王代益

摘要：科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維是高中生物教學(xué)的迫切任務(wù)。結(jié)合現(xiàn)行高中《遺傳與進化》教材，充分運用歸納推理法、“假說—演繹”法、類比推理法和模型構(gòu)建法等科學(xué)方法的教學(xué)，積極培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：終身學(xué)習(xí)? 終身發(fā)展? 科學(xué)思維? 培養(yǎng)

教育的目的是為學(xué)生未來做準(zhǔn)備，教師的教學(xué)活動必須關(guān)注學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和終身發(fā)展。如今科學(xué)發(fā)展迅速，知識不斷更新，技術(shù)日益復(fù)雜，教師無法精準(zhǔn)確定什么是學(xué)生未來發(fā)展所需要的知識。因此，讓學(xué)生儲備足夠的知識應(yīng)對未來社會是不客觀的，也是難以實現(xiàn)的教育目標(biāo)。中國有句古話：“授人以魚，不如授人以漁?！苯處熞獜囊灾R為中心的觀念轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅厮季S培養(yǎng)的觀念。庫恩將科學(xué)思維定義為求知的過程，包括思考?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》認(rèn)為科學(xué)思維是科學(xué)的思維習(xí)慣和能力。因此，在教學(xué)過程中，教師要積極培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和終身發(fā)展奠基。

課程標(biāo)準(zhǔn)指出：學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識的同時，學(xué)會運用歸納、演繹、建模等科學(xué)方法。這為教師培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維過程指明了方向和路徑。下面就以人教版高中生物《遺傳與進化》部分教學(xué)環(huán)節(jié)為例，論述培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的過程和方法。

一、運用歸納推理法教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

歸納推理法是一種由個別到一般的推理。歸納反映了人類認(rèn)識事物的思維途徑，對人類揭示事物的本質(zhì)和規(guī)律有幫助。教材中，有一些遺傳學(xué)定律和理論的建立過程運用了歸納推理法。例如，孟德爾在揭示基因的分離定律過程中釆用了歸納推理法。在教學(xué)中，教師要告訴學(xué)生：孟德爾在得到用純種高莖豌豆與純種矮莖豌豆進行一對相對性狀雜交的實驗結(jié)果后，并沒有急于下結(jié)論，而是更加深入地研究其他相對性狀雜交實驗，將結(jié)果逐一分類、計數(shù)和數(shù)學(xué)歸納，概括出3∶1的性狀分離比，進而對7對相對性狀實驗現(xiàn)象歸納、概括，創(chuàng)造性地提出了顆粒遺傳觀點和分離定律假說?；蚴鞘裁矗拷滩闹兄饕峭ㄟ^“資料分析”讓學(xué)生運用歸納推理法來認(rèn)識基因與DNA的關(guān)系。教師要重視“資料分析”等內(nèi)容的教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生將分步結(jié)論進行整合歸納，得出正確的結(jié)論。同時還要創(chuàng)設(shè)新情境，讓學(xué)生嘗試歸納推理法的應(yīng)用。例如，“DNA是主要遺傳物質(zhì)”是教材中的一個核心概念，那么如何歸納推理出這個重要概念呢？我們教師可以要求學(xué)生利用人類發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的經(jīng)典遺傳學(xué)實驗結(jié)論，獨立完成這個核心概念的歸納推理過程，從而掌握歸納推理的思維方法。

二、運用“假說—演繹”法教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

與歸納相反，演繹是從一般到個別的思維運動，“假說—演繹”法是一種思考問題并能解決問題的方式。孟德爾在揭示遺傳規(guī)律過程中也利用了“假說—演繹”法。除此之外，教材中運用“假說—演繹”法的事例還有摩爾根證明基因在染色體上的實驗等許多科學(xué)研究與發(fā)現(xiàn)過程。在教學(xué)過程中，教師要重視科學(xué)理論形成和規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程與方法教學(xué)，突出“假說—演繹”法這種科學(xué)思維方法的分析講解和靈活應(yīng)用。首先，教師以孟德爾揭示基因分離定律為例，對照講述“假說—演繹”法的五個步驟：1.提出問題;2.做出假說;3.演繹推理;4.驗證假說;5.得出結(jié)論：即孟德爾的分離定律。同時，要對學(xué)生強調(diào)問題來自疑惑，疑惑源于觀察分析，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的實質(zhì)就是解決問題的過程。所以，觀察分析即“多看多動腦”。假說是建立在已有知識和新的科學(xué)事實下的推理和想象，是猜測性的，不等于結(jié)論。當(dāng)驗證實驗結(jié)果與推理結(jié)果完全一致，假說成立;否則，假說就不成立。其次，教師指導(dǎo)學(xué)生模擬“假說—演繹”法在新情景下的應(yīng)用，從而讓學(xué)生掌握這種科學(xué)方法，增強解決問題的能力。例如，利用教材中的摩爾根證明基因在染色體上的實驗等案例，要求學(xué)生模擬上述過程對照寫出“假說—演繹”法的五個步驟和相關(guān)內(nèi)容，分析內(nèi)在的邏輯關(guān)系。還有利用“假說—演繹”法解決實際問題。在高考試題中，運用“假說—演繹”法解答問題的現(xiàn)象十分普遍，最典型的是遺傳方式的判斷問題和有關(guān)驗證性實驗設(shè)計問題，我們教師可以結(jié)合例題講解與真題訓(xùn)練過程，幫助學(xué)生掌握“假說—演繹”法。

三、運用類比推理法教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

與歸納和演繹不同，類比推理是一種從個別到個別的思維運動。教材中也有不少重要概念和理論的形成就是利用了類比推理法。例如，生物學(xué)家薩頓推論基因在染色體上。后來，這一推論被生物學(xué)家摩爾根通過果蠅雜交實驗所證實。沃森和克里克在研究DNA模型過程中也采用了類比推理法，首先推論DNA呈螺旋結(jié)構(gòu)，然后用一系列實驗進行了論證。教師在這些教學(xué)環(huán)節(jié)中，要特別重視介紹類比推理法的原理和作用，讓學(xué)生在掌握相關(guān)生物學(xué)知識的同時，逐步學(xué)會運用這種科學(xué)思維方法。例如，我們在學(xué)完第2章第2節(jié)“基因在染色體上”后，布置類比推理法練習(xí)，要求學(xué)生從已掌握的關(guān)于DNA與染色體知識出發(fā)，運用類比推理法，推斷出“基因是DNA長鏈上的一個個片段”，為學(xué)習(xí)第3章的知識奠定基礎(chǔ)。

四、運用模型構(gòu)建法教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

模型建構(gòu)法是生物學(xué)教學(xué)、研究和學(xué)習(xí)的一種重要方法。《遺傳與進化》中呈現(xiàn)的模型構(gòu)建法例子很多，在實際教學(xué)中涉及和運用到該方法之處更多，如遺傳學(xué)中心法則，生物遺傳中所遇到雜交后代基因型、表現(xiàn)型的種類與比例的模型等。首先，教師要教會學(xué)生認(rèn)識模型，如概念模型、物理模型、數(shù)學(xué)模型等。其次，運用教師講解分析、構(gòu)建模型和學(xué)生動手制作模型的方法，幫助學(xué)生理解生物學(xué)概念，發(fā)展思維，鍛煉動手能力，從而進一步形成進化與適應(yīng)觀和結(jié)構(gòu)與功能觀。最后，創(chuàng)建模型，進一步拓展學(xué)生的思維能力。例如，針對基因型Dd的個體連續(xù)自交n代，求子代中純合體的比例問題。教師先帶領(lǐng)學(xué)生計算出Dd個體自交后代中純合體和雜合體各占1/2，其中純合體后代自交所產(chǎn)生的子代均為純合體，雜合體后代自交所產(chǎn)生的子代中，純合體和雜合體又各占1/2。由此可知基因型Dd的個體連續(xù)自交n代，其子代中純合體的比例是1-（1/2）n。

五、結(jié)語

培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維是高中新課改和高考的要求，是學(xué)生終身學(xué)習(xí)和終身發(fā)展的迫切需求，也應(yīng)該是我們教師的教育追求。我們教師要認(rèn)真學(xué)習(xí)和深入研究課程標(biāo)準(zhǔn)，進一步探索發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的新方法，結(jié)合自身教學(xué)實際，充分運用科學(xué)的教學(xué)方法，積極啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，大力促進學(xué)生的科學(xué)思維能力不斷提升。

參考文獻：

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