楊 剛

摘 要:本文闡述了思想實驗基本特征及其積極作用,并以案例的形式探討了其在生物教學中的運用。

關(guān)鍵詞:思想實驗 生物教學 實踐

思想實驗,顧名思義就是不進行實際的操作而借助于思維的運作,進而作出探索性演繹推理的研究方法。

一、思想實驗的基本特征

思想實驗實際上是辯論的形式,即以實證經(jīng)驗為前提,通過演繹法的邏輯推出結(jié)論(約翰·諾頓)?？梢?思想實驗是一種理性的思維活動,是一種相對獨立的科學研究方法。

1.具有實驗的可操作性

雖然思想實驗不是進行實際的操作實驗,但是之所以能被稱為實驗,是因為這種思維活動是按照實驗的格式而展開,是可操作的。思想實驗的操作者根據(jù)自己已有的認知,對某些特定的經(jīng)驗表象,進行思考、分析、想象、類比、猜測和邏輯推理等形式的、想象性的操作,進而得出相關(guān)結(jié)論?？梢?思想實驗不是主觀臆斷,而是客觀的、是有思維痕跡可循的。

2.具有嚴密的邏輯性

在思想實驗進行過程中,邏輯推理是它的基本指向。實驗者根據(jù)自己掌握的經(jīng)驗、知識和眾多的形象材料,在想象中展開和聯(lián)系,對有關(guān)的概念和關(guān)系進行邏輯推理,朝向構(gòu)思前預定的目標演繹。所以,思想實驗的操作過程既是想象自由展開的過程,又是邏輯運動的過程,其中,邏輯起著主導作用,引導和控制著想象,保證想象既豐富但又不是胡思亂想。

3.具有高度的創(chuàng)造性

思想實驗的目的往往是為了揭示事物內(nèi)部的規(guī)律性。因此,其探索是前無先例的,帶有高度的創(chuàng)造性。

二、思想實驗的積極作用

1.強烈的質(zhì)疑、創(chuàng)新價值

從科學發(fā)現(xiàn)的角度看,思想實驗往往從傳統(tǒng)的理論質(zhì)疑入手,從而生動準確地揭露舊理論的缺陷,批駁舊理論的錯誤;從教學研究的水平看,思想實驗有利于學生打破思維定勢,多角度地分析和發(fā)現(xiàn)問題。

2.提升實證實驗的品質(zhì)

科學結(jié)論往往是從大量實驗事實中概括出來的,在實證實驗開始前對實驗過程的預想和設計,在觀測后對經(jīng)驗材料的分析和概括,都得借助于思想實驗。思想實驗對經(jīng)驗材料進行理性加工,可以為實證實驗提供理論指導,同時,思想實驗以其科學思維的嚴密性、精確性補充了實證實驗的不足。

3.完善了實驗的形式

奧地利著名科學家、哲學家恩斯特·馬赫認為,“思想實驗是實證實驗外的、較高理智水平上使用的實驗”。實驗不一定非要在實驗室展開,在經(jīng)驗和實踐不能通達之處,可以通過模擬實驗來演示,實驗也可以存在于我們的頭腦之中即思想實驗。

三、思想實驗在生物學教學中的運用

感悟經(jīng)典科學發(fā)現(xiàn)中的思想實驗(以“基因分離定律的發(fā)現(xiàn)”為例)

科學研究離不開思想實驗的開拓,科學發(fā)現(xiàn)不應該僅僅需要實驗現(xiàn)象的忠實觀察與記錄,更需要借助于人類的思辨與智慧對觀察、記錄作出廣泛的思維演繹……思想實驗,進而作出創(chuàng)造性的判斷與解釋。

思想實驗就是人們將一些科學構(gòu)想和假設預先在頭腦中進行充分推演、試錯、構(gòu)建和完善的過程,思想實驗常用的推理形式就是“如果,那么”(諾頓),通過思想實驗可以有效地解決或簡化許多實際問題。

實驗教學在中學生物教學中有著重要的地位,教師應盡可能多地讓學生參與實證實驗和其他實踐活動,使學生身臨其境,親自動手。用好思想實驗這一科學研究方法,不僅可以提升實證實驗和模擬實驗的效果、突破實驗室條件的限制,更能在實際教學中提升學生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力,進而有效提升學生的科學素養(yǎng)。

參考文獻:

1.馬西默·皮格里著.吳萬偉譯.思想實驗是什么.2007.學術(shù)中國(www.xschina.com)

2.王榮德.思想實驗及其在科學發(fā)展中的作用.科學學研究. 2001.19(01)

3.恩斯特·馬赫著.李醒民譯.認識與謬誤.天涯在線書庫(www.tianyabook.com)

4.俞如旺等.思想實驗在“細胞核移植”一節(jié)中的探究性教學分析.實驗教學與儀器.2006(6)22-23

作者單位:江蘇省泗陽職業(yè)教育中心