吳久宏 （江蘇省溧水高級(jí)中學(xué) 江蘇南京 211200）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）在“課程性質(zhì)”部分明確指出：“既要讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識(shí)，又要讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過(guò)程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問(wèn)題的思路和方法”[1]。引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)與訓(xùn)練的淺層學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向思維構(gòu)建的深度學(xué)習(xí)，關(guān)注學(xué)生是否像科學(xué)家一樣具有創(chuàng)新思考能力，這是教學(xué)真正要義所在。本文以人教版必修2“孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)（一）”第1 課時(shí)的教學(xué)為例，闡述如何讓學(xué)生體悟科學(xué)家的思考和研究方法并學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)方法解決現(xiàn)實(shí)中的問(wèn)題。

1 分析課程標(biāo)準(zhǔn)，錨定科學(xué)方法的生長(zhǎng)點(diǎn)

“孟德?tīng)柕耐愣闺s交實(shí)驗(yàn)（一）”是人教版教材必修2 模塊《遺傳與進(jìn)化》中第1 章第1 節(jié)的內(nèi)容，作為遺傳學(xué)的開(kāi)篇，是學(xué)好本模塊中“基因的自由組合定律”“基因在染色體上”“伴性遺傳”等知識(shí)的基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容在課程標(biāo)準(zhǔn)“內(nèi)容要求”中的概念層次界定如下：

大概念：概念3 遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳。

重要概念：3.2 有性生殖中基因的分離和重組導(dǎo)致雙親后代的基因組合有多種可能。

次位概念：3.2.3 闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的遺傳性狀和表型有多種可能，并可由此預(yù)測(cè)子代的遺傳性狀。

“學(xué)業(yè)要求”對(duì)本節(jié)內(nèi)容明確指出：運(yùn)用統(tǒng)計(jì)與概率的相關(guān)知識(shí)，解釋并預(yù)測(cè)種群內(nèi)某一遺傳性狀的分布及變化（科學(xué)思維、科學(xué)探究)。

根據(jù)教學(xué)要求，本節(jié)內(nèi)容分2 課時(shí)完成，第1課時(shí)重點(diǎn)在于引領(lǐng)學(xué)生體悟“假說(shuō)-演繹”科學(xué)方法論價(jià)值及其在科學(xué)研究中的作用。本節(jié)內(nèi)容不是讓學(xué)生記住“假說(shuō)-演繹法”的幾個(gè)環(huán)節(jié)，而是讓學(xué)生以科學(xué)研究者的身份經(jīng)歷“觀察現(xiàn)象→提出問(wèn)題→作出假說(shuō)→演繹推理→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→得出結(jié)論”的過(guò)程，凝練科學(xué)研究的思路。

2 以方法的“引入—感知—體悟—運(yùn)用”為主線設(shè)計(jì)教學(xué)

2.1 還原時(shí)代背景，引入方法 教師播放視頻《孤獨(dú)的天才——孟德?tīng)枴菲?，設(shè)置情境：1859年，達(dá)爾文出版了巨著《物種起源》。提問(wèn)：在初中階段獲知“自然選擇學(xué)說(shuō)”的核心內(nèi)容包括哪幾個(gè)方面？（學(xué)生回答：過(guò)度繁殖、生存斗爭(zhēng)、遺傳與變異、適者生存。）

教師點(diǎn)撥：達(dá)爾文受時(shí)代研究水平的限制，對(duì)于“遺傳與變異”這一部分只是作了表觀上的描述，未能從本質(zhì)上進(jìn)行深入闡述，這也是達(dá)爾文的困惑所在。在那個(gè)年代，部分哲學(xué)家想象存在著一種“泛生子”的微小顆粒，后代的性狀是親代的“泛生子”融合的結(jié)果（圖1）。

圖1 泛生子融合理論

引入課題:為了揭示遺傳的秘密，孟德?tīng)栐趭W匈帝國(guó)邊陲的圣托馬斯修道院的后院種下一批豌豆。孟德?tīng)査暨x的豌豆7 種性狀（無(wú)論是種子表皮的顏色、花朵的顏色，還是植物的高度），雜交后代均表現(xiàn)高度一致的性狀。這似乎在挑戰(zhàn)人們習(xí)以為常的融合遺傳的理念：子女從父母那里分別繼承一些性狀，父母泛生子水乳交融構(gòu)成了子女的一切[2]。為解決這些疑惑，孟德?tīng)栆詧?jiān)韌的毅力、超群的思考方式和扎實(shí)的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)了兩大遺傳定律。孟德?tīng)柺褂玫目茖W(xué)研究方法，稱為“假說(shuō)-演繹法”。

質(zhì)疑：什么是“假說(shuō)-演繹法”？孟德?tīng)柕难芯糠椒▽?duì)于今天的學(xué)習(xí)有何啟示？

2.2 運(yùn)用生活原型，感知方法 “假說(shuō)-演繹法”是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生很難理解。為此，筆者沒(méi)有直接切入孟德?tīng)柕囊粚?duì)相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)，而是以學(xué)生熟知的生活場(chǎng)境分析為例（表1）剖析。

表1 某人在餐館用餐后患腸炎的原因剖析

上述案例采用的研究方法，稱為“假說(shuō)-演繹法”。在100 多年前，孟德?tīng)柧鸵巡捎么朔ㄑ芯窟z傳現(xiàn)象。

2.3 師生共同構(gòu)建，體悟方法 教師投影誘思導(dǎo)學(xué)提綱，引導(dǎo)學(xué)生思考:1）孟德?tīng)栕龅囊粚?duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)，子一代全是高莖，如果當(dāng)時(shí)是你，你有何驚訝之處？2）孟德?tīng)柺侨绾翁岢黾僬f(shuō)的？3）孟德?tīng)栄堇[推理設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是什么？4）他是如何驗(yàn)證的?

在學(xué)生充分自學(xué)、小組交流、匯報(bào)的過(guò)程中，教師巧妙介入、適時(shí)引導(dǎo)，師生共同總結(jié)得出“假說(shuō)-演繹法”的基本過(guò)程（表2）。

表2 孟德?tīng)栠\(yùn)用“假說(shuō)-演繹”法探尋“基因的分離定律”

在此基礎(chǔ)上，教生共同構(gòu)建“假說(shuō)-演繹法”的思維模式（圖2）。

圖2 “假說(shuō)-演繹法”的思維模式

2.4 解決實(shí)際問(wèn)題，運(yùn)用方法 學(xué)習(xí)的最終目的是解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題，學(xué)習(xí)孟德?tīng)柕摹凹僬f(shuō)-演繹法”，就是引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)嚴(yán)密的邏輯思維過(guò)程和解決問(wèn)題的思想方法，在厚重的歷史感中體會(huì)前人的智慧，從而提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

在本節(jié)課教學(xué)過(guò)程中，筆者讓學(xué)生以牽牛花早、中、晚顏色變化原因的探究為素材，體驗(yàn)“假說(shuō)-演繹”法：學(xué)生通過(guò)小組合作提出方案，小組匯報(bào)，彼此進(jìn)行相互的思維碰撞，有人認(rèn)為牽牛花的顏色變化是由于溫度不同造成的，有人猜想是光線強(qiáng)弱造成的，還有人認(rèn)為是由于空氣中O2濃度變化引起的……在學(xué)生進(jìn)行充分討論的基礎(chǔ)上，教師適度點(diǎn)撥。圖3展示的是一個(gè)學(xué)習(xí)小組的研究思路。

圖3 運(yùn)用“假說(shuō)-演繹法”探究牽?；伾兓?/p>

3 教學(xué)反思

本節(jié)課以科學(xué)方法的體悟與運(yùn)用為重點(diǎn)，還原知識(shí)、方法產(chǎn)生的時(shí)代背景，讓學(xué)生始終以研究者的身份主動(dòng)學(xué)習(xí)。以“達(dá)爾文的困惑”這一史料為真實(shí)情境導(dǎo)入，讓學(xué)生穿越時(shí)空隧道，以“假如我是孟德?tīng)枺視?huì)怎么想，怎么做，有哪些困惑”為問(wèn)題鏈產(chǎn)生任務(wù)驅(qū)動(dòng)；通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活的直觀案例介紹現(xiàn)代科學(xué)研究的重要方法——“假說(shuō)-演繹法”，讓學(xué)生體會(huì)孟德?tīng)柈?dāng)時(shí)就是采用“假說(shuō)-演繹法”，通過(guò)執(zhí)著的堅(jiān)持、不懈的努力，發(fā)現(xiàn)了遺傳的兩大定律。本節(jié)課引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用“假說(shuō)-演繹法”解決現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維能力。

笛卡爾說(shuō)：“最有價(jià)值的知識(shí)是關(guān)于方法的知識(shí)”。未來(lái)的社會(huì)公民，需要更多的理性思維，需要學(xué)會(huì)用科學(xué)方法論證，以科學(xué)精神開(kāi)拓，而真正落實(shí)這一要求的主渠道就在日常的課堂教學(xué)中。