勉海林

【摘 要】本文論述培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力和提升學(xué)生的生物核心素養(yǎng)的做法，認(rèn)為只有具備一定的理性思維能力，才能養(yǎng)成科學(xué)的價值觀，要從科學(xué)的角度出發(fā)，培養(yǎng)自我對世界的科學(xué)認(rèn)知，并從聯(lián)系日常生活類比與推理，嘗試自制教具、模型與建模，借助自主實驗求同與求異三個方面闡述高中生生物學(xué)科理性思維的培養(yǎng)的方法。

【關(guān)鍵詞】生長激素 兩重性 自由組合定律 基因突變 胡蘿卜素

【中圖分類號】G ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）07B-0082-02

培養(yǎng)理性思維是高中教學(xué)任務(wù)的重點。高中理性思維的培養(yǎng)需要從類比推理、聯(lián)想建模、自主實驗三個方面進(jìn)行，并且理性思維的養(yǎng)成有助于同學(xué)們建立生物知識框架，可以幫助同學(xué)們用客觀的態(tài)度看待現(xiàn)實生活中的事物，有助于同學(xué)們養(yǎng)成科學(xué)、辯證的理念，學(xué)會從多個角度看待客觀事物。

一、聯(lián)系日常生活，類比與推理

（一）類比，觸及本質(zhì)。生物的類比學(xué)習(xí)對于同學(xué)們的記憶有很大幫助。類比就是一個比較學(xué)習(xí)的過程，是對“變量”和“定量”更為全面的探討。不論是事物相同點還是不同點的比較都能夠幫助同學(xué)們自主建立知識框架，形成理性的邏輯思維，也能夠及時反映同學(xué)們不明白的問題，讓教師及時得到反饋，及早做出應(yīng)對。

例如，在進(jìn)行人教版高中生物“生長激素的生理作用”這一節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程中，我們發(fā)現(xiàn) IAA（吲哚乙酸）GA（赤霉素）、脫落酸、乙烯等生長激素的生理作用具有兩重性，也就是說這些生長激素既能夠促進(jìn)生長，又能抑制生長。因此筆者在這節(jié)課的教學(xué)過程中，鼓勵同學(xué)們采用類比歸納的方法，總結(jié)知識點，完成知識表格的填充。在這個版塊的學(xué)習(xí)中，大部分同學(xué)能夠獨立自主地進(jìn)行“變量”和“定量”地對比，系統(tǒng)地對知識點進(jìn)行整理。有一個同學(xué)創(chuàng)新性地采用了圖表的形式，他以植物生長激素的濃度（c）為橫坐標(biāo)，生長高度（h）為縱坐標(biāo)，并且還用不同顏色的筆表示了不同的生長激素，把植物的生長曲線繪制在同一個圖表中，進(jìn)行比較。之后，筆者對圖表進(jìn)行改進(jìn)，并把這位同學(xué)的成果展示在課堂上。

進(jìn)行類比歸納法可以讓同學(xué)們對知識點有一個全面的了解，這樣不僅可以加深同學(xué)們對課堂內(nèi)容的理解和記憶，還可以幫助同學(xué)們理解事物的本質(zhì)。教師可以輔助同學(xué)們進(jìn)行類比歸納，可以幫助同學(xué)們鞏固基礎(chǔ)知識。

（二）推理，解決問題。辨證推理實際上是一個逆向思考的過程。逆向思維幫助同學(xué)們建立起理性思維的邏輯性和合理性，并且可以讓同學(xué)們在反面推理的過程中，加深自己對生物知識的記憶。同學(xué)們只有建立起生物知識的框架，比較全面地了解生物各個方面的知識，才能做到游刃有余地解答問題。

例如，在人教版高中生物“ATP 的主要來源—— 細(xì)胞呼吸”這一節(jié)的教學(xué)過程中，“有氧呼吸”和“無氧呼吸”是其中的重難點，并且同學(xué)們需要掌握“有氧呼吸”的反應(yīng)式 “C6H12O6+6O2 ?6CO2+6H2O+能量”，無氧呼吸的反應(yīng)有三個步驟，第一個步驟與有氧呼吸相同，經(jīng)過其余兩個步驟葡萄糖最終能夠分解轉(zhuǎn)化成乳酸或酒精。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)因為不理解無氧呼吸和有氧呼吸的轉(zhuǎn)化關(guān)系，所以筆者建議同學(xué)們把反應(yīng)式寫出來，一步一步進(jìn)行推理。在這個過程中，筆者要求同學(xué)們注意題目中的變量和定量。因為某一種元素的量是不變的，生物攝入的葡萄糖和 O2 中的 O 原子最終都會轉(zhuǎn)化成 CO2 和 H2O，所以我們可以根據(jù)生成物的量推理出反應(yīng)物的量。

推理的解題方法需要同學(xué)們養(yǎng)成理性思考、逆向考慮的習(xí)慣。同學(xué)們在進(jìn)行逆向推理的時候，需要對題目進(jìn)行分析，得到有效信息，然后根據(jù)有效信息和所學(xué)知識，對題目進(jìn)行有理有據(jù)的聯(lián)想和推理。通過逆向思考的推理模式，同學(xué)們能夠很快地掌握題目要求，得出題目結(jié)果。

二、嘗試自制教具，模型與建模

（一）觀察，發(fā)現(xiàn)隱性規(guī)律。觀察思考，發(fā)現(xiàn)隱形規(guī)律的過程實際上就是同學(xué)們進(jìn)行信息處理，挖掘隱藏條件的過程。通常題目的題干會給同學(xué)們提供大量的信息，其中有的是同學(xué)們解題的直接條件，而其余很多信息是間接條件。教師也可以要求同學(xué)們自制學(xué)習(xí)表格，把有關(guān)知識歸納起來，方便隨時查閱。

例如，在進(jìn)行人教版高中生物“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”這一章的教學(xué)過程中，第二節(jié)內(nèi)容“孟德爾的豌豆雜交實驗（二）”是其中的重難點。除了通過導(dǎo)論的豌豆實驗進(jìn)行講解，筆者還在課堂上穿插了一些題目，幫助同學(xué)們理解自由組合定律。以題目“豌豆子葉的顏色（Y）對綠色（y）為顯性，圓粒種子（R）對皺粒種子（r）為顯性，某人用黃色圓粒和綠色圓粒的豌豆進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)后代中出現(xiàn)四種類型，圓粒∶皺?！命S色∶綠色=3∶1∶2∶2，問親本的基因組成？”所求親本的基因組成也就是求黃色圓粒和綠色圓粒的基因組成，根據(jù)已知條件我們可以初步推斷親本基因組成為“Y？R？×yyRR？”，然后根據(jù)題目信息“圓粒∶皺?！命S色∶綠色=3∶1∶2∶2”我們可以得出子代中，圓?！冒櫫?3∶1，也就是說回歸到基因的分離定律，親本應(yīng)該是雜合子相交“Rr×Rr”，并且黃色∶綠色=1∶1，可以確定綠色的親本為“yy”，因此另一親本應(yīng)當(dāng)為“Yy”。

通過對題目給出的數(shù)據(jù)或圖表進(jìn)行觀察，同學(xué)們可以得到大量有用的信息。尤其是在遺傳學(xué)問題中，讀懂題目是很重要的一步，此外，同學(xué)們還需要熟練掌握基因的兩大定律，善于根據(jù)題目信息動手繪制遺傳圖譜，并作理性、邏輯的分析。

（二）建構(gòu)，形成認(rèn)知體系。知識建構(gòu)的過程是同學(xué)們熟悉思維走向的有效保障。進(jìn)行自制教具的過程就是在鍛煉同學(xué)們的動手能力過程。在知識建構(gòu)的過程中，知識的正向遷移可以幫助同學(xué)們進(jìn)行知識的再回顧。只有同學(xué)們自己在大腦中建立起系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)，才能熟練回答各種問題。

以人教版高中生物必修 2 的“基因突變及其他變異”這一章為例，這一版塊的基因知識以孟德爾豌豆雜交實驗的兩個遺傳定律作為基礎(chǔ)，將性染色體和雜交知識混合起來，串聯(lián)成了一個整體。筆者在教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)同學(xué)們能夠輕松掌握一組基因的遺傳學(xué)規(guī)律，但是對兩對相對性狀的自由組合定律的學(xué)習(xí)卻很吃力，需要同學(xué)們調(diào)動自己的知識儲備，進(jìn)行推理，挖掘題目的隱含信息。因此筆者要求同學(xué)們把所學(xué)知識制成表格方便在上課過程中進(jìn)行查閱。這就意味著同學(xué)們在反復(fù)推理的過程中，需要自制教具，不斷回顧前幾節(jié)的內(nèi)容。在進(jìn)行重難點的講解之前，筆者先將基因部分的內(nèi)容進(jìn)行了回顧，方便同學(xué)們進(jìn)行思考和討論。

知識的正向遷移對同學(xué)們生物認(rèn)知體系的建立十分重要。同學(xué)們的知識建構(gòu)過程就是不斷進(jìn)行復(fù)習(xí)的過程。自制教具，自制表格，不僅可以讓同學(xué)們課下進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，而且可以幫助同學(xué)們找到自己的薄弱點做好筆記。只有建立起完整的知識結(jié)構(gòu)，同學(xué)們才能反復(fù)咀嚼、反復(fù)思考，達(dá)到舉一反三的目的。

三、借助自主實驗，求同與求異

（一）懷疑，改進(jìn)實驗步驟。實驗是高中生物教學(xué)的又一重點工程。實驗的目的在于探索創(chuàng)新，幫助同學(xué)們建立起實踐探索的科學(xué)精神，培養(yǎng)同學(xué)們的實踐動手能力。同學(xué)們在進(jìn)行實驗活動的時候也能夠積累生活經(jīng)驗，鍛煉自己的動手能力，并能夠把所學(xué)到的生物知識與社會生產(chǎn)活動聯(lián)系起來，學(xué)以致用。

例如，在學(xué)習(xí)人教版高中生物選修 1“探討加酶洗衣粉的洗滌效果”這一章時，同學(xué)們不僅要學(xué)習(xí)幾種特殊酶的特性還要掌握它們在實踐生活中的應(yīng)用。書本上的知識雖然展示出了具體條件，但是筆者希望同學(xué)們能提出質(zhì)疑，動手親自驗證。于是筆者采用了探究實踐的方法，選購了幾種市場上的洗衣粉，讓同學(xué)們展開實踐活動，有的同學(xué)決定研究油漬，有的則選擇研究果汁印記。同學(xué)們考慮了影響加酶洗衣粉洗滌效果的條件，然后逐一進(jìn)行了比對。在結(jié)果展示的環(huán)節(jié)中，同學(xué)們認(rèn)為37°～40°是加酶洗衣粉發(fā)揮作用的最適溫度，并且 pH 值要根據(jù)加酶洗衣粉的種類不同而變化。雖然有的同學(xué)提出了質(zhì)疑，但是同學(xué)們能夠用實驗數(shù)據(jù)來辯白，證明自己的結(jié)果?？梢姡瑢W(xué)們在進(jìn)行實驗前進(jìn)行了詳細(xì)而周密的計劃，同時能在實驗中做到隨機應(yīng)變。

實踐教學(xué)成果說明同學(xué)們敢于懷疑敢于探索是提高學(xué)習(xí)效率的有效方法。懷疑的過程就是探索的過程，同學(xué)們通過實踐探索鍛煉了自己的理性思維能力，逐步學(xué)會設(shè)計合理的實驗步驟。只有同學(xué)們秉持著自主探究的熱情和信心，時刻保持理性的邏輯思維，才能通過實踐探究獲得大量的收獲。

（二）創(chuàng)新，重設(shè)實驗流程。重設(shè)實驗流程也是一個幫助同學(xué)們培養(yǎng)創(chuàng)新能力的好方法。課本上固定的實驗流程雖然能夠幫助同學(xué)們理解課本知識，但是在一定程度上限制了同學(xué)們的創(chuàng)新思維。因此教師可以在同學(xué)們掌握了基礎(chǔ)知識之后，鼓勵同學(xué)們對現(xiàn)有的實驗進(jìn)行實踐創(chuàng)新，重設(shè)實驗流程，并檢測自己的結(jié)果是否具有現(xiàn)實意義。

例如，在進(jìn)行人教版高中生物選修 1“胡蘿卜素的提取”這一章節(jié)中，因為 β-胡蘿卜素是一種有機物，易溶于石油醚等有機溶劑中，所以操作內(nèi)容比較復(fù)雜，會存在提取效率低的問題。于是筆者把這個問題交給了同學(xué)們，讓同學(xué)們自主分析實驗流程，考慮實驗過程中哪些環(huán)節(jié)處理不當(dāng)可能會導(dǎo)致胡蘿卜素提取障礙，并大膽提出自己的假設(shè)和改進(jìn)方案，然后進(jìn)入實驗室進(jìn)行具體操作。在實驗室進(jìn)行操作的過程中，同學(xué)們發(fā)生了 β-胡蘿卜素提取難的情況，是因為操作上的問題，在實驗室老師的幫助下都進(jìn)行了及時的改正。部分同學(xué)在老師的幫助下驗證了自己的猜想，他將胡蘿卜素在粉碎以前進(jìn)行了烘干，在一定程度上保留了一部分胡蘿卜素，然后進(jìn)行粉碎裝填，由于 β-胡蘿卜素的含量極微，所以效果并不是很明顯，但是這也達(dá)到了同學(xué)們實驗探究的目的，讓自己的思維得到了鍛煉。

設(shè)置實驗流程迫使同學(xué)們站在客觀的、懷疑的角度看待實驗流程，這既能對同學(xué)們學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行檢驗，又能提升同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，幫助同學(xué)們從理性的角度思考，并且大膽提出更能降低實驗誤差、提高實驗效率的實驗步驟。

理性思維是同學(xué)們學(xué)習(xí)高中生物的必備技巧。聯(lián)系日常生活，類比推理的過程可以幫助同學(xué)們反復(fù)咀嚼所學(xué)知識，達(dá)到課后復(fù)習(xí)的效果;嘗試自制教具，模型與建?？梢詭椭瑢W(xué)們認(rèn)識到自己的薄弱點，加強同學(xué)們的自主學(xué)習(xí)能力;借助自主實驗，懷疑與創(chuàng)新可以幫助同學(xué)們鍛煉自己的動手能力，發(fā)揮聯(lián)想與想象進(jìn)行實踐創(chuàng)新。

【參考文獻(xiàn)】

[1]袁毅君，梁 燕，盧文倩，宋廷軍.天水市省級示范高中生物學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查研究——學(xué)生學(xué)習(xí)狀況調(diào)查[J].天水師范學(xué)院學(xué)報，2018（5）

[2]先明香，伍春蓮.基于學(xué)科核心素養(yǎng)的高中生物教學(xué)策略——以“光合作用”一節(jié)為例[J].中學(xué)生物學(xué)，2018（10）

[3]秦 軍.培養(yǎng)理性思維，發(fā)展生物核心素養(yǎng)[J].教書育人，2018（28）

[4]吳 紅.高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略研究[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2018（10）

（責(zé)編 盧建龍）