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深度思維是深入事物根本性質的認知。直覺思維是指主體不受固定的邏輯規(guī)則束縛而直接洞察思維對象本質并且快速做出綜合判斷的思維活動。直覺思維屬于非邏輯思維,且最終目的是揭示事物的本質。因此,運用直覺思維思考可看成是實現(xiàn)深度思維的又一可行途徑。在高中生物教學中,學生對問題的答案不假思索脫口而出,對遇到的困難突發(fā)靈感迅速解決的情況并不鮮見,但追根刨底、究其原因卻一時難以說出,這就是直覺思維起了重要作用。不過直覺思維的產(chǎn)生存在著突發(fā)性,結果存在著不確定性,學生要在困難面前突發(fā)靈感,直接洞察事物的本質是離不開教師的訓練和引導的。教師在教學的過程中要怎樣去創(chuàng)設這種思考的氛圍,如何更多地提供這種思考的機會,就決定了學生能否更好地掌握和運用直覺思維來認識事物的本質。
1 串聯(lián)“記憶組塊”,構建知識網(wǎng)絡,挖掘直覺思維的源泉
直覺思維的產(chǎn)生離不開學生對已有知識經(jīng)驗的積累,這是直覺思維產(chǎn)生的源泉。學生掌握的生物學知識越豐富,認知的越深入,直覺思維的能力就越強。但大量、繁多的知識積累會增加對己記知識的遺忘率及再次提取利用的難度,好的記憶方法是直覺思維保證。高中的生物學知識強調系統(tǒng)化學習而不是單一知識模塊的孤立記憶。根據(jù)這一特點,教師挖掘不同知識模塊的內在聯(lián)系,充分發(fā)揮學生的聯(lián)想將不同的記憶模塊進行組合形成“記憶組塊”,不僅擴大了記憶的容量,加深了對所學知識的理解,更為不同的知識模塊搭建了相互聯(lián)系的橋梁,奠定了直覺思維一觸即發(fā)的良好基礎。例如,以生物體內的水為中心節(jié)點就可以發(fā)散串聯(lián)起多個知識模塊:途徑1——產(chǎn)生水的反應:氨基酸脫水縮合反應、DNA復制、多糖合成、光合作用的暗反應、有氧呼吸的第三階段、ATP的合成。途徑2——利用水的反應:光合作用的光反應、有氧呼吸的第二階段、蛋白質或核酸或多糖等的水解、ATP的水解。途徑3——水鹽平衡的調節(jié)。途徑4——水對植物光合作用的影響。途徑5——水跨膜運輸?shù)姆绞健?/p>
2 變換情境,舉一反三,進發(fā)直覺思維的火花
根據(jù)學科核心素養(yǎng)的要求,學生要具備在不同情境下學以致用的能力,即能在學科思維的引導下,綜合利用所學知識技能解決復雜多變的實際問題。所以現(xiàn)實生活中遇到的問題、人們關注的與科技發(fā)展有關的熱點問題、實驗設計問題等就成為高考等各類考試的命題背景。在這種形勢下,有的學生不知所措、無從下手或者生搬硬套、張冠李戴,有的學生卻撥云見曰、一語中的,究其原因就在于對同一事物的認知差異。這就要求教師在平時的課堂教學中注重培養(yǎng)學生的深度思維能力,促使學生的思維由表及里、直達事物的本質,才能更好、更快地搭建舊知與新情境連接的“橋梁”,有效實現(xiàn)知識的遷移和應用。針對同一問題讓學生在不同的情境下去解決的策略就是實現(xiàn)該目標的有效方法。這有利于積極思維定式的形成,即在多次“預演”的基礎上,學生加深了對所學知識的認知,拓展了對所學知識的外延,思維更加靈活,更易觸類旁通、舉一反三、進發(fā)直覺思維的火花。以神經(jīng)調節(jié)的專項練習課為例,筆者就從日常生活、實驗設計、科學研究這三個方面構建了三道例題的出題背景。
[例1]圖1表示人體神經(jīng)系統(tǒng)對排尿的控制,其中尿道內有控制排尿的肌肉,逼尿肌分布于膀胱壁。請據(jù)圖回答下列問題:
[例2]為研究興奮的傳導,科學家先后進行了以下實驗。據(jù)此回答問題:
實驗一:在蛙的坐骨神經(jīng)表面放置兩個電極,連接到一個電表上(圖2)。靜息時,電表沒有測出電位差(圖2①);當刺激。點時,電表指針發(fā)生從圖2②-⑥的連續(xù)變化。電表指針偏轉方向代表電流方向。
實驗二:以槍烏賊的巨軸突為測試對象,將一電極插入軸突膜內,另一電極置于膜外,電表指針發(fā)生偏轉,如圖3中的A圖。給予刺激后,電表指針發(fā)生偏轉的情況如圖3中的B圖和C圖。
[例3]圖4A是神經(jīng)一肌肉接頭,其結構和功能與突觸類似。當興奮傳導至突觸小體時,突觸間隙中的Ca2+通過突觸前膜上的Ca2+通道內流,導致突觸小泡與突觸前膜融合,釋放神經(jīng)遞質(圖4B)。請回答有關問題:
分析:例1的背景是基于書本上縮手反射問題轉換而來的“變式”,與學生自身的認知結構很接近,有利于舊知在新境中的遷移和利用,并為今后與神經(jīng)調節(jié)相關的日常生活問題的解答提供了參考和依據(jù)。例2是對書本涉及的蛙坐骨神經(jīng)上興奮傳導實驗的拓展和延伸。筆者以此為基礎,讓學生利用例題所用的實驗方法和器具來設計實驗驗證興奮在神經(jīng)纖維上雙向傳導的問題以及興奮在突觸處單向傳遞的問題,從而培養(yǎng)學生的實驗設計能力。例3給學生提供了一個與突觸結構和功能類似的,神經(jīng)一肌肉接頭的相關知識背景。在此基礎上考查了一系列與其有關的科學研究,如“肉毒毒素美容”、α-銀環(huán)蛇毒對肌細胞收縮的影響、有機磷農藥中毒的問題,這就使學生將所學的知識鏈接上了熱點科技問題。
3 抓關鍵,看本質,啟發(fā)直覺思維的靈感
同一問題的呈現(xiàn)情境可以是多種多樣的,同一問題的表達方式也可以是變化多端的。除了常見的文字敘述外,還有柱形圖、餅狀圖、曲線圖等圖形分析,表格中各行各列的數(shù)據(jù)辨析等,各種形式可謂層出不窮,但無不體現(xiàn)了對學生收集、加工、處理信息的能力考查。面對這多變的出題方式和相關的能力要求,教師要引導學生敏銳地發(fā)現(xiàn)特殊個例中存在的普遍共性,篩選提煉出一個個揭示主體的關鍵詞,由點連線,以少牽多,啟發(fā)直接思維的靈感,進而快速鏈接相關的知識要點,最終揭示問題本質。這就是一條對此處變不驚、以不變應萬變的解決途徑。這一途徑的核心就是抓關鍵,提煉關鍵詞。但單個關鍵詞所含的信息量有限,描述的問題比較片面,而多個關鍵詞則富含傳遞了大量有用的信息,可全面描述相關的問題,使解決的問題明朗化。準確發(fā)現(xiàn)并抓住一系列存在邏輯聯(lián)系的關鍵詞,既觸發(fā)了靈感,又推動了直覺思維的形成.例如,在分析有絲分裂的重要意義時,染色體在這一過程中的變化就是解決該問題的關鍵。教師以其為出發(fā)點,可進一步發(fā)現(xiàn)并提煉出三個關鍵詞即間期的染色單體形成、分裂期的染色單體分開和子染色體平均分配,將這三個關鍵詞串聯(lián)在一起,細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩(wěn)定性的原因就呼之欲出了。在習題點評過程中也是經(jīng)常用到該方法。
[例4]用差速離心法分離出某動物細胞的甲、乙、丙三種細胞器,測定其中三種有機物的含量如圖5所示。下列有關敘述正確的是()
A.丙合成的物質遇雙縮脲試劑呈紫色
B.甲、乙、丙共同構成了生物膜系統(tǒng)
C.乙為細胞的各項生命活動提供能量
D.酵母菌與該細胞共有的細胞器只有丙
分析:大多數(shù)學生遇到此題都無從下手。仔細分析發(fā)現(xiàn)題干中存在三個關鍵詞即動物細胞、細胞器、有機物,再從圖中抓住核酸含量這個關鍵詞,串聯(lián)起來符合以上要求的細胞器就只有線粒體和核糖體了。接著,再進一步挖掘圖中信息發(fā)現(xiàn)丙脂質含量為零,最終確定甲為線粒體,丙為核糖體,進而打開了解題的大門。
4 原教材,新教法,創(chuàng)建直覺思維的課堂
教師傳授給學生的,與其說是科學知識,不如說是科學方法,更不如說是科學思維。因此思維過程的展示環(huán)節(jié)在課堂教學中就顯得至關重要,展示的好壞直接決定了學生能否真正地理解和掌握思維的方法。而該過程又是基于教材這個平臺開展和組織的,教材對某種思維的產(chǎn)生過程體現(xiàn)得越充分就越能促進學生形成相關的科學思維。直覺思維的培養(yǎng)也是如此,也離不開對教材的合理利用和適當拓展。教師如能聯(lián)系學生既有的認知結構,對原有教材進行必要補充或靈活改變其組織呈現(xiàn)形式,使之能夠充分激發(fā)學生的想象、創(chuàng)造能力,進而達到引導學生主動利用直覺思維去解決問題的效果,就能真正實現(xiàn)授之于漁的目的。
例如,在“基因自由組合定律”這節(jié)的教學中,筆者就適當改變了教材的組織形式,并設計了一些引導學生想象與創(chuàng)造的問題,促使學生主動思考并激發(fā)直覺思維的產(chǎn)生。本課共設置了三個任務活動。任務1在給學生提供了兩組實驗材料——黃色豌豆、綠色豌豆;圓粒豌豆、皺粒豌豆,請學生任選其中一組來設計實驗再現(xiàn)孟德爾的一對相對性狀的豌豆雜交實驗。該任務的設計目標是讓學生回顧分離定律,并為接下來的自由組合定律的探索做好鋪墊。任務2設置了如下情境:如果同時考慮子葉顏色和種子形狀兩對相對性狀的遺傳,請你依據(jù)一對相對性狀雜交實驗的思路,設計實驗并預測結果。同時提供實驗材料:純種黃色圓粒豌豆和純種綠色皺粒豌豆。學生在完成上一任務的基礎上,可快速想到先親本雜交再F1自交的實驗思路,但在預測最終實驗結果即F2的表現(xiàn)型及其比例時會遇到困難。此時,教師可適當點撥:“這兩對相對性狀在F2體內各只能出現(xiàn)一種表現(xiàn)型,哪豌豆會長什么樣呢?”學生就能進發(fā)隨機組合的靈感并快速說出四種表現(xiàn)型.教師追問:“依據(jù)剛才的思路,你能說出這四種表現(xiàn)型的比例嗎?”進一步促使學生想到除了不同的性狀可隨機組合,不同性狀出現(xiàn)的比例也可同時隨機組合,進而能大膽預測出F2的實驗結果。教師此時再展示孟德爾的實驗設計和結果,對學生的實驗思路給予肯定的同時,又加深了他們對直覺思維的理解。任務3對自由組合定律的解釋。筆者在此處設計了一個問題串:為什么F2中出現(xiàn)新的性狀組合,試從基因的角度進行解釋?F1的基因型和表現(xiàn)型是什么?F1產(chǎn)生幾種配子?根據(jù)F1產(chǎn)生配子的情況,解釋F2出現(xiàn)的性狀和比例的原因?這三個問題由淺入深、環(huán)環(huán)相扣引導學生再次利用直覺思維從基因的角度去思考問題,進而主動構建有關自由組合定律的認知。
直覺思維是一種“跳躍式”的思維,可由事物的表象直達事物的本質,充滿靈性且極富創(chuàng)造力,但結果帶有猜測的成分存在著不確定性。邏輯思維具有循序漸進、嚴謹縝密、可靠性高的特點但欠缺想象,缺乏開拓創(chuàng)新。不過這兩種思維互補性很強,若相互配合、取長補短必能相得益彰更好地促進深度思維的形成。因此在課堂教學中,教師應重視直覺思維的培養(yǎng),為此要不斷擴充自身的知識儲備,積極開拓自我的視野,從而能夠提供給學生更多、更好的直覺材料,進而讓課堂充滿創(chuàng)造力,真正改變重邏輯思維而輕直覺思維培養(yǎng)的現(xiàn)狀,讓靈感之光在課堂上不斷閃現(xiàn),指引著學生快速地洞察事物的本質。