怎样在高中生物教学中培养思维能力

教育改革的根本目的是提高民族素质，多出人才，出好人才。而教育的任务也不再仅仅把现有的科学知识传授给下一代，而是通过教育过程的改革实现学生知识与能力的同步发展。思维能力不仅是智力的核心成份，也是发展其它能力的重要基础，所以在生物教育教学过程中，利用学科特点，培养学生思维能力成为教师的一个重要的教学目标。如何实现这个目标，根据教学实践及相关构想，作者从思维原则、思维技能、思维过程等几个方面进行粗浅的探讨。
一、教学过程的思维训练要符合思维原则
1、知识积累中的全方位原则
思维过程实质上就是对贮存在大脑中已有信息的选择、组织与加工进而建立信息网的过程，已有信息是思维的物质基础。所以，在生物教学过程，促使学生对本学科知识、原理的牢固记忆是开展学科思维不可或缺者的步骤。全方位原则主要表现在两个方面，一是知识构成的全面性——即不仅是掌握学科的经典知识，同时也必须及时的吸纳最新最前沿的信息，并时刻关注热点事件，诸如克隆技术、“非典”、禽流感等，以此为激发点，促进学生发展经典与前沿的关系、提高思维能力；同时知识构成的全面性还表现在注意不同学科相关知识的积累方面，这对触发生物学科的创造性思维是有相当的助益。二是知识摄入途径的全面性。要充分利用生物教材中的实习、课外读等作为引导，鼓励学生多途径的获得知识，进而增加学生的信息量。
2、问题激发原则
头脑里装着问题，大脑就处于非常敏感的状态，一旦接触信息，就会从中把对解决问题可能有用的信息抓住不放，从而加大了有效信息的输入量。同时在问题的激发下，有效的促进学生思维活动的积极开展。所以在生物教学过程中，在钻研教材的基础上，要抓住课文中的一些关键性问题，诘疑问难，引发学生思考。例如，抓住关键句段进行提问，在学习根对矿质元素离子吸收过程时，让学生带着问题对阅读教材，“为什么说根对矿质元素的吸收与根的呼吸作用有密切的联系？”“为什么说根对矿质元素的吸收与根对水分的吸收是两个相对独立的过程？”“根对水分的运输与对矿质元素的运输是如何进行的，有什么关系？”在教师的启发下，学生通过自己的阅读与思考，获得并加深了对知识的理解与掌握；又如，在谈到减数分裂时，利用课本上的图、表发问“减数分裂与有丝分裂在遗传物质数量的变化上有什么相同点与不同点？”“减数分裂第一次分裂与第二次分裂及有丝分裂的各个时期有什么不同”学生通过对图表的比较，找出它们之间的区别，加深了对减数分裂的理解，同时也加强了学生的思辩能力。
3、强化想象力原则
想象力是思维中最富有创造性的思维方式之一，它以实际生活小积累起来的丰富的表象为基础，在它们之间进行分解、组合、类比、联想等加工而展开的。因此，在生物学教学中，可以通过一定的方法，在学生头脑中创设感性的形象，为他们进一步思维提供资料信息，并使思维具体化。例如，在讲授蛋白质的结构时，联系学生熟悉的弹簧，把蛋白质的多肽链比作弹簧的钢丝，弹簧的螺旋相当于多肽链的盘曲，再把一条或多条弹簧折叠起来，也就是多肽链盘曲成螺旋后再折叠，相当于蛋白质的空间结构。这样，就使抽象的内容形象化、具体化。从而使肉眼无法观察的蛋白质结构在学生头脑中有一个感性的形象，以此为媒介，利于学生对抽象知识的把握和思维活动的深入。
4、变换角度原则

本原则主要包括三个方面：一是转移思考点，就是把思考问题的重点从一方面转换到另一方面；二是逆向思考；三是发散思考。在生物教材中的相当多的内容均体现出了变换角度原则，在教学过程中，教师应有意的加以呈现，帮助学生打破思维定势，转变思维角度，提高思维能力。例如，青霉素的发现就是英国细菌学家弗来明把思维重点从培养葡萄球菌转移到破坏他实验的青霉孢子身上的结果；逆转录酶的最终发现也是在“基因控制蛋白质合成中，转录是指以DNA 的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的 过程。既然能够以DNA为模板来合成RNA，那么能不能以RNA为模板来合成DNA呢？”这种逆向思考的指导下实现的；而教师依据同一知识或原理创设不同情境，如围绕遗传规律可以编写多种习题：根据子代同一对相对性状的表型比直接推知亲代基因型；根据亲代基因型推知子代表型比和基因型；根据子代基因型组合数推知亲代基因型等让学生通过变换方式求出答案，以不同的方式应对不同的情境，进而培养学生思维的灵活性。
二、教学过程的思维训练要注重思维操作技巧的强化
在思维原则的总体指导下，教学过程的思维训练要注重思维操作技巧的强化。其途径主要有二：
1、通过教师自身在教学过程中对思维技能的运用，引导并促进学生思维技能的发展。
思维操作技能包括分析、综合、比较、抽象和概括等几个步骤。它们在同一次思维活动中都是共同参与，紧密结合。在生物的教学过程中，教师应充分利用这些思维操作技术对教材知识进行把握与传授，同时通过这些技术的展示，促进学生掌握相关的思维技能。
例如，教师在讲授“影响光合作用的外部条件”时，必须先把“外部条件”分析成光、温度、二氧化碳的浓度等单个因子，然后逐一考查和“光合作用”的关系；研究“有氧呼吸”时，将三步骤分解开来，分别分析每一步骤所需要的条件、反应场所、产物等，进而了解影响有氧呼吸的各种因素及它们发挥作用的关键点。这是分析。而在分析的基础上，把生命现象的各个方面和属性联合起来，形成对生命现象整体的认识，这就是综合。比如在分别研究了细胞膜、内质网、高尔基体，细胞核膜、线粒体各自的结构与功能后，寻找它们之间在这两方面的联系点，从而形成生物膜系统在结构与功能上的整体性与统一性。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。
生物教学内容中有相当多是彼此联系或容易混淆，如有丝分裂与减数分裂、极核与极体、芽体与芽、胚囊与囊胚、光合作用与呼吸作用、有氧呼吸与无氧呼吸等， 教师通过比较的方式，确定它们之间的异同点，在理清知识体系便于学生掌握的同时，也使学生通过对教师比较技巧运用的模仿，为进一步加大思维深度，认识生命的本质和规律打下基础。
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，并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。它是思维的核心。比如，通过对各种生命现象的研究与生物生理过程的研究，概括出生命的六大特征。
2、通过对教材中经典实验、例题中前人思维过程与解题思路的分析，促进学生思维能力的提高。
在生物教学中，教师可充分利用教材现有的经典实验与例题，分析展示教材、习题所蕴含的思维过程和解题思路，让学生获得知识的同时感受前人思维的光芒。
例如，高二课本中证明“DNA是主要的遗传物质”的两个实验，其中“肺炎双球菌转化实验”的体外实验中，O.Avery提取出S型细菌的DNA、蛋白质、多糖，分别加入到R型细菌的培养基中，通过实验结果的比较，只有加入DNA 的R型细菌培养基中有出现S型细菌，进而证明DNA是遗传物质；而“噬菌体侵染细菌的实验”中的思维过程是：磷主要存在于T2噬菌体的DNA组份中，而硫只存在T2噬菌体蛋白质中。生物学家用32P标记一部分噬菌体的DNA，用35S标记另一部分噬菌体的蛋白质，用标记了的噬菌体去感染未标记的细菌，然后测定宿主细胞的同位素标记，发现大多数35S标记的噬菌体蛋白质外壳附着在宿主细胞的外面；而大多数的32P放射性标记在宿主细胞内。所以在感染时进入细菌的主要是DNA，而大多数蛋白质在细菌的外面。这样看来，噬菌体注入细菌的物质是DNA，释放的是跟原来一样的子代噬菌体，只有DNA在亲代与子代之间具有连续性，这就证明DNA是遗传物质。这两个实验的都是 在“设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用”这个共同的指导思想通过分解、比较、综合等思维技能的运用而实现对DNA是遗传物质的验证。
总之，培养学生的思维能力，不仅是教改的需要，也是学生提高综合素质，全面发展的需要。学生思维能力的提高，将会带动其他能力的发展提高，进行而使学生在学习和以后的工作受益匪浅。

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