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高中生生物学逻辑思维能力的培育研究

中文摘要

科学思维作为生物学科核心素养之一，是形成生命观念的重要途径，贯穿于科学探

究的整个过程中。培育学生的逻辑思维能力是提升科学思维素养的重要途径之一。但在

教育教学实践中，大多数教师只注重分数，而不重视对学生逻辑思维能力的培育。即使

有少数教师重视培育学生的逻辑思维能力，但也缺乏相关的课程。本文在查找文献的基

础上，首先采用文本分析法对近十年（2013-2022年）高考生物学试卷中的逻辑词和逻

辑推理类型进行统计分析，总结相关结论及启示。其次，采用问卷调查法设计出三段式

诊断性问卷，调查高一学生的逻辑思维能力现状。在前期调研的基础上，结合逻辑思维

课程设计相关文献、高中政治选修内容和高中生物学人教版教材例子等设计“明理达智”

课程。最后进行实践与教学效果检测，并根据逻辑思维能力测试卷和学生访谈分析的结

果提出参考性建议。

研究结果：

1.试卷分析结果表明：（1）逻辑词方面：a.高考生物学试卷中逻辑词的数量虽然有

一定的波动，但从整体上看呈现逐年增长的趋势。b.五种逻辑词范畴均有所涉及，其中

限定逻辑词和关系逻辑词考查频率最高，分别占43％和39％。c.关系逻辑词中，并列关

系、因果关系和假设考查较多，分别占48％、18％和15％。d.案例分析表明，生物学试

题中通常是以多种逻辑词范畴混合呈现的，多数逻辑词的功能旨在营造一个逻辑推理的

环境，且在遗传学试题中考查较多。（2）逻辑推理类型方面：生物学常见的4种逻辑推

理类型在高考生物学试卷中每年出现的数量不同，且近五年累计的数量（29个）相比前

五年累计的数量（23个）有所上升，其中溯因推理考查频率较高，占44％，演绎推理次

之，占39％。

2.逻辑思维能力的现状调查结果表明：（1）50.2％的学生缺乏知识，16.4％的学生

有逻辑思维能力，33.4％的学生无逻辑思维能力。（2）4个班级的逻辑思维能力存在统

计学差异，即“缺乏知识”所占百分比43班＞37班＞38班＞42班，“无逻辑思维能

力”所占百分比42班＞38班＞37班＞43班，而“有逻辑思维能力”4个班级所占百分

比均不到20％。进一步分析发现，42班与43班、37与42班、38班与43班的P值均

小于0.05，说明这些班级两两之间的逻辑思维能力存在统计学差异，而37班与38班、

37班与43班、38班与42班的P值均大于0.05，说明这些班级两两之间的逻辑思维能

力无统计学差异。

3.“明理达智”课程实践结果表明：（1）增加“明理达智”课程的学习后，实验

班学生的测试卷得分均值为87.22，对照班学生的测试卷得分均值为33.8；独立样本t

检验结果中，P=0＜0.05，可知对照班和实验班学生的逻辑思维能力产生了显著性差

异；配对样本t检验结果中，实验班在课程学习后的测试卷成绩比课程学习之前的测试

卷成绩高55.278分，且P=0＜0.05，可知实验班培训前与培训后学生的逻辑思维能力

产生了显著性差异。（2）相关性分析显示，性别、最喜欢的科目与逻辑思维能力不存

在显著相关，文科成绩与逻辑思维能力也不存在显著相关。而理科成绩与逻辑思维能

力存在显著的正相关关系，尤其是生物成绩与逻辑思维能力存在强相关关系。（3）

由访谈结果可知，多数学生能准确抓住逻辑词，并结合“明理达智”课程内容与生物

学科知识分析问题、解决问题，同时语言表达更加准确，解题思路更加清晰，逻辑思

维能力得到很大提升。

研究结论：

1.整体来看，高考生物学试题主要考查学生能否沉浸于逻辑环境中，并结合生物学

规律进行推理，并逐年增加。

2.大部分学生表现为缺乏逻辑相关知识，逻辑能力水平较低。具体表现在学生无法

根据逻辑词并结合逻辑规则、方法等对题干信息进行筛选与整合，进而做出正确的推

理。与此同时学生对生物学常见的推理类型也不清楚。

3.在进行“明理达智”课程实践后，实验班学生的测试卷成绩明显提高，逻辑思维

能力得到很大提升。

基于本研究所得结论，针对课程设置、课堂教学、教师专业发展提出三点建议。

关键词：高中生；逻辑思维能力；培育；生物学教学；“明理达智”课程设计

CultivationofBiologicalLogicalThinking