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摘 要:生物课的实验是以认识生命运动规律为目的实践活动。实验的每一步都是思维的结果。所以,实验应注重把学生带入发现问题的情境中,使学生在实验的过程中思维得到训练,能力得到提高。本文对此进行了论述。
关键词:生物教学;实验;思维;训练;方法
思维能力是科学素质的组成部分,是创新能力的基础。生物实验教学是培养学生思维能力的重要手段。因此,生物实验教学应该加强对学生思维的训练与培养。
一、实验应努力激发学生思维的积极性
兴趣是思维活性的催化剂,求知的需要,是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时,就会围绕着这个问题积极地思考起来。但是,单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的,只是直接的兴趣,如果没有更深层次内涵的吸引,维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣,就要善于创造种种诱因。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。
思维总是在观察和解决问题的过程中进行的。当一个人产生必须排除困难的需要,或要了解某一问题时,思维就活跃起来。实践证明,有意识地创设发现问题的情境是引导学生积极思维的好方法。我们要善于利用实验中的“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。
二、实验应引导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。例如,《观察鼠妇活动》的实验设计思路:(1)通过观察发现问题。为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇?这些地方有什么特点?(2)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鼠妇的活动还可能和水分,以及其它外界因素有关等。(3)设计实验,验证假说。在这个阶段,实验的目的任务、方法、材料、装置等等都是根据假设来确定的。开始实验后:①先检验“光照”对鼠妇活动有无影响;②为了消除无关变量的干扰,突出自变量,找出自变量和因变量的因果联系,必须创造一个除“光照”以外其它条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。把一定数量的鼠妇放在其中,观察鼠妇在明暗两处的数量分布情况。(4)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”,要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程:问题→假设→实验→结论。
三、实验要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才能实现。首先是分析,根据系统论的观点,任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的、开放的有序整体。只有将其分解,才能发现其本质。在头脑中把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析;其次是比较,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。这就为进一步认识生命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如,比较各种细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点,比较各种种子的构造,比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况等,这些都是比较的过程;其三是抽象和概括,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,并且把抽象出来的必然联系加以综合形成概念和判断,达到对生物现象的本质和规律的认识。
四、实验要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。这些构成了生物学的知识体系。我们必须重视基本概念的教学。让学生通过实验、观察、思考形成这些概念,并且能够用科学的语言把它们表达出来。坚持让学生给概念下定义,让学生推导实验的结论,实际上是训练了学生思维的逻辑能力。
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,二个鼠妇喜暗怕光,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。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。
总之,培养学生的思维能力,就要充分开发生物实验中的有利因素,明确目标,科学训练。只要训练得法,学生的思维能力就会得到稳步提高。
关键词:生物教学;实验;思维;训练;方法
思维能力是科学素质的组成部分,是创新能力的基础。生物实验教学是培养学生思维能力的重要手段。因此,生物实验教学应该加强对学生思维的训练与培养。
一、实验应努力激发学生思维的积极性
兴趣是思维活性的催化剂,求知的需要,是学习动机的基础。当学生对某个问题发生兴趣时,就会围绕着这个问题积极地思考起来。但是,单纯由“实验”表面的“魅力”所引起的,只是直接的兴趣,如果没有更深层次内涵的吸引,维持不了多久。要想保持学生持久的兴趣,就要善于创造种种诱因。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。
思维总是在观察和解决问题的过程中进行的。当一个人产生必须排除困难的需要,或要了解某一问题时,思维就活跃起来。实践证明,有意识地创设发现问题的情境是引导学生积极思维的好方法。我们要善于利用实验中的“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。
二、实验应引导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。例如,《观察鼠妇活动》的实验设计思路:(1)通过观察发现问题。为什么在花盆下、石块下等处容易找到鼠妇?这些地方有什么特点?(2)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鼠妇的活动还可能和水分,以及其它外界因素有关等。(3)设计实验,验证假说。在这个阶段,实验的目的任务、方法、材料、装置等等都是根据假设来确定的。开始实验后:①先检验“光照”对鼠妇活动有无影响;②为了消除无关变量的干扰,突出自变量,找出自变量和因变量的因果联系,必须创造一个除“光照”以外其它条件均相同的、只有明暗两处相通的场所。把一定数量的鼠妇放在其中,观察鼠妇在明暗两处的数量分布情况。(4)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”,要帮助学生感受和理解科学研究的基本过程:问题→假设→实验→结论。
三、实验要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才能实现。首先是分析,根据系统论的观点,任何一个生命体或一种生命现象都是由部分、层次、要素组成的、开放的有序整体。只有将其分解,才能发现其本质。在头脑中把整体分解为部分而进行逐个研究的过程就是分析;其次是比较,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。这就为进一步认识生命的本质和规律、进行抽象和概括打下基础。例如,比较各种细胞在形态构造、功能等方面的相同点和不同点,比较各种种子的构造,比较淀粉酶在不同条件下对淀粉的作用情况等,这些都是比较的过程;其三是抽象和概括,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,并且把抽象出来的必然联系加以综合形成概念和判断,达到对生物现象的本质和规律的认识。
四、实验要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。这些构成了生物学的知识体系。我们必须重视基本概念的教学。让学生通过实验、观察、思考形成这些概念,并且能够用科学的语言把它们表达出来。坚持让学生给概念下定义,让学生推导实验的结论,实际上是训练了学生思维的逻辑能力。
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,二个鼠妇喜暗怕光,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。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。
总之,培养学生的思维能力,就要充分开发生物实验中的有利因素,明确目标,科学训练。只要训练得法,学生的思维能力就会得到稳步提高。