1.分析与综合
分析与综合是最基本的思维活动。
分析是指在头脑中把事物的整体分解为各个组成部分的过程，或者把整体中的个别特性、个别方面分解出来的过程。例如，真核细胞由哪几部分构成？细胞器有哪些？细胞核分成哪些部分？这些问题主要是分析的思维过程。
综合是指在头脑中把对象的各个组成部分联系起来，或把事物的个别特性、个别方面结合成整体的过程。例如，在学习了氨基酸是组成蛋白质的基本单位、核酸是由核苷酸构成的长链、多糖是由许多葡萄糖连接而成的知识后，可以总结出：多糖、蛋白质、核酸等生物大分子，都是由许多基本的组成单位连接而成的，这些基本单位称为单体，这些生物大分子称为多聚体。这就是一个从分析到综合的思维过程。
分析和综合是相反而又紧密联系的同一思维过程不可分割的两个方面。没有分析，人们则不能清楚地认识客观事物，各种对象就会变得笼统模糊；离开综合，人们则会对客观事物的各个部分、个别特征等有机成分产生片面认识，无法从对象的有机组成因素中完整地认识事物。例如，我们分析生态系统的成分时，一般分成生产者、消费者、分解者和非生物因素，这四者之间的联系如图3－8所示。
图3－8 生态系统四种成分之间的关系
2.比较与分类
比较是在头脑中确定对象之间差异点和共同点的思维过程。比较是一种更复杂的分析与综合，是生物学最常用的思维方法之一。这方面的例子很多，原核细胞和真核细胞的比较、DNA和RNA的比较、线粒体和叶绿体的比较、光反应与暗反应的比较、有丝分裂和减数分裂的比较等。可以说，我们大部分的生物学认知，都是通过比较的思维活动来建立的。
比较离不开分析和综合的作用，例如，高中生物学中体液免疫和细胞免疫的比较就是以分析、综合的思维过程为基础的（表3－5）。比较时我们首先将体液免疫和细胞免疫分解为作用对象、免疫细胞、免疫时间、作用方式等要素，并分别一一对比，这是“分析”的思维过程；在对比中我们又会从整体上弄清两者之间的区别和联系，即两者各有其独特的作用又相互配合，这个思维又是以“综合”为基础的。
表3－5 体液免疫与细胞免疫的区别和联系
分类是根据对象的共同点和差异点，把它们区分为不同类别的思维方式。例如，糖类可以分为单糖、二糖和多糖，也可以按分布分类为植物细胞中的糖、动物细胞中的糖和二者共有的糖，还可以按照功能进行分类（图3－9）。
比较是分类的基础。比较在认识客观事物中具有重要的意义。只有通过比较才能确认事物的主要和次要特征，共同点和不同点，进而把事物分门别类，揭示出事物之间的从属关系使知识系统化。(www.xing528.com)
图3－9 细胞中糖的种类、分布及功能
3.抽象和概括
抽象是在分析、综合、比较的基础上，抽取同类事物共同的、本质的特征而舍弃非本质特征的思维过程。概括是把事物的共同点、本质特征综合起来的思维过程。抽象是形成概念的必要过程和前提。生物学概念的建立和生物学理论的形成，都是一个抽象和概括的思维过程。
例如，要学生建立“哺乳动物”这个科学概念，首先要为学生提供常见的动物，如猪、狗、羊、牛、老虎、猴子等动物标本、模型或挂图，让学生对这些动物的外表形状、颜色、身体构造、吃的食物、行走、喂养、繁殖后代的方式、居住的生活环境等进行观察，获取关于它们的大量感性材料，然后再观察鸡、鱼、麻雀、蛇等一类动物，对这两类动物进行比较，概括出前一类动物身体表面长毛、用乳汁喂养下一代、胎生繁殖后代这些共同特征。这个寻找哺乳动物共同特征的过程就是培养训练学生抽象思维能力的过程。然后在这个基础上把身体表面长有毛、用乳汁喂养下一代、胎生繁殖后代这些共同的特征综合起来推广到所有的哺乳动物。这个综合推广的过程就是培养训练学生概括思维能力的过程，也是使学生在大脑中逐步建立起哺乳动物的概念的过程。
又如，教授蛋白质一课时，需要同学掌握氨基酸这个概念，教师可以先给出甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸的分子式，让同学观察，总结出其中的共同点：至少有一个氨基和一个羧基，并且有一个氨基和一个羧基联结在同一个碳原子上。寻找这个共同特征的过程就是抽象；再给出一些化合物的分子式，让学生判断是否属于氨基酸，把总结出的规律综合推广，培养训练学生抽象思维能力。
4.具体化和系统化
具体化是在头脑中把抽象、概括出来的概念、原理、理论运用到某一具体对象上去的思维过程，也是利用一般原理去解决实际问题的思维过程。
具体化是认识发展的一个重要环节，它能把抽象的理性认识同具体的感性认识结合起来，帮助人们更好地理解一般的原理和规律，使认识不断地得到扩大、丰富、深入和发展。具体化可以检验已概括出来的原理的真实性和可靠性，避免理论与实际的脱节现象。教学中适当地运用思维的具体化（如解答习题、实习作业等），可帮助学生真正掌握科学知识，不至于使之成为空洞的教条。
系统化是指在头脑里把学到的知识分门别类地按一定程序整理成层次分明的系统的思维方法。系统化的方法有编写提纲、绘制图表（如历史年表）、编制单元小结和系统复习等。系统化是在复杂的分析、综合、比较、抽象、概括和具体化的基础上实现的。例如，《现代生物进化理论》一章的内容我们可以使用概念图进行系统化（图3－10）。
系统化是在比较和分类的基础上实现的，在学生的学习中具有十分重要的意义。一方面，系统化的知识有利于学生自身认知结构的顺利构建，有利于学生理解知识、融会贯通和顺利实现知识的迁移；另一方面，系统化的知识有助于提高记忆效率，便于人们迅速地检索、提取所需要的信息。
图3－10 《现代生物进化理论》知识概览
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