养学生的归纳和概括思维能力是重要内容。教师需要教会学生科学的方法，引导学生去发现人脑认识事物本质的规律，让他们去发现生物学中的奥秘，这培养学生归纳和概括思维能力。而这，我们可以从以下几个方面着手。 用生动而丰富的案例去调动学习的积极性。给学生足够多的既具代表性又具趣味性的相关材料，引起学生阅读材料的兴趣，也让学生形成一定的感知能力，并在此基础上调动他们学习的热情。比如，在介绍细胞中的多糖时，以汉堡包为引导入新课，引起学生的兴趣。第二，利用图表形式进行归纳类比。教师可以把比较的项目列出，由学生填表;或者教师可把曲线图的横坐标、纵坐标标出，由学生来描绘曲线，以此锻炼学生的归纳和概括思维。第三，围绕核心概念展开教学。高中生物概念很多，我们可以依据概念的内涵和外延将它们分为核心概念和普通概念。

教师在教学设计过程中，将课本中的知识点概括为几大核心概念，把更多的时间和精力花在核心概念的理解上，围绕核心概念展开教学，不仅可以节约课堂时间，提高教学效率，还可以渗透归纳和概括思维能力的锻炼和运用。比如，教师在教授必修一第五章第4节《能量之源——光与光合作用》时，就围绕核心概念——“光合作用”进行讲解，崇光作用的反应场所、反应条件、反应物和产物几个方面理解光合作用的过程。

总之在高中阶段，学生理性思维的培养需要生物老师在向学生传授生物知识的过程中，通过模型以及大量的科学资料的展示，一步步引导学生通过研究科学家构建模型的过程以及自己构建模型，进而理解抽象的生物学知识;通过演绎推理的方法，理解和灵活运用生物学规律;通过对知识的归纳与概括，使学生能更好地整理庞大的生物学知识，形成基本的生物学规律;最后学生在学习生物学的过程中已初步形成独立的、有选择性的批判分析能力，并将此能力运用到科学探究中，帮助学生能更好的理解已知的科学理论以及探究未知的科学领域。最终，学生在学习生物 学科中逐渐形成理性思维，初步具有生物学核心素养。

（作者单位：江西南昌县莲塘第三中学）