邰玉韋 黃翠香

摘? ? 要：在生物學(xué)教學(xué)中，由于教師不完全理解歸納推理的內(nèi)涵與本質(zhì)屬性，不重視歸納推理是生物學(xué)教學(xué)中常用的一種科學(xué)思維方法，更忽視了培養(yǎng)學(xué)生歸納推理能力對(duì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)和生物學(xué)科關(guān)鍵能力的重要價(jià)值等，影響了學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中思維品質(zhì)的提升和學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。不同生物學(xué)重要概念的形成需要建構(gòu)不同形式的歸納推理方法，可以通過(guò)科學(xué)觀察歸納法、模型建構(gòu)歸納法、實(shí)驗(yàn)探究歸納法和比較分析歸納法有效培養(yǎng)學(xué)生歸納推理能力。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)教學(xué) ;歸納推理能力 ;培養(yǎng)策略

《辭?！分械摹皻w納”指從個(gè)別或特殊的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)推出一般性原理、原則的推理形式、思維進(jìn)程和思維方法。同由一般性知識(shí)的前提出發(fā)得出個(gè)別性或特殊性知識(shí)的結(jié)論的推理形式、思維進(jìn)程和思維方法的“演繹”相對(duì)。一般說(shuō)來(lái)，兩者之間的區(qū)別是：歸納是由特殊推到一般，演繹是由一般推到特殊。而“歸納法”指從個(gè)別的或特殊的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)而概括得出一般性原理、原則的思維方法。主要包括觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、分析、綜合等方法以及科學(xué)歸納法、簡(jiǎn)單枚舉歸納法等，有時(shí)也稱歸納推理[1]589。那么，如何在生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的歸納推理能力呢？下面結(jié)合教學(xué)案例，通過(guò)運(yùn)用“科學(xué)觀察歸納法”、“模型建構(gòu)歸納法”、“實(shí)驗(yàn)探究歸納法”和“比較分析歸納法”等策略來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的歸納推理能力。

一、科學(xué)觀察歸納法

“科學(xué)觀察歸納法”指由觀察或?qū)嶒?yàn)分析某類中一些事物所以有（或沒(méi)有）某種屬性的原因，然后推出該類的所有事物都有（或沒(méi)有）該屬性的歸納推理?？茖W(xué)觀察歸納通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用判明現(xiàn)象因果聯(lián)系的方法，可以獲得關(guān)于所考察對(duì)象的某種因果聯(lián)系的知識(shí)。以這種知識(shí)為根據(jù)，有可能作出較確實(shí)可靠的結(jié)論[1]919。

很多重要生物學(xué)概念的形成來(lái)自對(duì)生活或事實(shí)的科學(xué)觀察。義務(wù)教育階段的生物學(xué)課程安排了多種觀察活動(dòng)，如初中生物學(xué)（蘇教版）的教材中一共有33個(gè)觀察活動(dòng)，因此，在教學(xué)過(guò)程中，教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的不同，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察實(shí)踐活動(dòng)，收集多個(gè)觀察數(shù)據(jù)或事實(shí)，進(jìn)而歸納形成概念。

案例1：在“探究鳥(niǎo)類適應(yīng)空中飛行的特征”教學(xué)設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生從家鴿的體型、羽毛、骨骼、呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等歸納總結(jié)鳥(niǎo)類適應(yīng)空中飛行的特征。教學(xué)過(guò)程如下。導(dǎo)入：比比看什么樣的飛機(jī)飛得遠(yuǎn)？（課前以小組為單位設(shè)計(jì)紙飛機(jī)。）活動(dòng)一：歸納飛行需要解決的問(wèn)題。學(xué)生從紙飛機(jī)比賽小游戲體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，“減輕體重、減少阻力、增加動(dòng)力”是飛行需要解決的問(wèn)題?；顒?dòng)二：通過(guò)觀察歸納家鴿適于空中飛行的特征。1.出示圖片、實(shí)物、模型等有關(guān)材料，請(qǐng)小組認(rèn)真觀察家鴿的外形、家鴿的骨骼、家鴿的胸肌、家鴿的呼吸系統(tǒng)等，討論總結(jié)出家鴿適于空中飛行的特征，并將觀察結(jié)果及時(shí)記錄在任務(wù)單上，請(qǐng)各小組代表交流展示，其他小組進(jìn)行補(bǔ)充與評(píng)價(jià)。歸納結(jié)果如表1。

活動(dòng)三：家鴿特征和飛行需要解決的問(wèn)題之間的聯(lián)系。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生一起歸納。①減少阻力：身體呈流線型;②減輕重量：骨骼輕薄，口內(nèi)無(wú)牙，直腸短，不儲(chǔ)存糞便，無(wú)膀胱;③增加動(dòng)力：食量大，胸肌發(fā)達(dá)，心臟四腔，循環(huán)系統(tǒng)完善，兩翼寬大，用肺呼吸，氣囊輔助?；顒?dòng)四：歸納鳥(niǎo)類的特征。圖片展示鴕鳥(niǎo)和企鵝，鳥(niǎo)類都能飛嗎？圖片展示蝴蝶和蝙蝠，能飛的都是鳥(niǎo)類嗎？什么是鳥(niǎo)類？再歸納：①身體呈流線型，并被覆羽毛;②前肢變成翼;③骨骼很薄，有的中空，有的愈合;④胸肌發(fā)達(dá);⑤用肺呼吸，以氣囊輔助呼吸。

通過(guò)案例分析，科學(xué)觀察培養(yǎng)學(xué)生歸納推理能力的有效策略為：①科學(xué)觀察需要明確觀察目標(biāo)，在觀察活動(dòng)中，目標(biāo)越明確，觀察就會(huì)越集中，感知越深刻，思維就越活躍。②科學(xué)觀察需要在觀察方法上給予恰當(dāng)?shù)?、正確的引導(dǎo)。針對(duì)不同的觀察任務(wù)需選用不同的觀察方法，如：比較觀察法、測(cè)量數(shù)據(jù)法等。③科學(xué)觀察需要指導(dǎo)學(xué)生全面及時(shí)做好觀察記錄，及時(shí)用科學(xué)的文字、符號(hào)把觀察到的現(xiàn)象生動(dòng)、準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)，才能準(zhǔn)確把握其實(shí)質(zhì)。④科學(xué)觀察需要對(duì)學(xué)生觀察的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)一些意想不到的、精彩的學(xué)習(xí)研究方法與成果。

二、模型建構(gòu)歸納法

模型建構(gòu)歸納法是生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常使用的一種思維方法。多數(shù)抽象的生物學(xué)概念，可以為其找到具體的模型，通過(guò)對(duì)具體模型的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)來(lái)幫助學(xué)生掌握抽象概念的性質(zhì)及特點(diǎn)， 促使學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)和理解，進(jìn)而歸納得出所學(xué)的概念，也可以幫助學(xué)生理解概念所體現(xiàn)的思維方式和方法。

案例2：“生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)”（蘇科版七下）中的一個(gè)重要概念是：生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的能力。僅僅讓學(xué)生通過(guò)教材中的資料分析，得出此結(jié)論是很困難的。教學(xué)重點(diǎn)是理解生態(tài)系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)能力是有限的，教學(xué)難點(diǎn)是嘗試用坐標(biāo)、曲線表示并歸納分析幾種生態(tài)因素之間的關(guān)系。因此教學(xué)設(shè)計(jì)要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行目標(biāo)分層，通過(guò)模型建構(gòu)歸納法，循序漸進(jìn)地突破教學(xué)難點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程，引入視頻：定格于一幅組合畫(huà)面：中間一幅是草原中一個(gè)捕食的鏡頭。想一想：?jiǎn)栴}1：在草原生態(tài)系統(tǒng)中生活著哪些生物？問(wèn)題2：草、鼠、鷹之間是什么關(guān)系？請(qǐng)你用學(xué)過(guò)的方法表示。請(qǐng)一位同學(xué)擺一擺或畫(huà)一畫(huà)食物鏈。追問(wèn)：你認(rèn)為草原上的草會(huì)不會(huì)因?yàn)槭蟮拇嬖诙怀怨?？鼠?huì)不會(huì)因?yàn)辁椀牟妒扯?？試一試：?jiǎn)栴}探究，并以表格形式引導(dǎo)學(xué)生。隨著時(shí)間變化，草、鼠、鷹之間的數(shù)量變化是怎樣的？草的數(shù)量開(kāi)始持續(xù)增加，隨著草的增加，鼠的數(shù)量隨后會(huì)有什么變化？追問(wèn)1：伴隨著鼠的數(shù)量持續(xù)增多，隨后，對(duì)草又產(chǎn)生了什么影響？追問(wèn)2：鼠能無(wú)限增加嗎？鼠的數(shù)量增加受到哪些因素的影響？我們來(lái)分析鼠與鷹的數(shù)量變化關(guān)系，隨著鼠的增加，鷹的數(shù)量會(huì)發(fā)生什么樣的變化？最后在表2中呈現(xiàn)出“草、鼠、鷹”三者數(shù)量變化關(guān)系。

擺一擺：小組合作活動(dòng)，嘗試用坐標(biāo)曲線來(lái)表示草原生態(tài)系統(tǒng)中這3種生物之間的關(guān)系。給出曲線并提出活動(dòng)要求：（1）認(rèn)真讀圖（圖1），了解縱、橫坐標(biāo)軸各表示什么？（2）在草原生態(tài)系統(tǒng)中草、鼠、鷹的數(shù)量相同嗎？在坐標(biāo)上如何表示？（3）根據(jù)表格的分析，請(qǐng)學(xué)生用磁鐵在白板的坐標(biāo)軸內(nèi)擺一擺 3 種生物的數(shù)量變化曲線。追問(wèn)：為什么？請(qǐng)分析一下這3條曲線的變化情況。如在上升、下降作輔助線，引導(dǎo)學(xué)生分段描述。草增加，鼠會(huì)不會(huì)立即增加？草開(kāi)始減少，鼠會(huì)不會(huì)立即減少？鷹呢？設(shè)計(jì)意圖：小組合作探究，模型建模，引領(lǐng)學(xué)生自主構(gòu)建歸納出3 條曲線、解釋規(guī)律。理一理：通過(guò)表格和3條曲線，學(xué)生看出這3種生物在數(shù)量上的變化規(guī)律。雖然這3種生物在數(shù)量上呈現(xiàn)上下波動(dòng)，但生物總的數(shù)量還是能夠保持在一定的范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)定。追問(wèn)：這種平衡和穩(wěn)定的能力，是來(lái)源于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)節(jié)，還是通過(guò)外界力量幫它完成的？水到渠成形成了重要概念：生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)。

模型歸納法強(qiáng)調(diào)具有一定思維含量的重要概念的形成，教師在教學(xué)中，要善于發(fā)現(xiàn)和挖掘教材中合理的資源，幫助學(xué)生自主總結(jié)和歸納。在上述案例重要概念“生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)”歸納形成過(guò)程中，用到了表格模型、曲線模型、磁鐵模型等，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行了層層分解，不同的目標(biāo)采取了不同的建模方式和歸納方式，目標(biāo)之間建立了思維邏輯聯(lián)系，最后，以次類推，其他生態(tài)系統(tǒng)的其他生物之間也是遵循這樣的規(guī)律，實(shí)現(xiàn)從特殊到一般的歸納。

三、實(shí)驗(yàn)探究歸納法

實(shí)驗(yàn)探究歸納法是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)認(rèn)真加以分析， 通過(guò)實(shí)驗(yàn)事實(shí)歸納出生物學(xué)規(guī)律或內(nèi)在必然聯(lián)系的認(rèn)識(shí)方法。即由實(shí)驗(yàn)分析某類中一些事物所以有（或沒(méi)有）某種屬性的原因，然后推出該類的所有事物都有（或沒(méi)有）該屬性的歸納推理。實(shí)驗(yàn)探究歸納法在重要概念形成中起非常重要的作用。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)源于科學(xué)探究的一般過(guò)程，包括提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、收集數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、交流表達(dá)等活動(dòng)。

案例3：“能量的釋放和利用”教學(xué)設(shè)計(jì)中，通過(guò)系列探究實(shí)驗(yàn)歸納出“植物的呼吸作用”這一重要概念。教學(xué)過(guò)程如下。導(dǎo)入：玩游戲——蘿卜蹲，交流體會(huì)。如呼吸加快了（產(chǎn)生的氣體變多了）、流汗（產(chǎn)生熱量）、面紅耳赤（血液循環(huán)加快、產(chǎn)生熱量等）、氣喘吁吁（呼吸加快）、覺(jué)得熱（產(chǎn)生熱量）、跳不動(dòng)了（能量不足）。環(huán)節(jié)1：提出問(wèn)題。同時(shí)引出三個(gè)探究問(wèn)題并作出假設(shè)：蘿卜的呼吸會(huì)消耗氧氣嗎？蘿卜的呼吸會(huì)產(chǎn)生二氧化碳嗎？蘿卜的呼吸過(guò)程中，會(huì)釋放熱量嗎？環(huán)節(jié)2：制定計(jì)劃。教師首先出示兩等份的新鮮蘿卜和煮熟蘿卜實(shí)驗(yàn)材料，明確形成對(duì)照實(shí)驗(yàn)。然后，逐步出示實(shí)驗(yàn)器材圖片，讓學(xué)生說(shuō)出其用處。如透明的飲料瓶（盛裝蘿卜塊）;標(biāo)簽（編號(hào)1號(hào)、2號(hào)，方便觀察與表達(dá)）;溫度計(jì)（測(cè)量溫度）;小瓶子（里面盛裝了10mL澄清石灰水，用來(lái)檢驗(yàn)二氧化碳）;注射器（可以抽取定量氣體）;鐵絲穿好的蠟燭（觀察蠟燭燃燒的現(xiàn)象）;隔熱保溫棉（粘貼在瓶子上可起到一定的保溫作用）;火柴（點(diǎn)燃蠟燭）。各小組討論需要選擇的器材，然后各組長(zhǎng)從講臺(tái)上取走與本組對(duì)應(yīng)的器材，搭建實(shí)驗(yàn)裝置、討論檢驗(yàn)方法并預(yù)估實(shí)驗(yàn)結(jié)果。環(huán)節(jié)3：交流計(jì)劃。每個(gè)小組派一位同學(xué)上臺(tái)展示搭建的實(shí)驗(yàn)裝置并簡(jiǎn)要說(shuō)明，相同探究主題的所有小組共同展示，其他同學(xué)提出質(zhì)疑或給出合理的建議。環(huán)節(jié)4：實(shí)施計(jì)劃。教師呈現(xiàn)24小時(shí)前準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)各組派一位同學(xué)來(lái)挑選相應(yīng)的裝置，回到你的小組內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢測(cè)（友情提醒：檢測(cè)氧氣，快速高效;檢測(cè)二氧化碳，定量處理，抽取40mL的氣體緩慢注入澄清石灰水中，效果最佳）。環(huán)節(jié)5：展示結(jié)果并交流表達(dá)。氧氣組描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;二氧化碳組展示澄清石灰水的變化;能量組說(shuō)出了自己的困惑。教師展示溫度傳感器，并改用熱水瓶、大量小麥種子來(lái)做實(shí)驗(yàn)，屏幕直接展示溫度變化的數(shù)據(jù)，解決能量組的困惑。環(huán)節(jié)6：拓展歸納。出示根、莖、葉、花、果實(shí)、種子等圖片，鼓勵(lì)學(xué)生用不同實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行課外探究實(shí)踐。師生總結(jié)，磁鐵卡片建構(gòu)概念：呼吸作用就是植物分解有機(jī)物，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳、釋放能量的過(guò)程。

對(duì)于不同的生物學(xué)重要概念的建構(gòu)，科學(xué)探究的流程不拘泥一種，可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定，豐富活動(dòng)設(shè)計(jì)的形式和內(nèi)容，多角度開(kāi)展活動(dòng)歸納形成重要概念，發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)。本案例實(shí)驗(yàn)歸納活動(dòng)中，學(xué)生分組同時(shí)探究三個(gè)角度的問(wèn)題，搭建三套實(shí)驗(yàn)裝置，每個(gè)小組都得到了充分的展示，探究小組之間形成了一定的差異，相同主題的小組之間可以相互比較和學(xué)習(xí)，其他小組可以觀摩、質(zhì)疑或提出修改建議。效果非常好。不同探究主題之間思維碰撞，形成多元化的意義溝通，生成連連不斷，歸納建構(gòu)效率高，學(xué)習(xí)程度加深、學(xué)習(xí)成果增多。

四、比較分析歸納法

比較分析歸納法是一種常用的教學(xué)方式，其在提高知識(shí)結(jié)構(gòu)的條理化、系統(tǒng)化方面有重要作用。在生物學(xué)概念學(xué)習(xí)中，經(jīng)常用的列表比較分析，利于學(xué)生梳理相關(guān)概念之間的邏輯關(guān)系。比較分析歸納法的運(yùn)用可以改變學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生參與到教學(xué)中，使其成為教學(xué)主體，不僅可提高教學(xué)質(zhì)量，而且還可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生的理性思維能力和批判性思維能力。

案例4：植物的主要類群包括藻類植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物，可以將五類植物的各項(xiàng)特征進(jìn)行比較分析和歸納。

在運(yùn)用比較分析歸納法實(shí)施教學(xué)時(shí)，首先，選定比較對(duì)象時(shí)要遵循“相近”原則。兩個(gè)或多個(gè)對(duì)象之間有共同或者近似的方面，因?yàn)檫@些方面往往會(huì)對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握產(chǎn)生影響和干擾。其次，要確定關(guān)鍵的比較指標(biāo)。如形態(tài)結(jié)構(gòu)、生活環(huán)境和繁殖方式。最后，要確定比較恰當(dāng)?shù)臍w納比較方式，如表格比較或圖式比較等。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏征農(nóng)，辭海編輯委員會(huì)，等.辭海[M].上海：上海辭書(shū)出版社，2006.