谈生物学教学中对学生科学思维的培养

    摘要  2l世纪的社会需要知识与能力并重的创新型人才，这就需要教师教学过程中注意对学生进行科学思维的培养，使学生能像科学家一样的发现问题，解决问题，分析问题，学以致用。
    关键词   科学思维培养
    21世纪，社会对于人才的要求不再单纯看他占有知识的多寡，而是更加渴求知识与能力并重的创新型人才，这也是社会给基础教育提出的根本要求。而要使学生具备较强的获取知识和处理信息的能力，具有丰富的个性和开放的头脑，首先就要打破传统、被动的思维习惯，让学生能像科学家一样进行思考。
1  使学生像科学家一样善于从各种情境中发现问题
“学源于思，思源于疑”，问题的提出既是思维的起点，又是思维的动力。要让学生能在已有知识基础上提出新的问题、从新的角度审视旧的问题，就需要教师在教学过程中精心创境设疑。  
 一1．1  创设充满疑趣的真实情境实际上每人每天都在自觉不自觉地发现身边的许多问题，但只有那些能激起我们兴趣的疑问才会引起探究的欲念。因此在教学中能否让学生主动发问、主动探究，关键是能否将学习的内容与他们的经验、需要、兴趣建立联系。如，“可溶性还原糖鉴定”实验中苹果汁很快就会变色，可一时又找不到好的解决方法，于是我索性将这个问题情境留给学生，结果几乎每个班都有不少人提出此问题，这时就可以抓住契机鼓励大家寻找答案和解决方法。在学习“环境污染的危害”一节时，提供这样一则报道，“某市发生重大交通事故，据肇事司机说，事故本应很容易避免。可紧要关头，一束刺眼的白光从对面楼上的玻璃墙反射过来，使他在几秒内什么都看不见，也就在这几秒内悲剧发生了。”在这样一个背景资料下学生马上开始追究事故的责任到底在谁?教师不失时机地加以引导，使学生逐步深入问题的本质一一光污染。
1．2捕捉具有争议的问题情境并非所有内容都可以找到十分恰当典型的真实情境，而学生又会忽略知识点间的联系’而错过许多值得研究的问题。这时，就需要教师能及时捕捉学生思维的火花，稍加点拨、适时质疑，用问题来挖掘学生的思维潜质。如，探究“不同 pH值对酶活性的影响”时，有学生用碘液作为最后的检验试剂，这和教材中的方法不同，这时我并未给他的方案下结论，而是向大家征求答案，于是班里对此问题分成了“正”“反”双方，并最终通过试验否定该方案，同时利用化学知识给出合理解释。能在教学过程中敏锐把握住学生思维的闪光点，尤其是一些具有争议的错误，让学生从自己的错误中发现值得探究的问题，往往可以取得良好的教学效果，同时还利于培养学生实事求是的科学态度。
2  使学生像科学家一样探索创新解决问题
常见中国中学生在国际奥林匹克竞赛中屡获大奖，但在建模比赛中却难榜上有名，对于诺贝尔奖更是我们一直努力的目标，这都反映出我们的学生基础知识扎实，但缺乏创造性解决问题的能力。因此教学过程中应注意从以下几方面培养学生的创造思维。
2．1培养思维的全程性教学中将生物学史引入课堂，精心选择有代表性的经典实验，分析科学家的思维过程，就能让学生在体验知识产生的过程中逐渐形成正确的思维方式。如：“DNA是主要遗传物质”的探索历程中，应把“从观察人手，分析推理，设计实验验证，建立模型实验”的科学思维过程充分揭示出来。讲“孟德尔遗传定律”时，渗透“实施试验，分析数据，合理推测，验证推测，得出结论”的科学试验程序，让学生在重新经历科研过程中体会和掌握科学、严谨、完整的思维过程。
2．2  培养思维的变通性通过培养思维的变通性能够使学生脱离狭隘、单一的思维模式，善于组织多方面知识、事实，从不同层次、不同角度提出并论证各种行之有效的解决方法。在“DNA粗提取及鉴定”的实验中，每组只发了一块纱布，于是就出现了有的滤液中丝
状物过少，而有的粘稠物多得液体过滤不下去，只有一组学生实验做得不仅快且现象明显，其他同学向他“取经”时，他说：“我要滤液时把纱布叠成两层，要粘稠物时叠成四层，让该滤的时候能滤下去，该留的时候能留住”。这个方法非常行之有效，加以推广的同时，也给其他同学的“变”式思维提供了灵感，此后的许多实验中都不断能有学生提出好的改进方法，培养了学生思维的灵活性。
2．3  培养思维的独创性思维的独创性就是把已有的知识信息重新组合，提出与众不同、有新意或有进步意义的设想。所以实验课上就可针对实验失败的原因，让学生思考改进方案。如“叶绿体中色素的提取和分离实验”中，实验失败的一个重要原因就是滤液太少或太稀，于是学生突发灵感，能不能借鉴“萨克斯实验”中酒精水浴加热的方法来提取含量较高的色素?脂肪鉴定的实验中，结果不理想的原因之一是临时装片制作不好，这时有的学生发现花生两片子叶相邻处有一层很易撕的膜，将其做成装片，效果清晰明显，甚至还有学生想到能否将花生在纸上挤压，鉴定油渍。
2．4培养思维的整合性在科学研究史上，能够创造性地解决问题，非常关键的一个因素是能否集众家之所长，将各方的信息正确整合后为自己的研究提供支持或指导。并且一些重大的科研成果也需要“站在巨人的肩膀上”才能完成，如DNA双螺旋结构的提出、生物体主要遗传物质的探索等。因此在生物学史的学习及综合题目的分析过程中，关注学生思维的整合能力，对于他们的探究性学习，乃至今后的科学研究都能起到事半功倍的作用。
3   使学生像科学家一样深入细致分析问题
3．1鼓励学生疑鼓励学生疑，是为了避免学习死板、思维僵化。通常在授课过程中，每完成一段教学任务，我都会问“大家对以上内容有无疑议”，于是诸如，单克隆抗体是以老鼠为实验材料制备的，人能用吗?艾滋病患者真的像课本上说的，丧失一切免疫功能吗?书上给的伊红——美蓝培养基的配方中是不是少了琼脂?雄蜂若是卵细胞发育来的，它怎么减数分裂产生精子?等一系列问题被学生提出。能够批判地看待知识，才能够产生新疑问，带着更多的问题走出课堂，才能为下一阶段的探究学习做好准备。
3．2鼓励学生议许多老师常害怕学生课堂上的临时提问，担心应答不了而降低威信，那不妨就把解决问题的任务“推”给学生。在“议”的过程中有的学生思维活跃，答案新颖，有的答案不完全符合要求，有的甚至是错的，但都是发散性思维的开始，应首先肯定学生思考问题的积极性，然后引导学生调整思维角度和方向，寻找最佳答案。
3．3  鼓励学生查如果提出的问题单靠讨论仍然解决不了，那么就可以鼓励学生一起通过查阅书刊、网络等方法去寻找、去研究、去论证。在“查”的过程中，培养学生收集处理信息的能力，信息交流的能力以及合作学习的能力和意识。
3．4鼓励学生做美国华盛顿大学有这样一幅条幅：“我听说了，就忘记了；我思考了，就知道了；我做过了，就会了。”如果对于学生的研究性学习，一直停留在思考、讨论、设计的阶段，那么他们的探索永远是有缺陷的，因此教师应尽可能地创造条件让学生做，这样不仅培养了动手能力，还使科学研究的过程规范完整了，那么思维也会随之科学规范起来。如，“叶绿体中色素的提取和分离实验”中，学生提出的改进方案完全可以让他们亲自试验一下，若结果和当初的预想吻合，那么这些改进方案也可以应用到以后的教学中，若不吻合，则又可以引发新的思考。
4使学生像科学家一样联系实际学以致用
    知识的价值在于它的实用性，在教学过程中应注意挖掘所学知识与学生生活的结合点，让枯燥的学问走进他们的生活，指导他们的生活，使学生感受到知识的价值，在学以致用中强化知识、培养兴趣、激发求知’欲。如，学习“植物的新陈代谢”后，可以讨论“清晨去小树林里锻炼，那里空气新鲜”这种想法是否正确。学过基因工程、病毒结构后，正值“非典”时期，当时对于 SARS病毒的检测成为医学界的一大难题，能否用现有知识，为医学家解决这一难题开辟一条思路呢?于是学生想到可以用非典病毒遗传物质做探针快速检测病毒。但立刻有人反对，非典病毒的遗传物质是RNA，如何完成杂交?可以先合成大量互补链做为探针，但挑哪段RNA做探针最好?……学生利用自己的知识储备解决当前的棘手难题，并且通过相互补充、启发，又相互竞争、对峙，学会了知识，增加了自信，从多角度训练了他们的科学思维能力。
    经过一段时间知识的学习和能力的培养后，学生具备了一定生物学的知识基础和研究方法，就可以在班里开设一面“科研墙”，让大家将自己遇到的疑难问题上墙公布，征集答案，或将生活中发现的感兴趣的问题设立成小课题上墙发表，“招贤纳士”组建课题小组进行研究。通过这种灵活新奇的方式，充分调动学生的科研热情，在这种学习氛围下，班里的每个人都可以堪称小小科学家。当然，无论是课上还是课下，教师还可以捕捉到更多能够用来培养学生科学思维的素材，在潜移默化中让学生习惯于像科学家一样地思考，那么对于高素质、创新型人才的培养也就水到渠成。
      平昌县响滩中学  靳兴元