如何在初中生物实验中培养学生思维能力

四川省蓬安县徐家中学    李国荣

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。生物科学实验有利于把学生带入发现问题的情境，使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。科学的思维能力是科学素质的重要方面，而科学素质的培养又是全面实现素质教育的重要内容。那么，如何利用初中生物实验培养学生思维能力呢？

一、 启发学生的思维积极性

兴趣是思维活性的触发剂，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。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。我们要善于利用初中生物实验中的[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、 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，是对要研究的事物进行分析。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。对于这样一个整体如何囫囵吞枣地研究是无法进行的。只有将其分解，才能一部分一部分地研究，深入其内部，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。比如，在研究“光合作用”时，也是将其分解为原料、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。比如在了解了细胞膜、细胞质、细胞器、细胞核等构造之后，再把它们联合起来就形成了一个完整的生活的细胞的概念。分析和综合是相反相成、紧密联系的对立统一的关系。它们是思维活动的基础。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、功能等方面的形同点不同点，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。并且，把抽象出来的本质属性，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。比如，在研究了植物的各种花之后，舍去颜色，形成等次要属性而抽取出都有“花蕊”及担负“有性繁殖”功能这两个最本质的特征，形成花的一般概念，这就是对花的抽象和概括。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。

三、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，我们必须重视基本概念的教学。但是，应该让学生自己通过“劳动”取得这些概念，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，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。

四、突出探究性,培养学生的创新思维
　　想象力无疑是创新的源泉，创新就该冲破思维定势，变通地使用已有的知识、经验去解决新问题，要有独创性、新颖性。我们鼓励学生要勇于打破先例，跳出书本的束缚，这一点在探究性实验中非常突出。探究性实验往往由学生自己提出问题，然后作出假设，并通过观察、实验和调查等手段获得证据和事实。学生通过探究来体验人们获取科学知识与认识世界的过程。由于实验过程由学生自己设计和操作，书上没有现成的模式可以遵循，因此，在探究实验中突出学生的思维方法，将有利于培养学生的创新精神和求异思维。 
　　 例如，在 "鱼鳍的作用"的实验中，同学们检测尾鳍的作用，对怎样固定其他鱼鳍，设计了很多方案，有的用线绑，有的用纱布捆，有的用胶条粘，有的用纸板固定等等，真是五花八门。虽然这些新颖的设计方案不都是可行的，但这些孩子们的创造潜能却是不能忽视的。可见，孩子将来是否可以成为创新性人才，关键看教师是挖掘了他们的创造潜能还是扼杀了他们的创造力。 

生物实验课是培养学生创新思维和实践能力的主要阵地。在生物实验课中培养学生的创新精神和创造欲望，挖掘学生的创新潜能，发展学生的创新技巧是实现新课程目标教学理念之一，也是素质教育的重点内容。在初中生物实验教学中，教师应加强生物实验教学的改革，激发学生学习兴趣，注重基本实验技能的训练，培养学生创新思维。