理性思维培养视域下的高中生物实验教学分析

韩翠

摘要：在高中生物课程教学中，理性思维是其学科核心素养的重要组成部分，它是学生在学习生物知识的过程中，能够有目的地完成各类思维活动的体现。高中生物课堂教学中，实验教学作为其重要形式，不仅能够为学生展示各种生物学科现象，使学生加深对生物知识的理解，而且能够促进学生理性思维的形成，使学生提升生物学科核心素养，为学生今后的成长与发展奠定坚实的基础。基于此，文章从培养学生理性思维的角度出发，提出了开展高中生物实验教学的策略。

关键词：理性思维；高中生物；生物实验

新课程改革强调培养学生的核心素养。在生物学科核心素养中，理性思维作为其重要组成部分，开始受到越来越多的教师的重视。在高中生物教学中，部分教师开始借助生物实验教学培养学生的理性思维。然而，从教学现状来看，大部分教师依旧采取传统的教学模式开展生物实验课堂教学活动。虽然教师形成了培养学生理性思维的意识，但却没有有效培养学生理性思维的措施。教师没有为学生提供足够的思考空间，学生还是像以往一样，只能被动地接受教师在课堂上所传授的知识。在这种无法进行充分思考的学习环境下，学生的逻辑思维无法得到发展，导致其理性思维也难以得到培养。因此，为了将高中生物实验教学对学生生物课程学习的作用充分发挥出来，教师需要立足于学生思维培养的角度，优化创新高中生物实验教学方法，使学生能够积极、主动地参与到高中生物实验课堂学习中，让学生在这个过程中形成与发展理性思维。

1   构建生物模型，促进学生抽象建模思维形成

构建生物模型主要是运用概括性的描述方式，利用各种数学方法以及与学生实际生活有关的事物等，描述、概括、总结一些抽象的、无形的概念或过程。在高中生物实验教学中，通过对学生抽象建模思维的培养，能够改变学生的生物课程学习方式，降低学生学习生物知识的难度，使学生对所要学习的生物知识产生深入且全面的认识。高中生物教师需要对教材中以及教材外的实验素材进行深入的挖掘与开发，引导学生结合生物知识中的核心概念，构建与生物知识本质有关的生物模型。教师借助构建生物模型的方式开展高中生物实验教学，能够使学生获得丰富的感性认知，并在思维活动与动手实践操作之间建立密切的关联，进而让学生在思考与动手操作的过程中，完成自主构建生物知识，并对生物知识形成深刻的理解。

例如，在高中生物“DNA双螺旋结构模型的制作”实验教学中，教师可以引导学生将硬纸板作为生物实验的材料，通过将硬纸板剪成不同形状的方式构建DNA双螺旋结构模型。首先，剪出圆形代表DNA中的磷酸，剪出五边形代表DNA中的脱氧核糖，剪出长方形代表DNA中的碱基。注意，DNA中的四种碱基也可以通过不同颜色的长方形表示。接着，教师可以引导学生使用硬纸板、胶布、订书机、铁丝等材料，结合自己对“DNA双螺旋结构”的理解制作DNA模型。这样，在高中生物实验教学课堂上，通过借助硬纸板、剪刀、胶布等简单的材料，就能够让学生直观地理解抽象的DNA双螺旋结构，不仅降低了学生对抽象化生物知识的理解难度，而且促进了学生理性思维能力的提升。总之，在高中生物实验教学课堂上，借助构建生物模型的方式，能够让学生对所学生物知识产生直观化的理解，进而促进学生对生物知识概念的理解与掌握。其实，构建生物模型的过程也是对学生进行理性思维培养的过程。学生在实验时能够结合自己的实际生活经验，在数学思维的引导下将原本抽象的生物知识具象化，促进其对生物知识的全面理解与掌握。高中生物教师在今后的实验教学过程中，需要借助生活中常见材料，引导学生使用材料完成实验，充分发挥学生的理性思维，并结合课本中的生物知识建立生物模型，使学生对生物知识进行更深层次的学习与理解。

2   开展推理教学，促进学生发散思维形成

学生的发散思维培养需要建立在想象力的基础上，需要学生结合已有知识及具体的问题，从多个层面出发进行思考推理，进而完成完整的生物实验过程，获得生物实验最终结果。生物学科的学习与其他学科具有本质的区别，它不仅需要学生完成对特定知识内容的学习，而且需要学生掌握一些自然规律知识。在开展高中生物探究学习活动时，需要学生带着较强的逻辑思维，结合自己的实际观察结果，发挥想象力，运用所学知识完成对生物实验的设计，并且能够结合问题对实验结果进行预设与探究，对比动手实验的结果与自己的预想的一致性。最后，教师需要在实验教学的结尾，让学生结合实验的结果推理具体的实验结论，进而使学生提升实验探究能力及实践操作能力，促进学生在实验过程中发散思维的形成。

例如，在对高中生物“物质进入细胞的方式”以及“物质离开细胞的方式”的内容进行实验教学时，教师在开展教学活动之前，可以引导学生思考已经掌握的“质壁分离”有关的知识，并思考：影响物质进入细胞的因素是否与浓度差有关？实验所使用的材料能够用洋葱代替吗？如何设计实验有助于学生进行更好的观察？使用KNO3溶液代替原先实验中的蔗糖溶液，实验的结果会发生变化吗？学生在教师布置的推理式问题的引导下完成对问题的思考，并设计完整的实验过程。学生通过自己独立思考，将实际实验与生物理论知识相结合后进行实验探究，最终在实验的辅助下获得答案。这样的教学方式既体现了学生在生物实验教学课堂中的主体地位，又让学生在教师的推理教学提问中实现了逻辑思维能力的提升。

3   引发学生思考，促进学生创新思维形成

高中生物教学课堂中，需要教师关注学生的学习思路，鼓励学生在实验过程中进行创新优化，在设计实验、完成实验、得出实验结论的过程中充分发挥个人的想象力。教师可以为学生设置多层次的问题来突破学生已经形成的固化思维，使学生的创造力得到提升，进而形成独立解决问题的能力。在学生学习高中生物课程的过程中，培养创新思维能力必不可少。生物学科本身就具有较强的实践性与实用性，因此更需要教师重视对学生实践能力及拓展能力的培养，使学生在参与实践活动与拓展活动的过程中形成创新思维能力。在教师开展生物实验教学期间，需要為学生构建轻松愉悦的生物学习氛围，引导学生敢于对自己不理解的问题进行提问，并鼓励学生敢于在想象创造的过程中对自己在课本中不理解的实验方法及实验结论提出疑问。不仅如此，教师还需要对以往的实验教学模式进行创新优化，引导学生制定新的实验方案，并使学生在自主思考与探究的过程中发挥自身的主体性。教师在课堂上需要针对学生在实验过程中出现的问题进行及时提醒，以此来促进学生想象能力的形成，使学生在完成实验方案设计及实验实际操作的过程中提升实践能力。

例如，在对高中生物“对存在于生物组织中的糖、蛋白质、脂肪等进行检测”的内容进行实验教学时，教师为了方便学生对存在于花生中的脂肪进行观察，就需要引导学生完成对花生的切片操作，而制作切片对学生而言具有较大的难度。此时，需要教师引导学生积极思考，用自己的智慧化解难题。一些学生在教师的鼓励下，选择了用刮刀刮取花生组织的方式获得花生切片，这种方式不仅简单便利，而且安全性较高。在实验教学课堂上，教师可以引导学生对比用刮刀获取的组织切片以及正常制作的切片之间的不同点，使学生以比较的方式获得最为合适的实验方案。学生通过比较的方式，能够得出虽然使用刮刀刮取的方式获得切片比较简单便捷，但是与正常制作的切片相比，只能得到不完整的细胞结构，这样的切片并不利于实验后续对细胞的观察，因此这种制作切片的方式不具备实用性。作为高中生物教师，需要积极引导学生以创新优化的方式完成对实际问题的解决。以本实验为例，教师不能一味地要求学生按照传统的实验方法完成实验操作，而是需要鼓励学生运用想象的方式，创新优化实验方法，使学生在实验中充分发挥自身的主体作用，最终实现对学生创新思维的培养。

4   鼓励学生质疑，促进学生批判思维形成

科学的实验往往需要经历反复探索、质疑以及实践的过程。教师开展高中生物实验教学时，需要引导学生在进行严谨的逻辑思考后再完成对实验的设计，最后结合对实验结果的猜想进行实验探究，进而获得正确的实验结果。在学生进行实验探究的过程中，教师需要鼓励学生独立发现问题并解决问题，同时可以让学生以小组合作学习的方式将自己获得的实验结果与其他同学得出的实验结果进行比较、归纳、总结，进而获得最终的实验结论。为了促进学生批判思维的形成，教师可以在实验课堂上让学生分析、探讨实验的原理、所使用的材料、开展实验的方法、具体的实验设计等各个方面，让学生大胆地在课堂实验环节中发表自己的观点，提出疑问，进而调动学生对生物实验学习的积极性，促进学生缜密性思维及批判性思维的形成。

5   转化结果为过程，促进学生推理概括能力形成

知识结果教学中强调教学主导建立在对知识的传授上，需要教师能够将学生的学习行为与自己灌输知识的方法结合起来。而知识教学过程更加重视在教学活动中融入知识的产生过程及发展路径，使学生能够在掌握完善的知识结构中提升自己的学习技能。高中生物实验教学的开展，需要教师由知识结果教学转变为知识过程教学，使学生在这种教学活动中形成认知思维，并促进学生发展理性思维，进而在形成整体的思维模式中提升学生对知识的归纳概括能力。

总而言之，教师立足于对学生理性思维的培养开展高中生物实验教学，能够使学生感受到生物实验的乐趣，使学生在快乐的实验环境中学习与掌握更多的高中生物知识，调动学生对生物课程学习的积极性与主动性，并提升学生的理性思维能力及动手实践操作能力。因此，教师需要结合具体的生物实验教学内容及教学目标，采用灵活的教学方式开展实验教学活动，并且重视自己在学生动手实验操作过程中的监督指导与思维启发作用，使学生的理性思维在教师有计划、有策略的实验教学活动中获得稳步提升。

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