发布时间：2023-09-27 15:06:16
绪论：一篇引人入胜的生物学科学思维，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
一、分析与综合
1.分析
分析就是把一个复杂的事物分解为各个部分、各个要素，然后分别加以考察的一种思维方法。
分析方法在科学认识中具有重要作用：第一，把复杂事物简单化，为下一步研究提供便利条件；第二，使人们对事物的认识易于深化、易于揭示事物的本质和规律。分析方法的应用，曾经是近代自然科学获得巨大进展的基本条件。近代遗传学的奠基人孟德尔认识到，从整体上观察植物杂交后众多性状的遗传行为，推导出它们的遗传规律是困难的。因此，他只选择了其中7对稳定而易于区别的相对性状（种子的圆滑和皱缩、子叶的黄色和绿色、植株的高与矮等）分组研究。把分析方法成功地运用于杂交实验，把豌豆众多的性状分解为简单的要素，撇开其它各种复杂因素，将被考察的因素暂时从整体中抽取出来，允许其单独起作用，从而进行精细、周密的考察，研究每一因素世代传递的行为。以此科学事实为依据，孟德尔才能通过推理和想象提出科学的假说。可见，分析方法对于孟德尔发现遗传定律具有决定性的意义。
在组织学生进行生物科学探究过程中，要指导学生把复杂的感观材料分解为简单的要素，把统一的整体分解为各个组成部分，然后逐一进行研究。
分析方法的局限在于：一方面，由于它割裂事物的联系，着眼于局部的研究，这就容易使人的思维限制在狭小的范围内，养成一种孤立、静止、片面地看问题的习惯；另一方面，分析的结果，只能得到关于事物各个部分或因素的局部知识，这就容易使人“只见树木不见森林”，缺乏对事物的整体认识。因此，我们的认识不能停留在分析阶段，不能孤立使用它，必须由分析发展到综合阶段。
2.综合
综合就是把分析中得到关于客观对象各个部分的认识按照其内在联系在思维中联结起来，形成对客观对象的整体认识的思维方法。综合方法在于从整体上把握事物，注意事物各个部分和因素是如何相互联系而表现出整体特征的。
1953年，沃森和克里克提出的DNA分子双螺旋结构模型，就是对DNA分子各部分认识的一次综合。他们一方面综合了当时生物学家所揭示的DNA作为生物的主要遗传物质的信息传递功能，另一方面又综合了生物化学家分析DNA各种成分的大量材料，特别是综合了威尔金斯等人的DNA晶体X射线衍射图样和实验数据，把DNA的整体结构完整地再现出来。通过这一综合，使人们对DNA的各个片断认识达到从整体上把握了它的结构与功能。由此从分子水平上阐明了生物遗传和变异的机制就是DNA分子的自我复制和改制。
必须指出的是，在指导学生进行综合的过程中，要强调不能主观地把事物的各个部分和因素进行简单地相加或随意凑合，而必须按其内在的联系将它们重新结合起来，使事物作为一个整体在思维中再现出来。
人们在科学研究的不同阶段，在科学发展的不同时期以及在对自然界的不同的物质层次的认识，总是自觉或不自觉地交替使用这分析和综合的方法。要善于把分析和综合的思维结合起来，既要善于分析事物的各种因素和各个部分，又要看到各因素、部分之间的内在联系，从部分和整体的角度来把握事物，才能更全面、更深刻地认识事物的本质和规律。在此基础上，还要进一步的进行抽象与概括。
二、抽象与概括
1.抽象
抽象就是在思想上把一事物的本质属性或特征和非本质属性或特征区分开来，从而舍弃非本质属性或特征，并抽取出本质属性或特征。经过抽象过程，事物的本质属性和非本质属性的界限清楚了，这样，认识便上升到了理性阶段。
孟德尔在进行两对相对性状的杂交实验时发现F2的表现型出现了9∶3∶3∶1的比例，这与一对相对性状杂交实验中的3∶1有什么关系？从数学的角度来分析9∶3∶3∶1是（3∶1）2的展开式，由此孟德尔把两对相对性状的遗传结果抽象为两对相对性状独立遗传结果3∶1的乘积――（3∶1）2。进而通过分析，提出假设：F1在产生配子时，每对遗传因子彼此分离，不同对的遗传因子自由组合。F1能够产生4种数量相等的雌雄配子。
其实早在孟德尔之前就有许多人做了大量类似的杂交实验，先驱们已经清楚地证实了遗传定律中的许多事实，但却没能发现遗传规律。孟德尔正是在前人的指引下，总结自己实验的结果，运用概括的方法，第一个提出了遗传定律。
抽象的关键是抓住事物的本质属性和本质规律。学生通常在观察过程中无法准确的区分本质与非本质或者不能果断的舍弃非本质属性，就无法进行科学的抽象。这是逻辑思维训练的一个重点。当然，这也和个体的活动积极性、已有的知识经验有关。
2.概括
概括是在思想上将许多具有某些共同特征的事物，或将某种事物已分出来的一般的、共同的属性、特征结合起来。概括的过程，就是把抽象出来的个别事物的本质属性，上升到同类事物的本质属性，这也是思维由个别通向一般的过程。
“兴趣是学生最好的老师”，浓厚的学习兴趣是培养发散性思维的重要条件。在教学中，教师要十分注意激起学生强烈的学习兴趣和好奇心，使他们能带着一种高涨的情绪主动而又积极地投入学习和思考中。生物学本身就是一门与实际紧密联系，关系到学生自身的生活和健康以及充满神秘色彩的自然科学，本来对学生就具有很强的吸引力。除此以外，在教学过程中，我们还应注意激发学生的求知欲。利用新旧知识之间的联系，通过设问、质疑等方式，创设问题情境，采用启发式教学，激发学生的求知欲和好奇心，引起他们新的探究活动。例如，在讲《能量流动》一节开始时，可以先提问学生：如果你是鲁滨孙流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只鸡和少量的玉米，那么你应该先吃鸡，还是先吃玉米呢？以便维持更长的时间来等待救援？随着上述问题的提出，学生自然马上就会产生强烈的求知欲，激发了学习兴趣，他们甚至会主动发表自己的意见，从而提高了教学效率。
二、加强学生日常发散思维的训练
教学活动的深入，学生能力的发展，是以思维发展为动力和智力支持的，而思维需要平时的训练。为了促使学生积极思考、善于思考，笔者在教学中经常设计发散性问题，要求学生结合自己的知识和经验提出自己的见解。例如，在学习《人类的起源和发展》时，笔者根据“森林减少，造成古猿到地面生活”的理论，要求学生提出森林减少的可能原因。结果出现了如下答案：食草动物的大量繁殖，占用了过多的古猿生存空间；古猿之间发生战争，使得一部分古猿远离森林；古猿繁殖速度过快，森林资源急剧减少，迫使一部分古猿走出森林；洪水泛滥，淹没了森林；火灾毁了森林；星球之间撞击造成森林环境急剧恶化等。这种问题设计源于课本，能够使学生大脑进入思考模式，对促进学生的思维能力有一定的积极性，长期坚持，就会使学生养成认真看书、善于发现和提出问题的好习惯。
三、大力开展解题思路的创新，塑造学生思维的深度
选择一些合适的练习题进行训练，不断培养学生解题思路的创新，可以最大程度上纵横发散，使知识串联起来，是培养学生发散思维的一个好方法。比如学习绿色植物与生物圈部分内容时，教师可以把学生带进大自然中，让学生亲自观察不同类型绿色植物的异同，比如一年生和多年生、木本与草本植物之间的异同；有限花序和无限花序植物的开花异同；长日照植物和短日照植物的区别，等等。然后让学生通过观察结合学到的理论知识，从课本之外的角度阐明这些植物之间还有哪些区别和相同之处，这些异同之处又对进一步深入探究这些植物起到什么样的启发作用。又如，缺乏维生素A会引起夜盲症、缺乏维生素D会引起骨质疏松症，那么这些现象与内在之间到底是什么样的联系，缺乏到什么程度会患病呢？当然学生不一定要搞清楚，但是我们的目的在于通过现象看本质的过程让学生形成深挖知识，善于思考的习惯，进而培养学生思维的宽度。
四、培养学生一题多解的能力
1.问题的提出
高中生物课程标准中提出要全面提高学生的生物科学素养。生物科学素养包含科学知识、科学方法、科学态度三个方面。标准要求学生在掌握科学知识的同时，掌握科学方法、思维及应用。随着新课程改革的深入，生物科学方法教育逐渐受到重视，但在实际教学中，往往把科学方法的教育转化成了陈述性知识和结论，而忽视了在知识发现过程中渗透生物科学方法教育，教师应该让学生通过各种有效的途径亲身体验科学方法，让学生掌握生物学科基本概念和原理等知识的同时，发展学生的理性思维，全面提高生物科学素养。
2.生物科学方法的主要内容
赵占良在《人教版高中生物课标教材中的科学方法体系》中阐述了生物科学方法内容。其包括获取经验性材料的方法和理性思维的方法。获取经验性材料的方法包括观察法、实验法、调查法、模拟法。理性思维的方法包括形象思维、逻辑思维、直觉和灵感、模型方法、数学方法、系统方法。逻辑思维包括归纳、演绎、分析、综合和类比。模型方法包括物理模型、数学模型、概念模型。
3.理性思维的概念
理性思维是人类思维的高级形式，是人们把握客观事物本质和规律的能动活动。理性思维是一种有明确的思维方向，有充分的思维依据，能对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维。即理性思维就是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式。
4.生物科学方法教育在减数分裂教学中的具体应用案例分析
下面以人教版高中生物必修二第二章第一节《减数分裂和受精作用》中的形成过程的教学为例，阐述在减数分裂教学中渗透生物科学方法教育，发展学生理性思维的一些做法。
4.1生物科学史 体会生物科学方法
生物科学史不仅包含科学发展过程中的人物和事件，更重要的是蕴含了丰富的科学思想、科学方法、科学精神等内容。学生通过生物科学史的学习，体会科学家提出问题，解决问题，不断探究、质疑、再提新问题的实践过程，学习科学家思考问题的方式。当孟德尔的遗传规律被重新发现后，随之而来的问题是遗传因子在细胞中的什么位置，怎样精确的代代相传？魏斯曼对染色体减数分裂及其合理性进行了预言。他认为：必须在细胞和个体水平上来研究遗传，他拒绝了达尔文的“泛生论”以及获得性遗传等观点。他预测：在卵细胞和的成熟过程中，必然有一个特别的分裂过程使染色体数目减少一半。受精时，和卵细胞结合，使染色体的数目又恢复到原来的水平。后来，鲍维里和斯特拉斯分别证实了魏斯曼关于减数分裂的预言。通过了解科学发展的过程，笔者将孟德尔的遗传规律与减数分裂有机结合起来，避免对生物知识进行割裂式的教学，为建立知识间的内在联系打下良好的基础。本节内容通过了解魏斯曼的预言及鲍维里和斯特拉斯的实验论证，让学生体会科学家大胆质疑、提出合理假设，实验论证的理性思维方式。
4.2建构模型 学习生物科学方法
减数分裂过程是一个抽象复杂的过程，通常教师会运用视频和图片辅助教学，给学生直观感性的认识，但这依然是学生被动的接受，并未真正参与到发现知识的过程中。笔者采用染色体模型让学生动态地模拟减数分裂过程。如果在知识全部讲解完后模拟减数分裂过程，只能使学生对减数分裂知识进行巩固，对生物科学方法教育不够深入，学生的理性思维的发展得不到有效的锻炼。因此，根据“发现式学习”原理，笔者认为应该让学生用模型模拟减数分裂过程贯穿于教学过程中的每一个阶段，对书本静态的图片动态化，进而构建染色体数目和行为变化的模型。通过先学后教，先操作后总结的教学顺序，学生构建过程中的错误会不断涌现，针对错误，一起观察、剖析、解决问题，实现了“此处无声胜有声”的科学方法教育。模拟过程主要分四步。第一步，理解同源染色体、非同源染色体、联会、四分体等重要概念。有的学生用模型构建同源染色体会出现错误，例如，选择染色体模型时只想到选择大小一致的配对，有的学生没想到用不同颜色来表示一条来自父方一条来自母方这一特点。又如，X染色体和Y染色体能够配对，但大小不一样，也是同源染色体，在错误中总结完善了同源染色体的概念。第二步，理解同源染色体分离，非同源染色体自由组合的过程。在此过程中，有的学生会犹豫哪些染色体移向一边，哪些染色体移向另一边，通过点拨，非同源染色体可以自由组合，学生加深了对配子中染色体多样性的理解。第三步，完成减数第一次分裂，注意分裂完的细胞数目及每个细胞中染色体数目等。第四步，完成减数第二次分裂过程，特别要注意如何模拟着丝点分裂，姐妹染色单体分离，移向细胞两极的过程，最后形成的生殖细胞的数目及染色体的形态和数目。随着教学的层层推进，学生逐步构建减数分裂过程，最终理清染色体行为和数目的变化，形成有意义的主动的模型构建。整个教学过程把抽象的知识变得直观，可操作化，学生在发现问题、解决问题中学习了生物科学方法，理性思维得到了发展。
4.3问题链导学 渗透生物科学方法
本节内容在模型构建过程中，采用问题链导学的方法，指导学生模拟减数分裂过程。在解决新问题时，通过问题链梳理旧知，进行铺垫，提供一条解决问题的知识链。当问题比较复杂时，分解成若干小问题，层层递进，每一个小问题运用什么知识点，在需要解决的众多问题中，什么可以先解决，什么必须先解决，什么是解决问题的必要条件，这需要教师引导学生运用回忆、观察、比较、分析、演绎、综合、归纳等科学方法来进行思维。问题链可以让学生思维更清晰，精力更集中，更能理解探究的精髓。教师针对减数分裂内容精心设计问题链，使之成为整个学习内容的探究线索，学生沿着这个线索指引的方向，经过思考，模拟减数分裂过程。问题链如下：（1）如果和卵细胞是通过有丝分裂产生的，则受精卵中有多少条染色体？（2）如果是这样，那么前后代的遗传能否稳定？（3）减数分裂产生的生殖细胞中染色体是如何减半的？（4）一个精原细胞需分裂几次？染色体复制几次？产生几个？（5）如果复制后的染色体着丝点分裂后，所产生的子细胞染色体数目能减半吗？（6）染色体如何变化能使子细胞中染色体数目减半？（7）染色体怎样才能有序地排列在赤道板两侧？（8）什么是同源染色体，联会，四分体？（9）从染色体的行为变化分析，导致次级精母细胞染色体数目减半的原因是什么？（10）次级精母细胞中染色体如何变化使其产生的中染色体数与它相同？DNA数目如何变化？（11）总结什么是减数分裂？1-2问题利用有丝分裂的知识，创设认知冲突，形成认知矛盾，激起学生探究欲望。3-6问题引导学生假设、分析、推论、寻求答案。7-11问题层层递进，为模拟减数分裂过程提供线索，点拨学生的思维方向，最后总结减数分裂的核心概念。
4.4实验教学 内化生物科学方法
实验教学是生物教学中极其重要的组成部分，是生物科学方法教育的重要途径。生物实验类型分为：观察型，验证型，设计型，探究型，演示型和模拟型。每个实验蕴含着不同的生物科学方法，实验的过程是学生亲身体验科学研究方法的过程。教师如果从传授知识的角度来组织实验教学，学生过多重视实验的结果，这样会使科学方法教育大打折扣。反之，教师按照科学方法呈现的逻辑组织实验教学，能使学生在实验学习中建立良好的认知结构，培养学生分析问题和解决问题的能力。本节内容包含一个观察实验――观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，此实验的目的是通过观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片，识别减数分裂不同时期的染色体的行为变化、形态、位置和数目。为了更好地突出科学方法教育和发展学生的理性思维，在课堂时间有限的情况下，笔者将此实验改进成制作洋葱雄蕊减数分裂装片并进行观察的实验。材料特点及方法步骤如下：洋葱（2N=16）春天四五月份可长出花序，采摘花序，放置于卡诺固定液中（酒精：冰醋酸=3：1）固定2小时，然后取出花序，挑取小花即可制片。如不及时制片，可将固定后的花序，用95%酒精冲洗后（直至闻不到醋酸味为止）放入70%酒精中，存于冰箱内，可随时取用。制片时挑取一朵小花，拨出雄蕊，用碱性品红或醋酸洋红染液染色2-3分钟，按常规压片法压片，镜检，可清楚地看到减数分裂的各个时期。本实验学生要学会正确的操作，细致的观察，分辨出减数分裂的各个时期，区分出模型图和显微图像的差别。
在生物兴趣小组活动或者校本课程上，我们可以将此验证性实验改进成探究性实验，探究观察减数分裂过程的最佳实验材料，学生查阅资料，选择不同的植物材料，进行探究实验。也可以用动物的精巢（如蝗虫）作为实验材料，和植物雄蕊材料进行对比，观察动物和植物原始生殖细胞减数分裂的区别。探究实验要求学生明确实验目的、设计实验步骤、合作讨论完善实验方案、实施实验，对实验结果进行分析讨论，进而使学生体验到生物科学研究方法的过程并能进行总结和内化。
4.5习题训练 运用生物科学方法
近年来的生物高考试题更加重视对学生学习迁移能力和生物科学素养的考查。在新情境中考查学生分析和解决问题的能力，科学探究的方法和思维能力。高考试题的设计有较强的逻辑性和思维的广度、深度，生物科学方法广泛蕴含在高考试题中，对教师和学生的引导作用非常巨大。在平时解题训练过程中要重分析、重引导、重讨论、重总结，指导学生运用生物科学方法解决问题，培养学生科学缜密的理性思维习惯。
5.有效实施生物科学方法教育应注意的问题
生物课程标准把“以学生的发展为根本”作为指导思想，教师进行教学设计时要考虑学生的实际水平，注重研究学生的心理特点，思维水平，知识结构。课堂上能积极引导学生主动参与学习过程，亲身体验生物科学方法教育，让学生的思维真正“活”起来、“动”起来，才有可能使他们的理性思维能力得到充分的发展。生物科学方法教育切记生搬硬套，必须以知识教学为载体，不同的知识采用不同的生物科学方法教育，同时显性教育和隐性教育相结合。隐性科学方法教育即教师隐蔽地发挥科学方法的导向作用，使学生在学习过程中受到科学方法的启蒙和熏陶。显性科学方法教育是指在生物知识教学过程中，教师对科学方法的名称、特点和操作过程等讲清楚，并指导学生有意识地、自觉地加以运用。在高中阶段，学生的理性思维能力还有待提高，因此，生物科学方法的显性教育尤为重要，这是提高高中学生理性思维的重要途径。
总之，加强生物科学方法教育，是学生构建知识、发展能力、提高理性思维能力的有效途径。教师在教学中要抓住生物科学方法教育这一主线，针对不同的知识内容以及学生的实际需要，有效地开展科学方法教育，发展学生理性思维，提高学生的生物科学素养。
【参考文献】
