培养初中生在生物实验中形成科学思维的尝试

摘 要：生物科学实验是以认识生命运动的本质和规律为目标的实践。实验的主要目的是提高学生的科学思维和实验操作能力，尤其要重视科学思维的培养。

关键词：探究实验；点思维； 有效性

中图分类号：G633．91 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2011）6-041-001

初中生物教材中探究实验占了很大的比重，经过近几年的实验教学研究，对探究实验教学的有效性有点滴体会。

一、启发学生的思维积极性

生物实验教学有效性的提高受多方因素的影响，其中培养学生养成由“有兴趣—爱学—乐学”，由“学会”到“会学”的科学思维习惯是提高生物实验教学有效性的重要因素和途径。所以学习之始，要注重启发学生思维的积极性。比如，从生产实际和学生生活实际引出实验课题，不断明确实验目的、意义，不断提出有趣而又有思考性的问题引起学生思考，利用实验中［观察与思考］、［讨论］等栏目中的问题，以及在辅导实验的教学中用有启发性的问题，巧妙地引导和调动学生思维的积极性等等。通过这些手段，及时地把学生的直接兴趣发展为间接兴趣。

二、帮助学生掌握科学研究的基本过程

科学思维方法的首要问题是明确科学研究的基本过程，即解决问题的程序。

七年级上册第一章五节是有关科学探究的方法内容，书本上给的案例并不适合在课堂上直观探究，为了能更好地说明探究实验的基本过程，我选择了“观察鼠妇活动”探究实验。其设计思路是这样的：

第一步，安排学生课前准备好鼠妇。

第二步，提出假设（对发现的问题大胆提出猜测和解释）。

1.鼠妇的活动可能与光照条件有关。

2.鼠妇喜欢潮湿的生活环境。

3.还可能有学生提出的其它外界因素，等等。

第三步，设计实验，验证假说。

第四步，分析、讨论实验结果，推导结论验证假设的真伪。

通过“鼠妇实验”，帮助学生感受和理解科学研究的基本过程：提出问题→提出假设→设计实验→完成实验→得出结论→表达交流。初中所有的生物实验几乎都体现了这条思路。

通过生物实验，使学生理解科学研究的基本过程，经过反复训练，完全可以把这种思考问题的程序内化为学生的思维习惯，这样必然有助于提高探究实验教学的有效性。

三、训练学生的思维操作技能

思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。在生物实验中，要实现对某生命现象的本质和规律的认识，就要对实验中的感性材料进行一系列的思维操作。

首先，是对要研究的事物进行分析。比如，在研究“光合作用”时，将其分解为原料、条件、产物几部分，而这每一部分又是由次一级的成分组成。为了便于研究还须进行更深层次的分解。所有的科学实验都离不开分析。

综合，在头脑中把生命体的各部分，把生命现象的各个方面和属性联合起来，形成对生命体和生命现象整体的认识，这就是综合。

比较，是把生物各部分构造、功能和某些属性加以对比，并确定它们之间的异同点。例如，比较动植物细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点，比较单双子叶植物的异同，比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况，等等，这些都是比较的过程。

抽象和概括，是找出各种生物体或各种生命现象中共同的本质的属性，或找出各部分构造之间、功能与构造之间、生物与环境条件之间的因果关系，而抛开次要的、非本质属性和非因果的偶然联系。

分析、综合、比较、抽象和概括等在同一次思维活动中都是共同参与，紧密结合。一般说来，分析、比较、综合是抽象和概括的基础，而抽象和概括是思维的核心。只有通过抽象和概括才能认识事物的本质和发展规律，形成概念和原理，从而达到对事物理性的认识。

四、培养学生思维的逻辑性

思维的逻辑性主要指能正确运用概念、判断、推理的形式进行思维和表达思维的结果。在实验过程中，学生通过观察获得大量具体的、形象直观的感性材料，对这些材料经过思维，抽象和概括出各种生命现象的本质属性和必然联系，再以概念、判断、推理的形式表达出来或贮存起来。生物学中的各种基本概念、规律、原理 等都是概念、判断、推理的具体体现。这些就构成了生物学的知识体系。

生物学的基本概念和概念体系是生物科学知识的基础，所以，作为教师，应该重视基本概念的教学。生物实验中经常用到的推理方法主要有归纳推理和演绎推理。这就为培养学生的推理能力创造了有利条件。

归纳法是从个别事例概括出一般原理的思维形式。它一般又分为完全归纳、简单枚举法和因果归纳。简单枚举法在中学生物实验中是普遍存在的。比如，一个鼠妇喜暗怕光，两个鼠妇喜暗怕光，……从多数的鼠妇喜暗怕光，归纳出所有的鼠妇都喜暗怕光。再比如，花、种子等许多生物学概念均是简单枚举归纳推理的结果。

因果归纳可有求同法、求异法和剩余法等多种形式。这些方法在设计生物实验时都有所应用。例如在光合作用实验中就应用了求异法。求异法是研究现象（a）和条件（A）的因果联系。如果当A存在的场合a现象也出现，当A不存在时a也不出现，则可归纳出a与A有因果联系。

演绎推理，是从一般原理到特殊事例的推理。它有三种类型，其中以“三段论”应用最为广泛。比如，检验光合作用产物之一——淀粉就应用了“三段论”的思维形式。

大前提 所有遇碘变蓝的物质都是淀粉，

小前提 如果光合作用产物之一遇碘变蓝，

结论：那末，光合作用产物之一就是淀粉。

古语云：授人以鱼，不如授人以渔。教学生记忆结果不难，关键是要教会他学习的方法，科学思维的逻辑。对学生的思维进行适时得当的点拨、引导，有助于他们将平时所学的被肢解了的知识系统化，从而既起到“画龙点睛”的作用，又起到思维辐射的作用。

作为教师，要充分参与教育教研，取长补短，注重培养学生的科学思维能力，多方开发生物实验中的各种有利因素，明确目标，坚持训练，训练要得法，教会学生思维方法，化成能力，注重实效，提高实验教学的有效性。