劉渠道

(安徽省寧國(guó)中學(xué) 242300)

高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)科學(xué)思維內(nèi)容中明確指出學(xué)生能夠“基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)，運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視和論證生物學(xué)的社會(huì)議題”.高中生物習(xí)題教學(xué)中應(yīng)基于“科學(xué)思維”認(rèn)真的研究與解讀，篩選與精講相關(guān)習(xí)題，促使學(xué)生上述能力得到不同程度的鍛煉與提升，為學(xué)生科學(xué)思維的提高奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

1 注重歸納與概括能力的培養(yǎng)

例1在調(diào)控因子的嚴(yán)格控制下細(xì)胞周期按照G1期( DNA合成前期)→S期( DNA合成期)→G2期(DNA合成后期)→M期(細(xì)胞分裂期)4個(gè)階段有條不紊的進(jìn)行.為研究細(xì)胞周期的調(diào)控機(jī)制，研究人員取不同時(shí)期的細(xì)胞進(jìn)行融合試驗(yàn)，獲得表1所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則以下說法不正確的是( ).

表1

A.S期細(xì)胞存在可誘導(dǎo)染色質(zhì)DNA復(fù)制的調(diào)控因子

B.M期細(xì)胞存在可誘導(dǎo)染色質(zhì)濃縮成染色體的調(diào)控因子

C.融合M期和S期的細(xì)胞，則原S期細(xì)胞中染色質(zhì)會(huì)出現(xiàn)凝縮

D.融合M期和S期的細(xì)胞，則M期細(xì)胞染色體DNA會(huì)復(fù)制

習(xí)題以表格的形式給出了4種細(xì)胞融合的方式以及對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.解答該題需要搞清楚細(xì)胞周期的順序，通過對(duì)比、概括出細(xì)胞周期中可能存在的物質(zhì)以及物質(zhì)的作用.

綜合分析可知錯(cuò)誤的是D項(xiàng).

2 注重演繹與推理能力的培養(yǎng)

例2如圖1所示的人類遺傳系譜圖中，5號(hào)和6號(hào)分別患甲、乙兩種遺傳病.甲、乙兩種遺傳病的控制基因分別用A/a、B/b表示.其中Ⅰ-1號(hào)不攜帶任何致病基因，Ⅰ-2和Ⅰ-3是親兄妹，Ⅲ-7兩病都不患的概率為1/4，則以下推理正確的是( ).

圖1

A.甲病為常染色體上隱性遺傳病，乙病為伴X染色體隱性遺傳病

B.甲病具有隔代交叉遺傳特點(diǎn)，Ⅱ-5的患病基因只能來自其外祖父

C.Ⅱ-5和Ⅱ-6未出生的二胎，女兒患病的概率為3/4，應(yīng)禁止近親結(jié)婚

D.從優(yōu)生優(yōu)育角度出發(fā)，建議Ⅱ-5和Ⅱ-6生男孩

基因型與遺傳病的判斷是高中生物的重點(diǎn)與難點(diǎn)知識(shí)，能很好的鍛煉學(xué)生的推理能力，因此習(xí)題教學(xué)中應(yīng)做好該類問題的講解.解答該題在于根據(jù)遺傳系譜圖以及給出的說明準(zhǔn)確的推理出兩種致病基因的遺傳類型.

綜合分析應(yīng)選擇C項(xiàng).

3 注重模型與建模能力的培養(yǎng)

例3在實(shí)驗(yàn)室中均以葡萄糖為底物用兩種方式進(jìn)行酵母菌酒精發(fā)酵.其中甲發(fā)酵罐中保留一定量的氧氣，乙發(fā)酵罐中沒有氧氣，其余條件均相同且適宜.實(shí)驗(yàn)過程中每?jī)尚r(shí)測(cè)定兩發(fā)酵罐中氧氣和酒精的物質(zhì)的量，繪制如圖2所示的圖像，則( ).

圖2

圖2

A.甲乙兩發(fā)酵罐分別在第9h和第6h無氧呼吸速率最快

B.甲乙兩發(fā)酵罐分別在第3h和第0h開始進(jìn)行無氧呼吸

C.甲乙兩發(fā)酵罐實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，酵母菌為異養(yǎng)厭氧型生物

D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，甲乙兩發(fā)酵罐中產(chǎn)生的二氧化碳之比為8∶5

該題以圖像的形式考查學(xué)生對(duì)細(xì)胞呼吸模型的掌握情況，只有熟練的把握模型原理，才能順利解答該題.解題時(shí)需認(rèn)真讀題，充分挖掘圖像隱含條件，聯(lián)系模型，分析引起圖像變化的內(nèi)在原因.綜合分析應(yīng)選擇D項(xiàng).

4 注重批判性思維的培養(yǎng)

例4小白鼠是恒溫動(dòng)物.為探究小白鼠的體溫調(diào)節(jié)中樞是否為下丘腦，某生物興趣小組制定以下實(shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)假設(shè)：下丘腦是體溫調(diào)節(jié)中樞；實(shí)驗(yàn)用具：略寫；實(shí)驗(yàn)步驟：①取兩只生理狀況相同的健康成年小白鼠，標(biāo)記為甲、乙；②用一定的方法破壞甲鼠的下丘腦，乙鼠不做處理，作為對(duì)照，并分別測(cè)量初始體溫；③將甲鼠置于0℃環(huán)境中，將乙鼠置于2℃環(huán)境中作為對(duì)照，在相對(duì)安靜的條件下觀察24h，每隔4h分別測(cè)量一次體溫并做好記錄.預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：甲鼠體溫發(fā)生明顯改變，乙鼠體溫保持相對(duì)恒定，表明體溫調(diào)節(jié)中樞是下丘腦.

(1)甲鼠在0℃環(huán)境中發(fā)生了戰(zhàn)栗，則發(fā)生戰(zhàn)栗過程的反射弧為____；

(2)針對(duì)該興趣小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案提出相應(yīng)的改進(jìn)意見；

(3)有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組可在同一組小白鼠身上進(jìn)行，你是否贊同這個(gè)觀點(diǎn)？并說明理由.

問題(1)根據(jù)所學(xué)可知甲鼠在0℃環(huán)境中發(fā)生戰(zhàn)栗過程的反射弧為冷覺感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→骨骼肌.問題(2)先分析該實(shí)驗(yàn)的不妥之處，明確實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)遵循的原則.該實(shí)驗(yàn)中下丘腦的有無為自變量，小鼠的體溫變化情況為因變量，實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循單一變量和平行重復(fù)原則.實(shí)驗(yàn)中為避免偶然因素的影響，應(yīng)注重增加實(shí)驗(yàn)對(duì)象的數(shù)量，因此，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)做如下改進(jìn)：選擇生理狀況相同，成年健康的小白鼠若干只進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)將兩組小白鼠均置于0℃的環(huán)境中，避免環(huán)境不同引起的干擾；書寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)應(yīng)根據(jù)探究過程，遵循實(shí)事求是的原則進(jìn)行書寫，而非只寫出一種情況.問題(3)實(shí)驗(yàn)過程中可以同一組小白鼠為對(duì)象，分別做不破壞下丘腦、破壞下丘腦的實(shí)驗(yàn)，通過自身對(duì)照得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

5 注重創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)

例5 某病毒的基因組為單股正鏈RNA(與mRNA序列相同)，含有m個(gè)堿基.其在被感染細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中復(fù)制、裝配以出芽方式釋放，其增殖過程如圖3所示，則關(guān)于該病毒的描述錯(cuò)誤的是( ).

圖3

A.該病毒幾乎只感染某特定細(xì)胞，是因?yàn)榍秩爰?xì)胞必須要與特定的受體結(jié)合

B.一個(gè)該病毒RNA分子復(fù)制出一個(gè)新的RNA約需要2m各核苷酸

C.該病毒基因所控制合成最長(zhǎng)多肽鏈的氨基酸數(shù)不超過m/3

D.已被治愈的患者體內(nèi)會(huì)永遠(yuǎn)存在該病毒的抗體和記憶細(xì)胞

該題創(chuàng)設(shè)的情境較為新穎，解答時(shí)不僅需要聯(lián)系所學(xué)，而且需要讀懂圖，很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維.當(dāng)學(xué)生在解題時(shí)能夠提出不同的看法或者解題思路時(shí)，應(yīng)表揚(yáng)其細(xì)致觀察、積極思考的行為.綜合分析應(yīng)選擇D項(xiàng).

高中生物習(xí)題教學(xué)中為更好地提升學(xué)生的科學(xué)思維，使其在解答生物問題的過程中能夠靈活運(yùn)用相關(guān)的方法，高效的破題，應(yīng)充分把握科學(xué)思維的內(nèi)涵，明確其涵蓋的方面，做好自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，對(duì)相關(guān)的習(xí)題進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與組織，使學(xué)生既鞏固了所學(xué)，提升了能力，科學(xué)思維又能得到很好的鍛煉，自覺的養(yǎng)成運(yùn)用科學(xué)思維分析問題的良好意識(shí)與習(xí)慣.