高三生物实验课堂培养学生理性思维的策略

张继敏

摘要：高三生物阶段开展实验课堂活动，这是培养学生理性思维的重要载体。生物课程的本质是发现自然规律、体会自然科学，而这一学习与探究的过程必然是循序渐进的，有助于推进学生思维的形成与发展。因此借助高三生物实验课堂的教学机会，教师要创新教学手段与教学形式，从培养解决问题能力着手，层层递进地增强理性思维，促进核心素养教育的全面发展。本文基于高三生物实验课堂的教学实例，从整合问题、回归教材、实践验证与建模应用四个方面探讨如何引导学生理性思维。

关键词：高三生物； 实验活动； 理性思维

从学科核心素养角度为出发点，培养学生的理性思维，必然要奠定在事实依据与逻辑推理的基础上，通过建立归纳概括思维、演绎推理思维、批判思维以及建模思维，探寻生命现象，总结科学规律。高三生物涉及丰富的实验内容，以此为载体促进学生理解理论概念、把握学科本质，形成科学的理性思维。

一、整合问题，启发理性思维

为了激活学生的理性思维，教学过程必然要认清“提问”的重要性，结合实验内容创设“问题链”，有逻辑性、有递进性地提问，串联学过的理论知识与实践经验，逐步生成理性思维模式。例如，高三复习“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验时，通过回顾实验过程与实验原理，解决如下问题：①DNA和RNA分子自身有颜色吗？如果没有颜色该如何观察？②实验中使用甲基绿-吡罗红混合染液，有哪些作用机理？可以只使用单一的染色剂吗？③为什么实验材料选取带色素的细胞或者叶肉细胞？实验中的盐酸起到什么作用？④细胞膜的特性就是能够选择性透过，那染色物质能进入细胞吗？为什么？整合问题载体，系统复习了本实验相关的知识点，再次巩固和记忆，给学生留下深刻的印象，在探索与思考中成功启发理性思维。

二、回归教材，强化理性思维

高三生物是冲刺高考的关键期，一切教育活动要回归教材，通过系统复习完善实验知识网络，整合不同的实验内容与实验方法，由浅入深地强化理性思维。根据教材中的实验内容，通过分类复习的方式，归纳重难点知识。第一，观察类实验，如使用显微镜观察叶绿体、线粒体，观察细胞的有丝分裂和减数分裂等等。第二，探究类实验，如探究细胞的表面积和体积的关系，探究酵母菌的呼吸特征，探究对酶活性产生影响的条件等等。第三，基于生物科学史的实验方法，如类比推理、假说演绎、同位素标记、差速离心等等。第四，与生物遗传学相关的实验设计，如鉴定纯杂合子，判断某些形状属于显性基因突变还是隐性基因突变，判断基因的隐性关系以及基因在常染色体、性染色体的实验等等。做好高三生物实验课堂的复习计划，归类整理不同的实验类型，深化实验认知，既能强化理性思维，也能做好应试准备。

三、实践验证，激活理性思维

生物实践验证的过程也就是不断拓展思维、深入解决问题的过程。通过创设真实的实验情境，激活学生的探究欲望，促进他们从浅显层面的认知向更深层面的探究转化，激活理性思维。例如，高三复习“观察植物细胞质壁的分离和质壁分离复原”时，如果过于倾向理论灌输，学生只能从表面理解实验现象，记住两个必要的发生渗透作用的条件，但是如果课堂上组织实践验证活动，则能给学生留下更深刻的印象，促进深度学习。做实验时，提前准备蔗糖溶液试剂、氯化钠溶液、硝酸钾溶液，对比在不同浓度的氯化钠溶液及硝酸钾溶液中浸泡洋葱细胞，会有哪些不同的现象，通过对比实验结果，推理得出：当无机盐被吸收之后就会进入植物细胞的液泡中，此时植物细胞的浓液度持续增长。整个推理演绎的过程中发挥了学生的主体作用，教师适时地点拨与启发，不仅锻炼了学生良好的解决问题能力，而且促进逻辑思维与发散思维的转化，学会灵活运用知识点，落实学以致用目标。

四、建模应用，发展理性思维

学习生物知识的最大难点在于如何理解与运用，但是传统的教学过程学生缺乏参与、探究与体验，也就难以形成理性认知。立足新时期核心素养教育背景，参照新高考模式的客观要求，高三生物实验活动要从过去“灌输式”教育转为“探究式”学习，强调学生的参与性和创新性，在此过程中逐渐找到适宜的学习方法，养成良好的思维习惯，从更深层次个性化地探究思考、理解问题、解决问题，积累建模经验，提升自主论证能力，发展理性思维。例如，复习“DNA分子结构及其特点”时，先利用多媒体课件导入著名化学家富兰克林与物理家威尔金斯得出的“DNA晶体衍射”实验，以及美国卡伽夫等人对DNA分子组成的研究发现，简要介绍“DNA”的特性；然后再给学生提供资料，初步了解四种脱氧核苷酸、双螺旋结构、基本骨架和反向平行等知识点，在此基础上分组实验，自行构建DNA双螺旋结构模型。整个建模过程中，促进了整体性的探究思维，有利于知识迁移与创新运用，综合强化建模能力与理性思维。

总之，学生在观察与对比客观事物、运用逻辑推理与证据解决问题的过程中形成了理性思维。高三生物实验课为培养学生理性思维搭建平台，二者互为促进，通过生物实验建立理性思维，通过理性思维推动有效实验。

参考文献：

[1]吴霞.新课程标准下对高三生物实验教学的研究[J].读与写（教师）,2018,000 (001):P.171-171.

[2]徐莹莹.高考实验设计题下的高中生物实验教学创新探索[J].新教育时代电子杂志（教师版）,2020,(6):193.