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在生物教學中培養學生的理科思維
在生物教學中培養學生的理科思維
史俊
（江蘇省溧陽市光華初級中學）
摘 要：理科思維能夠幫助學生透過事物的表象揭示其本質規律，追求問題的核心本質。在揭示本質規律的過程中，發散思維，從多角度、多層次尋找到全新的領域，進而提高學生的科學素養，為其成長為全新的創造型人才奠定基礎。生物這門自然學科，善加利用，就能成為培養學生理科思維的重要陣地。
關鍵詞：生物教學；理科思維；數學方法；實驗活動
生物作為一門文理兼備的學科，既有文科的感性之美，又有理科的科學之妙。在生物教學中用大自然之美、生命之奇能夠營造優美的學習氛圍，而注重理科思維的滲透和培養，是提高教學質量、打造創新型人才的有效途徑。對于如何在生物教學過程中培養學生的理科思維，幫助學生樹立理科意識，在實際教學過程中本人做了如下的思考和探索。
一、數學方法促進邏輯思維
邏輯思維作為一種理性認識，是一種高級的思維形式，使人能夠透過事物的現象認識其本質規律，是學生進行理科學習和從事科學、科研活動必備的一種能力。而數學方法是其他理科學習的基礎，是培養邏輯思維的一種有效途徑。生物這門自然科學學科，有許多可以用數學方法解決，幫助學生理解和掌握的知識點。靈活地、適時地巧用數學方法，就能使生物課堂成為培養學生理科思維的天地。例如，在學習《基因控制生物的性狀》時，可以借助數學中簡單的排列組合方法幫助學生理解。已知一個家庭中媽媽有耳垂且知基因型為Dd，爸爸沒有耳垂且知基因型為dd，他們的孩子是有耳垂還是無耳垂呢？先請學生分別排列出媽媽和爸爸產生的生殖細胞種類：卵細胞有D和d兩種，精子只有決定無耳垂的d。接著請學生用組合的方法，羅列出他們的孩子可能有Dd和dd兩種，即可能有耳垂也可能無耳垂，概率分別50%。
對于細菌的分裂生殖過程，我采用了兩條途徑：其一借助于橡皮泥，將抽象的分裂過程具體化、形象化，在學生的腦海中建立起直觀的分裂過程演示。其二采用數學的指數計算方法，由學生列出一個細胞分裂n次的結果就是2的n次方個細胞。在教學中結合具體的實例，從排列組合、指數計算等數學角度，貫穿生物知識，從而使學生知識遷移，既掌握相關的知識，又能培養建立連貫的邏輯思維。
二、實驗活動構建創造性思維
華羅庚曾說：“‘人’之可貴在于能創造性思維。”創造性思維是一種發散思維，是在已有知識的基礎上，通過教師引導或其他途徑啟迪，經過獨立思考，從多角度、多層次尋找到全新的、獨到的見解的過程。在理科思維中占有重要一環，是從事各種科學活動必不可少的一種基本能力。生物是一門實驗活動豐富的自然學科，有許多可以鍛煉、培養學生創造性思維的機會。
1.優化實驗設計體現創造性
實驗設計是近年來生物學科關注的焦點，是培養學生探索能力和創造性思維的重要途徑。將傳統的教學課堂改革變為以學生為課堂主體的小組探究活動課，由學生通過小組合作探究，優化傳統的實驗活動，使學生的創造性能力得到充分的體現。課本上《二氧化碳對植物生長的影響》這個實驗，看似嚴謹，但在我們學生的共同探討下，還存在著可改造的空間。首先學生用一次性紙杯替代了課本上的花盆，給出的理由是：其一使實驗的參與度大大提高，由原來每小組一盆植物到人手一株。其二每小組的實驗對照增加，也使實驗準確度得到提高。其三與大花盆相比，小紙杯上套袋，減少了花盆中二氧化碳濃度對實驗結果的影響，結果更加精確。接著學生向物理實驗室借來了凡士林替代課本中的棉花，使得實驗裝置的密封性大大提高。在這個改造實驗的活動中，我為學生的聰明才智而折服，雖然學生的基礎有差異，但在激烈的探討、嘗試中，我看到了每位學生的創造力散發出的火花，耀眼奪目。
2.學科相互滲透挖掘創造性
封閉的學科是不存在的，在理科領域，生物與物理和化學都存在著點滴滲透的緊密聯系。而在教學中將這些聯系具體化、直觀化，能夠給學生全新的啟示，賦予創造性的表現。如，在重走“綠色植物光合作用的發現”之路時，普利斯萊特以老鼠和植物為實驗對象，實驗時間長，也過于殘忍，學生表示不太能認同。我請學生思考、討論：能不能用其他的方法代替老鼠？可以考慮借助化學實驗。在我的引導下，學生用點燃的火柴棒是否熄滅來檢驗裝置內是否含有氧氣。既解救了小老鼠，也使實驗現象能夠在短時間內快速地呈現。通過將化學知識引入生物課堂，學生有了創造性的表現。
在學習《呼吸運動》時，學生比較難以理解。這時我引導學生從物理學角度分小組探討，經過熱烈的討論后，學生用氣體壓強與體積的關系，完美地對呼吸運動的原理做出了詮釋。根據這一原理，學生還制作出了模擬呼吸運動的實驗器材，令我嘆為觀止。預期中的教學難點，稍加點撥，就由學生的創造性思維順利地給予了突破。
邏輯思維和創造性思維是理科思維的典型表現。筆者認為抓住課堂教學中的點滴機遇，借助數學方法、抽象思維訓練、創造性改造實驗等多種途徑，就能為學生理科思維的形成和強化開辟一方領土。生物課堂不僅可以生動、唯美，亦可綻放理性的精彩。
參考文獻：
［1］王洪明。在研究性學習中培養學生的綜合能力［M］。陜西師范大學出版社，2012.
［2］葉沛濤。素質教育的實踐與探索［M］。新世紀出版社，2008.
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