王代益

摘要：科學思維是生物學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分，培養(yǎng)學生的科學思維是高中生物教學的迫切任務。結合現行高中《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建法等科學方法的教學，積極培養(yǎng)學生的科學思維。

關鍵詞：終身學習? 終身發(fā)展? 科學思維? 培養(yǎng)

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

課程標準指出：學生應該在學習科學文化知識的同時，學會運用歸納、演繹、建模等科學方法。這為教師培養(yǎng)學生的科學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》部分教學環(huán)節(jié)為例，論述培養(yǎng)學生科學思維的過程和方法。

一、運用歸納推理法教學培養(yǎng)學生的科學思維

歸納推理法是一種由個別到一般的推理。歸納反映了人類認識事物的思維途徑，對人類揭示事物的本質和規(guī)律有幫助。教材中，有一些遺傳學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。在教學中，教師要告訴學生：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果后，并沒有急于下結論，而是更加深入地研究其他相對性狀雜交實驗，將結果逐一分類、計數和數學歸納，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。基因是什么？教材中主要是通過“資料分析”讓學生運用歸納推理法來認識基因與DNA的關系。教師要重視“資料分析”等內容的教學，指導學生將分步結論進行整合歸納，得出正確的結論。同時還要創(chuàng)設新情境，讓學生嘗試歸納推理法的應用。例如，“DNA是主要遺傳物質”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生利用人類發(fā)現遺傳物質的經典遺傳學實驗結論，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”法教學培養(yǎng)學生的科學思維

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研究與發(fā)現過程。在教學過程中，教師要重視科學理論形成和規(guī)律發(fā)現的過程與方法教學，突出“假說—演繹”法這種科學思維方法的分析講解和靈活應用。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.得出結論：即孟德爾的分離定律。同時，要對學生強調問題來自疑惑，疑惑源于觀察分析，科學發(fā)現的實質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事實下的推理和想象，是猜測性的，不等于結論。當驗證實驗結果與推理結果完全一致，假說成立;否則，假說就不成立。其次，教師指導學生模擬“假說—演繹”法在新情景下的應用，從而讓學生掌握這種科學方法，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，要求學生模擬上述過程對照寫出“假說—演繹”法的五個步驟和相關內容，分析內在的邏輯關系。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”法解答問題的現象十分普遍，最典型的是遺傳方式的判斷問題和有關驗證性實驗設計問題，我們教師可以結合例題講解與真題訓練過程，幫助學生掌握“假說—演繹”法。

三、運用類比推理法教學培養(yǎng)學生的科學思維

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，生物學家薩頓推論基因在染色體上。后來，這一推論被生物學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呈螺旋結構，然后用一系列實驗進行了論證。教師在這些教學環(huán)節(jié)中，要特別重視介紹類比推理法的原理和作用，讓學生在掌握相關生物學知識的同時，逐步學會運用這種科學思維方法。例如，我們在學完第2章第2節(jié)“基因在染色體上”后，布置類比推理法練習，要求學生從已掌握的關于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”，為學習第3章的知識奠定基礎。

四、運用模型構建法教學培養(yǎng)學生的科學思維

模型建構法是生物學教學、研究和學習的一種重要方法?！哆z傳與進化》中呈現的模型構建法例子很多，在實際教學中涉及和運用到該方法之處更多，如遺傳學中心法則，生物遺傳中所遇到雜交后代基因型、表現型的種類與比例的模型等。首先，教師要教會學生認識模型，如概念模型、物理模型、數學模型等。其次，運用教師講解分析、構建模型和學生動手制作模型的方法，幫助學生理解生物學概念，發(fā)展思維，鍛煉動手能力，從而進一步形成進化與適應觀和結構與功能觀。最后，創(chuàng)建模型，進一步拓展學生的思維能力。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。教師先帶領學生計算出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生的子代均為純合體，雜合體后代自交所產生的子代中，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、結語

培養(yǎng)和發(fā)展學生的科學思維是高中新課改和高考的要求，是學生終身學習和終身發(fā)展的迫切需求，也應該是我們教師的教育追求。我們教師要認真學習和深入研究課程標準，進一步探索發(fā)展學生生物學學科核心素養(yǎng)的新方法，結合自身教學實際，充分運用科學的教學方法，積極啟發(fā)和培養(yǎng)學生的科學思維，大力促進學生的科學思維能力不斷提升。

參考文獻：

[1]劉恩山，曹保義.普通高中生物課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（2017年版）[S]. 北京：人民教育出版社. 2018.