■張云柏

課程標準指出：“義務(wù)教育階段的生物課程既要讓學生理解基礎(chǔ)的生物學知識，又要讓學生領(lǐng)悟生物學家在研究過程中所持有的觀點以及解決問題的思路和方法?！币虼?，初中生物學科教學不僅要讓學生識記若干知識，還要培養(yǎng)學生的價值觀，更要發(fā)展學生的理性思維能力。如何讓學生能夠主動地掌握并運用生物學知識，理性地判斷、分析、思考，發(fā)展學生的理性思維能力，培養(yǎng)學生的生物學核心素養(yǎng)，是所有生物教師要著力研究的重要課題。筆者結(jié)合實踐和思考談?wù)勗诔踔猩镎n堂教學中運用模型方法培養(yǎng)學生理性思維的認識。

理性思維是一種基于證據(jù)和邏輯推理的思維方式，它是“依照邏輯推理而不是依照情緒或感覺來行事”，即理性思維強調(diào)的是邏輯指引下的思考過程。模型方法是研究者將抽象的、不可測的事實或過程借助身邊的材料、用具或應(yīng)用數(shù)學方法、圖像等加以描述、概括總結(jié)的一種活動。利用模型來描述生物學規(guī)則可以讓學生從龐雜的生物學事實中找到可以用來分析解決問題的“生物學邏輯”，對學生了解生命運行的規(guī)則非常有效?；谏飳W模型的理性思維培養(yǎng)是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的有效方式。模型大體上可以分為實體模型、數(shù)學模型和概念模型等幾類，教學中要重視實體模型建構(gòu)，更要著力挖掘構(gòu)建簡單的數(shù)學模型和概念模型來培養(yǎng)學生的理性思維。

1.利用實體模型培養(yǎng)學生的理性思維。

實體模型是指生物體結(jié)構(gòu)標本、教學模型等實物或結(jié)構(gòu)圖，它能直觀地展現(xiàn)生物體結(jié)構(gòu)原形，表達認識對象的特征，利于學習者直觀了解生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，分析理解掌握有關(guān)功能，發(fā)展學生的理性思維能力。初中生物教學中，一是用足用好學校現(xiàn)有的教學模型。一般的學校都配備有大量的教學模型，如植物細胞結(jié)構(gòu)模型、動物細胞結(jié)構(gòu)模型、根尖的結(jié)構(gòu)模型、雙子葉植物莖的結(jié)構(gòu)模型、葉片的結(jié)構(gòu)模型、人體心臟的結(jié)構(gòu)模型、人體腎臟的結(jié)構(gòu)模型、眼的結(jié)構(gòu)模型、DNA分子結(jié)構(gòu)模型等。教師要充分利用這些模型，加強直觀教學，使學生通過對實體的觀察，留下深刻印象，牢固掌握有關(guān)結(jié)構(gòu)知識；同時要引導學生認真分析有關(guān)結(jié)構(gòu)，從結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的關(guān)系，理解掌握相應(yīng)的功能，培養(yǎng)學生的理性思維。二是可制作簡單的教學具模型。一方面教師要能制作教具，豐富教學資源，提高教學效果；另一方面教師要指導鼓勵學生制作學具，加強學生對知識的理解掌握，培養(yǎng)學生的理性思維。如在“呼吸運動”教學時，教師可先組織學生觀察“呼吸過程中膈和肺的變化示意模型”，指導學生分析、識別圖中的各結(jié)構(gòu)，總結(jié)歸納呼吸過程中膈和肺的變化關(guān)系，再讓學生動手制作呼吸過程中膈和肺的變化示意模型，這樣不僅有效發(fā)展了學生的理性思維能力，也培養(yǎng)了學生的實踐創(chuàng)新意識和動手操作能力。三是加強結(jié)構(gòu)圖教學。教材中有豐富的圖片資料，絕大多數(shù)是生物結(jié)構(gòu)圖，教師不僅要指導學生識圖，更要指導學生繪制一些簡單的結(jié)構(gòu)圖，通過圖形的分析、繪制，有效培養(yǎng)學生的理性思維能力。

2.建構(gòu)數(shù)學模型培養(yǎng)學生的理性思維。

數(shù)學模型是用圖表、圖像、框圖、數(shù)理邏輯等來描述系統(tǒng)的特征及其內(nèi)部聯(lián)系或與外界聯(lián)系的一種結(jié)構(gòu)，它將現(xiàn)實世界的原型抽象出來，完整系統(tǒng)地呈現(xiàn)事物本質(zhì)，它是分析、解決實際問題的基礎(chǔ)。教學中不僅要挖掘構(gòu)建簡單的數(shù)學模型，還要指導學生觀察、分析有關(guān)模型，切實培養(yǎng)學生的理性思維能力。

學生學習了“人體淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)消化過程”有關(guān)知識后，教師可構(gòu)建淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)三者在消化道中含量變化曲線數(shù)學模型（如圖1），指導學生運用所學的知識類比、歸納、識別三種物質(zhì)，不僅使學生能深刻理解掌握營養(yǎng)物質(zhì)消化的有關(guān)知識，還能培養(yǎng)學生的知識遷移能力和理性思維。

圖1

在“人的生長發(fā)育和青春期”一節(jié)的教學中，在學生學習了有關(guān)青春期發(fā)育的知識后，教師可構(gòu)建男、女生殖器官發(fā)育趨勢數(shù)學模型（如圖2），讓學生運用所學的有關(guān)知識分析、判斷、推理圖中A、B所表示的結(jié)構(gòu)是卵巢還是睪丸？鞏固所學知識，訓練學生的理性思維。

圖2

在“生物進化的學說”一節(jié)教學中，教師在組織學生學習了達爾文自然選擇學說主要內(nèi)容后，可構(gòu)建自然環(huán)境中某種生物類群（如鹿群）數(shù)量變化曲線的數(shù)學模型（如圖3），指導學生根據(jù)達爾文自然選擇學說的有關(guān)內(nèi)容，分析判斷圖中曲線，培養(yǎng)學生理性思維。

圖3

3.建構(gòu)概念模型培養(yǎng)學生的理性思維。

概念模型指以文字表述來抽象概括出事物本質(zhì)特征的模型。教學中要挖掘知識的內(nèi)在聯(lián)系，加強圖文轉(zhuǎn)換，進行概念模型建構(gòu)，并切實運用模型解決生產(chǎn)生活中的實際問題，訓練學生的理性思維。

在“人體的血液循環(huán)”一節(jié)教學中，涉及人體血液循環(huán)的過程，教師可組織學生自主學習教材內(nèi)容及播放人體血液循環(huán)視頻后，讓學生用“→”表示人體血液循環(huán)大致過程，構(gòu)建人體血液循環(huán)過程概念模型（如圖4），并讓學生以此模型為“參考系”，在新的情境中進行理性地演繹推理，解決遇到的生物學問題（如血液從主動脈到右心房流經(jīng)的路徑、從手背靜脈輸液輸入的藥物治療同側(cè)上臂燙傷的路徑、淀粉經(jīng)消化吸收后的循環(huán)路徑分別是A.肺循環(huán)、B.體循環(huán)、C.肺循環(huán)→體循環(huán)、D.體循環(huán)→肺循環(huán)中的哪一種？還可進一步構(gòu)建如圖5所示的器官與血管關(guān)系概念模型，圖中X表示人體某器官，①、②表示血管，箭頭表示血流方向，進一步引導學生根據(jù)上述人體血液循環(huán)過程概念模型，通過變換圖中器官或血管的名稱，讓學生分析判斷血管或器官的名稱），鍛煉學生的知識運用能力和理性思維能力。

圖4

“植物呼吸作用”基本過程的教學，教師可先指導學生自主學習教材中的文字內(nèi)容，合作討論書寫植物呼吸作用反應(yīng)式，構(gòu)建如下植物呼吸作用概念模型：

有機物（儲存著能量）+氧氣→二氧化碳+水+能量（有所呼吸）

有機物（儲存著能量）→二氧化碳+酒精+能量（酒精呼吸）

再讓學生根據(jù)上述植物呼吸作用概念模型解決生活和生產(chǎn)實踐中的生物學問題。

由此可見，生物學模型的建立有助于學生形成對重要生物學概念和過程的清晰理解，讓學生客觀、準確、理性地形成對生物學概念等的認識，有效訓練學生的理性思維。

圖5

結(jié)語

培養(yǎng)學生的理性思維對于學生的終身學習和終身發(fā)展至關(guān)重要，生物教師在日常教學中，要充分運用問題驅(qū)動方式，指導學生分析模型，幫助學生建構(gòu)模型，培養(yǎng)學生良好的學習方法與習慣，不斷發(fā)展學生的理性思維。同時，更要積極探尋發(fā)展學生理性思維的新方法、新思路，切實使學生在掌握基礎(chǔ)知識、發(fā)展基本能力的過程中逐步形成相對穩(wěn)定的思考問題、解決問題的思維方法和價值觀，不斷提高學生的生物學科核心素養(yǎng)，努力培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會進步和時代發(fā)展要求的社會主義建設(shè)者和接班人。