理性思維培養視域下的高中生物實驗教學分析

韓翠

摘要：在高中生物課程教學中，理性思維是其學科核心素養的重要組成部分，它是學生在學習生物知識的過程中，能夠有目的地完成各類思維活動的體現。高中生物課堂教學中，實驗教學作為其重要形式，不僅能夠為學生展示各種生物學科現象，使學生加深對生物知識的理解，而且能夠促進學生理性思維的形成，使學生提升生物學科核心素養，為學生今后的成長與發展奠定堅實的基礎?；诖?，文章從培養學生理性思維的角度出發，提出了開展高中生物實驗教學的策略。

關鍵詞：理性思維；高中生物；生物實驗

新課程改革強調培養學生的核心素養。在生物學科核心素養中，理性思維作為其重要組成部分，開始受到越來越多的教師的重視。在高中生物教學中，部分教師開始借助生物實驗教學培養學生的理性思維。然而，從教學現狀來看，大部分教師依舊采取傳統的教學模式開展生物實驗課堂教學活動。雖然教師形成了培養學生理性思維的意識，但卻沒有有效培養學生理性思維的措施。教師沒有為學生提供足夠的思考空間，學生還是像以往一樣，只能被動地接受教師在課堂上所傳授的知識。在這種無法進行充分思考的學習環境下，學生的邏輯思維無法得到發展，導致其理性思維也難以得到培養。因此，為了將高中生物實驗教學對學生生物課程學習的作用充分發揮出來，教師需要立足于學生思維培養的角度，優化創新高中生物實驗教學方法，使學生能夠積極、主動地參與到高中生物實驗課堂學習中，讓學生在這個過程中形成與發展理性思維。

1? ?構建生物模型，促進學生抽象建模思維形成

構建生物模型主要是運用概括性的描述方式，利用各種數學方法以及與學生實際生活有關的事物等，描述、概括、總結一些抽象的、無形的概念或過程。在高中生物實驗教學中，通過對學生抽象建模思維的培養，能夠改變學生的生物課程學習方式，降低學生學習生物知識的難度，使學生對所要學習的生物知識產生深入且全面的認識。高中生物教師需要對教材中以及教材外的實驗素材進行深入的挖掘與開發，引導學生結合生物知識中的核心概念，構建與生物知識本質有關的生物模型。教師借助構建生物模型的方式開展高中生物實驗教學，能夠使學生獲得豐富的感性認知，并在思維活動與動手實踐操作之間建立密切的關聯，進而讓學生在思考與動手操作的過程中，完成自主構建生物知識，并對生物知識形成深刻的理解。

例如，在高中生物“DNA雙螺旋結構模型的制作”實驗教學中，教師可以引導學生將硬紙板作為生物實驗的材料，通過將硬紙板剪成不同形狀的方式構建DNA雙螺旋結構模型。首先，剪出圓形代表DNA中的磷酸，剪出五邊形代表DNA中的脫氧核糖，剪出長方形代表DNA中的堿基。注意，DNA中的四種堿基也可以通過不同顏色的長方形表示。接著，教師可以引導學生使用硬紙板、膠布、訂書機、鐵絲等材料，結合自己對“DNA雙螺旋結構”的理解制作DNA模型。這樣，在高中生物實驗教學課堂上，通過借助硬紙板、剪刀、膠布等簡單的材料，就能夠讓學生直觀地理解抽象的DNA雙螺旋結構，不僅降低了學生對抽象化生物知識的理解難度，而且促進了學生理性思維能力的提升?？傊?，在高中生物實驗教學課堂上，借助構建生物模型的方式，能夠讓學生對所學生物知識產生直觀化的理解，進而促進學生對生物知識概念的理解與掌握。其實，構建生物模型的過程也是對學生進行理性思維培養的過程。學生在實驗時能夠結合自己的實際生活經驗，在數學思維的引導下將原本抽象的生物知識具象化，促進其對生物知識的全面理解與掌握。高中生物教師在今后的實驗教學過程中，需要借助生活中常見材料，引導學生使用材料完成實驗，充分發揮學生的理性思維，并結合課本中的生物知識建立生物模型，使學生對生物知識進行更深層次的學習與理解。

2? ?開展推理教學，促進學生發散思維形成

學生的發散思維培養需要建立在想象力的基礎上，需要學生結合已有知識及具體的問題，從多個層面出發進行思考推理，進而完成完整的生物實驗過程，獲得生物實驗最終結果。生物學科的學習與其他學科具有本質的區別，它不僅需要學生完成對特定知識內容的學習，而且需要學生掌握一些自然規律知識。在開展高中生物探究學習活動時，需要學生帶著較強的邏輯思維，結合自己的實際觀察結果，發揮想象力，運用所學知識完成對生物實驗的設計，并且能夠結合問題對實驗結果進行預設與探究，對比動手實驗的結果與自己的預想的一致性。最后，教師需要在實驗教學的結尾，讓學生結合實驗的結果推理具體的實驗結論，進而使學生提升實驗探究能力及實踐操作能力，促進學生在實驗過程中發散思維的形成。

例如，在對高中生物“物質進入細胞的方式”以及“物質離開細胞的方式”的內容進行實驗教學時，教師在開展教學活動之前，可以引導學生思考已經掌握的“質壁分離”有關的知識，并思考：影響物質進入細胞的因素是否與濃度差有關？實驗所使用的材料能夠用洋蔥代替嗎？如何設計實驗有助于學生進行更好的觀察？使用KNO3溶液代替原先實驗中的蔗糖溶液，實驗的結果會發生變化嗎？學生在教師布置的推理式問題的引導下完成對問題的思考，并設計完整的實驗過程。學生通過自己獨立思考，將實際實驗與生物理論知識相結合后進行實驗探究，最終在實驗的輔助下獲得答案。這樣的教學方式既體現了學生在生物實驗教學課堂中的主體地位，又讓學生在教師的推理教學提問中實現了邏輯思維能力的提升。

3? ?引發學生思考，促進學生創新思維形成

高中生物教學課堂中，需要教師關注學生的學習思路，鼓勵學生在實驗過程中進行創新優化，在設計實驗、完成實驗、得出實驗結論的過程中充分發揮個人的想象力。教師可以為學生設置多層次的問題來突破學生已經形成的固化思維，使學生的創造力得到提升，進而形成獨立解決問題的能力。在學生學習高中生物課程的過程中，培養創新思維能力必不可少。生物學科本身就具有較強的實踐性與實用性，因此更需要教師重視對學生實踐能力及拓展能力的培養，使學生在參與實踐活動與拓展活動的過程中形成創新思維能力。在教師開展生物實驗教學期間，需要為學生構建輕松愉悅的生物學習氛圍，引導學生敢于對自己不理解的問題進行提問，并鼓勵學生敢于在想象創造的過程中對自己在課本中不理解的實驗方法及實驗結論提出疑問。不僅如此，教師還需要對以往的實驗教學模式進行創新優化，引導學生制定新的實驗方案，并使學生在自主思考與探究的過程中發揮自身的主體性。教師在課堂上需要針對學生在實驗過程中出現的問題進行及時提醒，以此來促進學生想象能力的形成，使學生在完成實驗方案設計及實驗實際操作的過程中提升實踐能力。

例如，在對高中生物“對存在于生物組織中的糖、蛋白質、脂肪等進行檢測”的內容進行實驗教學時，教師為了方便學生對存在于花生中的脂肪進行觀察，就需要引導學生完成對花生的切片操作，而制作切片對學生而言具有較大的難度。此時，需要教師引導學生積極思考，用自己的智慧化解難題。一些學生在教師的鼓勵下，選擇了用刮刀刮取花生組織的方式獲得花生切片，這種方式不僅簡單便利，而且安全性較高。在實驗教學課堂上，教師可以引導學生對比用刮刀獲取的組織切片以及正常制作的切片之間的不同點，使學生以比較的方式獲得最為合適的實驗方案。學生通過比較的方式，能夠得出雖然使用刮刀刮取的方式獲得切片比較簡單便捷，但是與正常制作的切片相比，只能得到不完整的細胞結構，這樣的切片并不利于實驗后續對細胞的觀察，因此這種制作切片的方式不具備實用性。作為高中生物教師，需要積極引導學生以創新優化的方式完成對實際問題的解決。以本實驗為例，教師不能一味地要求學生按照傳統的實驗方法完成實驗操作，而是需要鼓勵學生運用想象的方式，創新優化實驗方法，使學生在實驗中充分發揮自身的主體作用，最終實現對學生創新思維的培養。

4? ?鼓勵學生質疑，促進學生批判思維形成

科學的實驗往往需要經歷反復探索、質疑以及實踐的過程。教師開展高中生物實驗教學時，需要引導學生在進行嚴謹的邏輯思考后再完成對實驗的設計，最后結合對實驗結果的猜想進行實驗探究，進而獲得正確的實驗結果。在學生進行實驗探究的過程中，教師需要鼓勵學生獨立發現問題并解決問題，同時可以讓學生以小組合作學習的方式將自己獲得的實驗結果與其他同學得出的實驗結果進行比較、歸納、總結，進而獲得最終的實驗結論。為了促進學生批判思維的形成，教師可以在實驗課堂上讓學生分析、探討實驗的原理、所使用的材料、開展實驗的方法、具體的實驗設計等各個方面，讓學生大膽地在課堂實驗環節中發表自己的觀點，提出疑問，進而調動學生對生物實驗學習的積極性，促進學生縝密性思維及批判性思維的形成。

5? ?轉化結果為過程，促進學生推理概括能力形成

知識結果教學中強調教學主導建立在對知識的傳授上，需要教師能夠將學生的學習行為與自己灌輸知識的方法結合起來。而知識教學過程更加重視在教學活動中融入知識的產生過程及發展路徑，使學生能夠在掌握完善的知識結構中提升自己的學習技能。高中生物實驗教學的開展，需要教師由知識結果教學轉變為知識過程教學，使學生在這種教學活動中形成認知思維，并促進學生發展理性思維，進而在形成整體的思維模式中提升學生對知識的歸納概括能力。

總而言之，教師立足于對學生理性思維的培養開展高中生物實驗教學，能夠使學生感受到生物實驗的樂趣，使學生在快樂的實驗環境中學習與掌握更多的高中生物知識，調動學生對生物課程學習的積極性與主動性，并提升學生的理性思維能力及動手實踐操作能力。因此，教師需要結合具體的生物實驗教學內容及教學目標，采用靈活的教學方式開展實驗教學活動，并且重視自己在學生動手實驗操作過程中的監督指導與思維啟發作用，使學生的理性思維在教師有計劃、有策略的實驗教學活動中獲得穩步提升。

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