在高中生物教学中培养学生理性思维策略探究

【摘 要】本文论述在文中生物教学中培养学生理性思维的策略，提出归纳概括思维能力、分析推理能力、解决问题能力、抽象建模能力、创新思维能力、批判思维能力等教学建议。

【关键词】理性思维 高中生物 生物教学

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）46-0151-02

高中生物不仅注重理论知识的记忆，还体现了逻辑思维的严密性。《普通高中生物学课程标准》提出，要以“核心素养为宗旨”的教学理念为导向，注重培养学生的理性思维，从而帮助学生更好地学习和探究生物知识。教师可以从归纳概括能力、分析推理能力、解决问题能力、抽象建模能力、创新思维能力和批判思维能力等方面入手，培养学生的理性思维。

一、依据知识本源，培养归纳概括能力

归纳概括的能力是指，学生在学习过程中，能够将各个事物联系起来，找到事物间的个性与共性，并进行归纳总结。这是学生学习生物知识必备的思维能力之一。因此，教师要重视培养学生的归纳概括思维能力。

例如，笔者在《基因指导蛋白质的表达》这一章节的教学中，为了培养学生的归纳概括能力，为学生提供下面的生物事实资料，让学生结合资料讨论，并进行归纳总结。

实验一：将35S标记的大肠杆菌在培养液中培养一段时间之后，进行破碎离心，检测所得产物的放射性，检测结果发现核糖体内放射性较高。用32P标记专门寄生在大肠杆菌中的T2噬菌体DNA，把感染噬菌体后的大肠杆菌进行破碎离心，检测所得产物的放射性，发现核糖体并没有放射性。

实验二：用T2噬菌体侵染大肠杆菌，生成新的RNA，然后再用32P标记新合成的RNA，将大肠杆菌破碎、离心，检测所得产物的放射性，发现核糖体有较高的放射性。

实验三：将T2噬菌体DNA和大肠杆菌的DNA加热变性，然后用荧光标记实验二中提取得到的RNA，在适宜的温度下培养一段时间，洗脱后检验放射性，发现噬菌体的DNA出现放射性，而大肠杆菌的DNA则没有出现放射性。

学生结合以上资料，自主进行分析归纳和总结。从实验一，学生得出结论“DNA不能直接控制蛋白质的合成。”从实验二，学生得出结论“RNA和核糖体可以控制蛋白质的合成。”结合实验一和实验二，教师引导学生猜想“DNA能控制RNA的合成”，并用实验三来验证这一结论。在实验三中，学生发现噬菌体把DNA作为模板，指导RNA的合成，确认了此前的猜想。通过以上生物事实，学生归纳概括出了遗传信息的转录概念。

二、注重实验，培养分析推理能力

推理能力是指在一定事实基础上，通过分析推导，得出结论的过程。学生在生物学习的过程中，通过实验合理地推理验证得出结论，从而认识事物的本质。因此，教师要通过实验，让学生在有据可依的情况下进行推理验证，帮助学生更好地预测和探讨生物现象。

例如，笔者在讲授《基因的显性和隐形》内容时，会涉及人类遗传病的推理类问题，并多指是显性遗传病，而白化病是隐性遗传病，控制这两种疾病的等位基因都在常染色体上，并且独立遗传。教师可先将《基因分离定律》相关的绍孟德尔研究实验进行复讲。孟德尔在进行基因分离定律实验的过程中，分别采用了纯种的豌豆进行杂交实验。通过实验可以发现，得到的子一代表现型都是高茎，子二代当中高矮的比例为3∶1。通过实验来验证基因分离定律，得出生物表现的性状和自身携带的遗传因子有一定的联系。在生物体细胞中，遗传因子是成对出现的，而在生殖细胞中只有一半的遗传因子。接着，笔者让学生根据这个实验，在教师提出假设中尝试进行合理的推论。假设在一个家庭中，父亲是多指无白化病，母亲手指正常无病症，有一个患白化病（bb）手指正常（aa）的孩子。根据题意可以得知这个孩子的基因型为aabb，那么孩子的aa或bb中的a或b分别来自父亲和母亲。题目中提到父母的患病情况，可以推断出父亲的基因型为AaBb，母亲的基因型为aaBb。掌握了基因型之后，就可以进行概率推算。由于这两对性状符合自由组合定律，通过计算即可得出再生出一个多指孩子的概率为，生出同时患两种病孩子的概率为。

在这一过程中，学生从实验中获得经验，并将这一分析推理能力运用到题目当中，得出“在生物受精的过程中，雄雌配子随机结合的同时，遗传因子也会随机结合”这一结论，不仅让学生对该知识点了解透彻，也培养了学生分析的推理能力。

三、创设问题情境，培养解决问题能力

問题情境教学基于维果斯基“最近发展区”理论，是适合高中阶段学生的一种教学模式，在问题情境中学生更容易发散思维。因此，教师要结合生物教材，整合课本内容，创设问题情境，引导学生在情境当思考并解决问题。

例如，在笔者在教学《DNA是主要的遗传物质》这一部分内容时，结合科学家早期的研究情况，以问题的形式设置情境。通过提出有层次性的问题，组织学生展开探究，引导学生思考。问题一：人类在认知遗传物质的过程中发现遗传物质在染色体上，已知染色体当中有DNA和蛋白质，那么，遗传物质本质有哪些可能性？问题二：为了进一步研究染色体上哪一种物质是遗传物质，可以采用哪种实验方法进行实验？问题三：在实验过程中怎样把DNA和蛋白质分离？问题四：怎样来标记DNA和蛋白质？问题五：实验步骤应当怎样设计，需要观察和测量哪些指标？借助问题情境的形式，让学生开展实验，进行推论，最终得到结论，掌握DNA是遗传物质这一知识点。学生在发现问题、解决问题的过程中不断思考，理性思维不断得到锻炼。

四、化繁为简，培养抽象建模能力

生物学模型是简化复杂生命想象、阐述生物活动原理的重要方式之一。建模的过程也是培养学生理性思维的重要方法之一。在高中生物教学中，教师要从生物学的核心出发，帮助学生认识问题的本质，让学生学会建立理想化、简单化的模型，培养抽象建模能力。

生物学涉及的模型构建主要有三种：第一种，抽象概念模型。如生物学中常见的光合作用图解、呼吸作用图解，生物能量流动，这些都属于基本的概念模型。教师要指导学生结合学过的生物学知识，分析植物的生理特点，把光合作用的过程和呼吸过程简化，用图解的方式解释光合过程和呼吸过程中的生物化学反应，从而帮助学生掌握这一部分知识。在这一过程中，学生通过分析抽象概念建立模型，使理性思维得到锻炼。第二种，形象物理模型。通过形象的方法建立模型，如DNA分子双螺旋模型就属于这一种模型。在讲解DNA的空间结构时，教师可以借助双螺旋模型帮助学生分析DNA的结构特点，让学生从空间结构出发，分析DNA的基本功能。在制作模型的过程中，学生通过直观的形式观察DNA分子的基本结构并加深理解。第三种，数学模型。即用数学的形式建立模型，如孟德尔实验、种群数量J型、S型曲线增长就属于这种模型。在构建模型的过程中，通过直观的数字和量表来解释生物学现象，学生会更好地理解和掌握生物教学的重点难点，理性思维也得到有效培养。

五、调动主观意识，培养创新思维能力

创新思维能力指的是思维活动的创造意识和创新精神。要培养学生的创新思维能力，教师要更关注学生的个体发展，尊重学生的个性，同时，在教学上与时俱进，不断完善教学模式，为学生营造自由的学习环境，鼓励学生不断创新，使学生不被所谓的标准答案所束缚。

例如，在笔者在教学《检测生物组织中脂肪、糖类和蛋白质》这一部分内容时，一些学生在操作脂肪鉴定实验时，对花生切片这一步骤进行大胆创新，以刀片刮的形式取材。虽然方法与教材不同，但教师不要制止学生，而是要以此作为教学的契机，让学生观察分析这种与教材不同的制片方法会对最终的结果产生哪些影响？通过对比实验，学生观察得出结论，虽然用刀片刮的方式较为简单，但是这种方法不能保证细胞的完整性，不利于实验观察。又如有的学生家里长辈患有糖尿病，学生想用还原糖的检测试验来加以验证，并大胆提出设想，如果不加热或加热时长不够，会对实验造成什么影响呢？从而进一步论证了实验原理。高中生物课教学具有一定的开放性，在实验过程中，教师要充分地发挥学生的主观能动性，把课堂交给学生，让学生大胆探索，以培养创新思维能力。

六、鼓励大胆质疑，培养批判思维能力

批判思维和创新思维具有一定的关联性，需要学生根据所学知识在理由充分逻辑严密的情况下勇于提出质疑。学生独立自主地思考探究，用事實说话。因此，教师要鼓励学生不迷信权威，大胆质疑，打破思维定式，用辩证思维发现问题解决问题，培养科学严谨的科研态度。

例如，笔者在讲授《植物生长素》时，通过生长素的发现得出植物具有向光生长的特性后，教师可以为学生提供一些生物现象，如向日葵被誉为追着阳光生长的生物，但植物两侧生长素含量几乎无差。学生可根据温特实验针对此现象提出质疑。学生还可以从弯曲面两侧生长素和抑制物质的含量差异方面思考。教师也可以为学生准备一些相关的研究资料以供学生作为分析依据，让学生从多方面因素考虑。通过验证得到结论，让学生感悟生物科学发现是质疑和创新的批判辩证过程，进而培养学生的批判性思维，全面提升学生生物学科核心素养。

生物是一门对理性思维能力要求较高的学科，而理性思维也是学生学习和生活需要具备的思维能力，因此在高中生物教学中，教师要以学生为本，通过多种教学方式培养学生的理性思维能力，让理性思维在生物学习中贯穿始终。

【参考文献】

[1]彭兴军.关于理性思维培养的高中生物课堂教学简析[J].教育观察（下旬），2019（6）.

[2]侯兴清.高中生物教学中培养学生理性思维的方法探讨[J].中学课程辅导（教学研究），2019（13）.

[3]马晓昕.高中生物教学中有效培养学生理性思维的策略[J].文渊（中学版），2019（4）.

【作者简介】张自斌（1979— ），甘肃山丹人，大学本科学历，高级教师，研究方向为高中生物教育教学。

（责编 马群耀）