俞莉丹 應(yīng) 超 王麗君

(上海市浦東教育發(fā)展研究院 200127) (華東師范大學(xué)附屬東昌中學(xué) 上海 200120) (上海市川沙中學(xué) 201299)

思維是人腦對客觀事物的一般特性和規(guī)律的一種間接的、概括的反映過程[1]。思維的特性主要體現(xiàn)在思維的流暢性、變通性、獨(dú)特性、概括性和邏輯性五個方面。筆者通過對生物學(xué)課堂的實錄觀察和學(xué)生課后作業(yè)的跟蹤了解，發(fā)現(xiàn)在生動活潑的課堂教學(xué)中，學(xué)生仍存在諸如思維不夠全面、自主思考難度大、思維定勢、概括不全和思維不流暢等障礙。因此，教師要了解思維的概念和特性，基于思維特性開展教學(xué)。在生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)有意識地抓住這些特性進(jìn)行培養(yǎng)，既可以提高學(xué)生的思維能力，又可提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。本文重點(diǎn)討論思維的流暢性、變通性和獨(dú)特性三個特性。

1 學(xué)生思維流暢性的培養(yǎng)

思維的流暢性主要體現(xiàn)在學(xué)生解決與回答問題的思路是否清晰、是否通暢。要求學(xué)生快速敏銳地和已有的知識建立新的聯(lián)系，迅速地產(chǎn)生大量意念和見解。在生物學(xué)教學(xué)中，主要表現(xiàn)在學(xué)生對于某一生物學(xué)現(xiàn)象或情景所能想到或提出問題的多少，可以通過生活舉例、支架輔助和連環(huán)設(shè)問等策略來實現(xiàn)。

1.1 生活舉例策略 生物與學(xué)生的生活緊密結(jié)合，每一個知識點(diǎn)都可以從生活中找到很多相應(yīng)的實例。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)盡量鼓勵學(xué)生結(jié)合自己的生活體驗，就某一生物現(xiàn)象或情景舉出盡可能多的例子，或提出盡可能多的問題，以培養(yǎng)學(xué)生思維的流暢性。

例如，在“生物體中的有機(jī)化合物”一節(jié)中，分小組以游戲比賽的形式，讓學(xué)生列舉所熟悉的糖的名稱，看哪組知道的最多？葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、淀粉……學(xué)生馬上聯(lián)想自己的生活常識，在腦海中快速尋找糖的名稱。在學(xué)生學(xué)習(xí)“脂質(zhì)”這一知識后，分組討論“在人體的臟器周圍脂肪有何利弊？”，讓學(xué)生盡可能列出脂肪的利弊，在思維碰撞和相互啟迪中，學(xué)生的思維得到發(fā)散，有些平常不愿回答問題的學(xué)生也積極地參與到討論中來。

1.2 支架輔助策略 支架是用來比喻對學(xué)生問題解決和意義建構(gòu)起輔助作用的知識框架。在生物學(xué)教學(xué)中，支架的表現(xiàn)形式有：范例、問題、解說、建議、圖表和點(diǎn)撥等，不同的形式可以達(dá)到不同的教學(xué)效果。在教學(xué)過程中，學(xué)生偶爾會出現(xiàn)思維受阻的現(xiàn)象，這時候需要教師及時幫助學(xué)生構(gòu)建支架，逐步打開思維。教師要根據(jù)具體情況選擇符合所教知識特點(diǎn)以及學(xué)生現(xiàn)有發(fā)展水平的形式，以實現(xiàn)學(xué)生思維的流暢。

例如，“基因的自由組合定律及其應(yīng)用”這部分內(nèi)容是以減數(shù)分裂為基礎(chǔ)的，如果學(xué)生遺忘減數(shù)分裂知識，或者當(dāng)時學(xué)得不好，在這部分教學(xué)時就難以理解后續(xù)內(nèi)容。此時，教師就需要構(gòu)建“舊知支架”。學(xué)生觀看“精子的形成”的動態(tài)視頻后，嘗試梳理減數(shù)分裂過程中各種形態(tài)細(xì)胞的基因型(表1)，理解精子在形成的過程中，等位基因會彼此分離,非等位基因自由組合。學(xué)生的思維得以打開，這也為后面討論配子種類埋下伏筆。

表1 “精子的形成”基因型分析

1.3 連環(huán)設(shè)問策略 教師的設(shè)問必須遵循學(xué)生思維發(fā)展的規(guī)律，有針對性地把學(xué)生引向“最近發(fā)展區(qū)”，使學(xué)生的思維能充分展開。設(shè)問還應(yīng)是開放多元的，引導(dǎo)學(xué)生多層次、多角度思考和分析問題[2]。在生物學(xué)教學(xué)中，教師可以通過設(shè)計連環(huán)式的問題，逐步激發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生跟隨教師的思路，不斷深入討論，引發(fā)思考。

例如，教師在“基因重組和基因突變”一節(jié)中，可設(shè)計四個問題：什么是生物的變異？生物性狀的哪些方面可以產(chǎn)生變異？生物的變異都能遺傳嗎？生物的變異如何產(chǎn)生并傳給后代？這四個問題一環(huán)扣一環(huán)，從整體性狀到局部性狀，再到性狀的遺傳，最后聚焦變異的傳遞。尤其是問題1、2，學(xué)生都能從自己的生活中舉出例子。在此基礎(chǔ)上，教師呈現(xiàn)出事先拍攝的校園周圍生物變異的照片，激發(fā)學(xué)生的興趣，打開學(xué)生思維。

2 學(xué)生思維變通性的培養(yǎng)

思維變通性就是克服頭腦中某種僵化的思維框架，按照某一新的方向來思索問題的過程，需要借助橫向類比、跨域轉(zhuǎn)化和觸類旁通，使思維沿著不同的方面和方向擴(kuò)散，表現(xiàn)出思維變化多端，根據(jù)需要靈活轉(zhuǎn)變思維方向，從而尋找到解決問題的新方法。在生物學(xué)教學(xué)中，可通過逆向思維策略和借題發(fā)揮策略加以突破。

2.1 逆向思維策略 生物學(xué)上逆向思維的例子很多，尤其是對于一些特殊問題，從結(jié)論往回推，倒過來思考，往往會使問題簡單化，收效良好。

例如，“內(nèi)分泌系統(tǒng)中信息的傳遞和調(diào)節(jié)”一節(jié)涉及多種激素及其生理作用，如何設(shè)計實驗來驗證激素的作用，可以作為培養(yǎng)學(xué)生思維變通性的良好機(jī)會。已知胰島素是能夠降血糖的蛋白質(zhì)類激素，由胰腺中胰島B細(xì)胞分泌。請設(shè)計實驗驗證胰島素的生理作用。驗證動物激素生理作用的傳統(tǒng)方法有注射激素法、飼喂激素法和摘除腺體法等，對于不同的激素和動物應(yīng)該選擇不同的方法。學(xué)生設(shè)計思路：由題意可知，胰島素是蛋白質(zhì)類激素，不能飼喂，只能注射。其生理作用是降低血糖，而低血糖的癥狀是低迷、昏厥甚至休克，而靜脈注射葡萄糖即可緩解低血糖癥狀。實驗設(shè)計為：取年齡相同，生長狀況類似的小鼠若干只，分為甲乙兩組；甲組為實驗組，靜脈注射一定量胰島素溶液，乙組為對照組，靜脈注射等量生理鹽水，觀察兩組小鼠是否出現(xiàn)癥狀；甲組小鼠出現(xiàn)昏迷、甚至休克等癥狀，靜脈注射一定濃度的葡萄糖溶液，若癥狀緩解，則可驗證胰島素具有降低血糖的生理作用。

2.2 借題發(fā)揮策略 避免形成思維定勢的方法之一就是借題發(fā)揮。即不局限于知識或問題本身，而是在此基礎(chǔ)上適當(dāng)變換、引申和擴(kuò)展，把學(xué)生的思路拓寬并引向深入，鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑，跳出思維定勢的條框。

例如，試題：水稻的高稈和矮稈是一對相對性狀，糯性和非糯性是一對相對性狀。有人讓一種高稈非糯性水稻與另一種矮稈非糯性水稻雜交，得到的后代性狀及比例為高稈糯性∶矮稈糯性∶高稈非糯性∶矮稈非糯性=1∶1∶3∶3(這兩對性狀按自由組合定律遺傳)，則子代的矮稈非糯性中能穩(wěn)定遺傳的水稻占？答案是占1/3。該題初看答案是對的，卻有一位學(xué)生提出異議。學(xué)生解答說，水稻的這兩對相對性狀只有糯性和非糯性能確定顯隱性，而高稈和矮稈則不確定，答案是假設(shè)高稈是顯性性狀、矮稈是隱性性狀的前提下得出的。但是，如果高稈為隱性性狀時，答案為0。因此，答案應(yīng)該是1/3或0?？梢姡處熡袝r候也容易被固有思維框住，要善于傾聽和鼓勵學(xué)生的不同看法，而不是簡單的告知答案。

3 學(xué)生思維獨(dú)特性的培養(yǎng)

思維的獨(dú)特性主要指個體在基于客觀認(rèn)知的基礎(chǔ)上對某一事物的開展采取別具一格的處理方式，或得出有別于常規(guī)認(rèn)識的結(jié)論，是在共性中體現(xiàn)個性化。當(dāng)然，思維的獨(dú)特性，首先必須合理，有依有據(jù)，進(jìn)而展現(xiàn)出其特殊性。

3.1 自主實驗設(shè)計策略 自主實驗設(shè)計活動的安排一般需要遵循以下流程：確定一個明確、合適的探究主題。探究性實驗的設(shè)計適合鍛煉學(xué)生的獨(dú)特性思維、規(guī)范實驗設(shè)計的思路。實驗的方式可以多樣化，但是也需遵守科學(xué)探究的基本步驟和原則。需要在給予學(xué)生自主設(shè)計的時間之前進(jìn)行一定程度的指導(dǎo)。可提供某一案例，以起到啟發(fā)引導(dǎo)的作用。給予學(xué)生充分的時間進(jìn)行思考和討論，同時關(guān)注他們的設(shè)計過程和思維動態(tài)，以及時提供適當(dāng)反饋和修正。

例如，以“影響光合作用的因素”實驗設(shè)計課為例：①由學(xué)生復(fù)習(xí)回顧光合作用的總反應(yīng)式，并嘗試從中尋找可能影響光合作用的因素。②以“二氧化碳濃度對光合作用的影響”為例，展示實驗設(shè)計，同時讓學(xué)生回顧實驗設(shè)計的基本原則和步驟。提出疑問：二氧化碳濃度是否對光合作用產(chǎn)生影響？提出假設(shè)：二氧化碳濃度越高，光合作用越強(qiáng)。設(shè)計實驗：單因子變量，二氧化碳濃度(通過配置不同濃度的NaHCO3溶液來實現(xiàn))。觀察指標(biāo)，氧氣的變化量。實驗步驟如下：取5個燒杯，分別加入清水和不同濃度的NaHCO3溶液，利用溶解氧傳感器測量初始溶解氧；分別加入等量(1 g)水綿置于光照下，相等時間間隔后測量實驗后溶解氧量，計算每只燒杯的溶解氧變化量。實施實驗→記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)→得出結(jié)論：CO2濃度影響光合作用強(qiáng)度，且在一定范圍內(nèi)，光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的升高而增強(qiáng)。③完成實驗設(shè)計案例的展示后，給學(xué)生提供“探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響”探究課題，要求學(xué)生分小組，合作完成實驗設(shè)計方案，并記錄在學(xué)案中。教師可以從學(xué)案中發(fā)現(xiàn)并鼓勵學(xué)生提出獨(dú)特的想法。

3.2 科學(xué)史探秘策略 科學(xué)家對生物的研究歷程告訴我們，科學(xué)是在探索和爭論中前進(jìn)的。要取得成功，不僅要有豐富的科學(xué)知識和有效的研究手段，也要富于創(chuàng)新的精神。更重要的是，科學(xué)家都有著獨(dú)特的思維和看問題的角度，從而提出與眾不同的觀點(diǎn)。合理運(yùn)用科學(xué)史，有助于培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)特性。

例如，教師在“光合作用的探究歷程”教學(xué)中，可先布置學(xué)生進(jìn)行“光合作用探秘”，即每個小組分工查找相關(guān)資料，合作完成光合作用探究史的梳理,尤其要在查找相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，思考討論每個實驗未解決的問題，共同完成光合作用的探究歷程簡表(含時間、科學(xué)家、研究過程、結(jié)論和未解決的問題……)。在教學(xué)過程中，先由各小組代表交流小組成果，教師再根據(jù)小組反饋進(jìn)行指導(dǎo)。學(xué)生在分析科學(xué)家的研究過程，尤其是研究的不足以及下一位科學(xué)家的創(chuàng)新做法的時候，能深刻感受到創(chuàng)新精神在科學(xué)研究中的重要性，也可以找到創(chuàng)新的突破口。