摘 要:“假說—演繹法”建立在學生觀察與分析的基礎上,通過推理,假設問題可能存在的答案,再根據(jù)答案進行推理,最后通過實驗檢驗是否正確.如果實驗結(jié)果與假設答案一致,則假設正確,反之則說明學生的假設錯誤.“假說—演繹法”的基本思路是學生提出問題、基于問題提出假設、進行推理、實驗檢驗、判斷正誤、得出答案.通過嚴謹?shù)慕忸}方法,能夠有效提高學生解題效率,使學生在解決生物題目時做到游刃有余.
關鍵詞:假說演繹法;解題;運用探索;高中生物
中圖分類號:G632?? 文獻標識碼:A?? 文章編號:1008-0333(2023)21-0137-03
收稿日期:2023-04-25
作者簡介:杜成成(1984.7-),女,四川省廣安人,本科,中學一級教師,從事高中生物教學研究.
在高中生物學習過程中,學生可能會因為知識儲備量不足而產(chǎn)生生物學習上的困難.因此,教師需要將“假說—演繹法”引入到高中生物課堂中,幫助學生提高學習能力,使學生形成正確的解題思維.
1 利用“假說—演繹法”,強化學生的邏輯思維
例題1 現(xiàn)在有一種人工膜制成的袋子,要求學生通過實驗檢測淀粉和碘是否能夠通過該膜.實驗室提供實驗用具:鐵架臺、燒杯、一根棉線以及人工膜袋.提供試劑:1%的淀粉溶液、稀碘溶液.
解析 學生在解決這類題型時,需要先仔細審題,明確題目中給出的關鍵信息.這是一類實驗設計生物題型.學生需要根據(jù)題目中給出的實驗用具,以及試劑設計相應的實驗裝置圖,以便更好地解題,然后根據(jù)所學的知識進行分析.題目中要求檢驗淀粉和碘是否能通過人工膜?根據(jù)所學知識,淀粉遇碘會變藍的特性進行分析.首先,按照“假說—演繹法”,學生假設將碘和淀粉分開放置,將淀粉放入人工膜,將碘溶液放置于燒杯中,假設一:淀粉能夠通過人工膜;假設二:碘能通過人工膜;假設三:淀粉和碘都能通過人工膜;假設四,淀粉和碘兩個都不能通過人工膜.然后根據(jù)實驗室給出的試劑以及工具裝置實驗.如圖1所示,將實驗裝置放置一段時間后,如果人工膜內(nèi)以及燒杯內(nèi)液體均不變藍,則表明假設四成立.如果人工膜袋內(nèi)液體以及燒杯內(nèi)液體均變藍,則假設三成立.如果人工膜袋內(nèi)液體變藍,而燒杯內(nèi)液體不變藍,則表明假設二成立.如果燒杯內(nèi)液體變藍,而人工膜袋內(nèi)液體不變藍,則假設一成立.通過使用“假說—演繹法”,能夠使高中生物答案題目更全面、更完善,學生的解題效率也進一步提高.
圖1 實驗裝置
2 利用“假說—演繹法”,培養(yǎng)學生的嚴謹態(tài)度
在高中生物教學中,遺傳學是教學重要內(nèi)容之一.孟德爾運用“假說—演繹法”發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律以及自由組合定律.在高中生物遺傳學教學過程中,學生經(jīng)常遇到基因問題,利用“假說—演繹法”,能夠有效提高學生的解題效率.
例題2 已知牛的有角與無角為一對相對性狀,分別由常染色體上的等位基因A與a控制.現(xiàn)有一個農(nóng)場主養(yǎng)殖有一群牛,其中無角基因頻率與有角基因頻率相等.如果從牛群中隨機選出一頭無角公牛以及六頭有角母牛,讓它們進行交配,每頭母牛只生產(chǎn)一只小牛,生產(chǎn)的六頭小牛中,三頭有角,三頭五角.如果讓學生根據(jù)上述內(nèi)容,能否判斷出在有角與無角這對相對性狀中哪一個為顯性性狀.如果不能,請學生設計交配過程,從而得出正確的顯性性狀結(jié)論.
解析 根據(jù)“假說—演繹法”的基本思路.首先,學生需要明確所給問題,牛的有角與無角哪一個為顯性性狀.基于題目給出的材料,提出假說.學生在解決基因型遺傳問題時,一般情況下,假設只存在兩種情況,所以學生只需要提出兩種假設,即無角為顯性性狀,或者有角為顯性性狀,然后根據(jù)假設進行推理.假設無角為顯性性狀,則一頭無角公牛常染色體的基因型為Aa,有角母牛為aa,兩者進行交配,產(chǎn)出的子代有角與無角的概率分別為1/2,所以將一頭無角公牛與六頭有角母牛進行交配,會產(chǎn)出三頭有角小牛與三頭無角小牛.假設有角為顯性性狀,則無角公?;蛐痛嬖谝环N情況,即aa,有角母牛存在兩種基因型情況,即Aa和AA.基因型為AA的母牛的子代都為有角小牛.而AA基因型的母牛產(chǎn)出的子代可能有角也可能無角,概率均為一半.這種情況下還需要考慮配子的隨機性以及后代數(shù)量,所以可能會出現(xiàn)不同的結(jié)果.所以根據(jù)推理,不能得出結(jié)論,無法確定有角與無角哪一個為顯性性狀.學生需要根據(jù)自己得出的結(jié)論,以及推理的過程進行雜交環(huán)節(jié)的設計.在牛群中選擇數(shù)量較多的有角公牛與有角母牛進行雜交,縮小可變因素的范圍,以便得到正確的答案.如果后代中出現(xiàn)無角小牛,則有角為顯性性狀,無角為隱性性狀;如果后代全部為有角小牛,則無角為顯性性狀,有角為隱性性狀.通過“假說—演繹法”,能夠使學生在面對基因型問題時,做到游刃有余,學生的解題效率也得到進一步提高[1].
3 利用“假說—演繹法”,鍛煉學生的實驗能力
在高中生物解題教學過程中,不僅需要重視學生理論問題的解題方法的形成,也需要注重學生實驗設計問題解決效率的提高.
例題3 農(nóng)藥殘留問題一直受到社會的廣泛關注,現(xiàn)在將一塊農(nóng)田作為實驗田地,往實驗農(nóng)田中施加農(nóng)藥A,一段時間后,通過測量記錄土壤中農(nóng)藥A的含量逐漸下降.請學生設計實驗環(huán)節(jié),分析農(nóng)藥A含量下降是由于物理分解,還是由于微生物降解或是兩者共同作用的結(jié)果.
解析 學生需要仔細閱讀題目給出的信息,找出關鍵信息,以便更好地解決生物題目,得出正確生物題目結(jié)論.首先,為避免實驗的偶然性,學生需要選取不同的土壤,將不同的土壤混合在一起,并等量的將其放置在燒杯中,防止其他因素對實驗產(chǎn)生的影響(等量控制,控制變量,防止其他因素對實驗產(chǎn)生影響).然后對不同燒杯進行分組編號.對編號1的燒杯進行滅菌處理,編號2燒杯不作處理.處理完成后再分別向兩個燒杯的土壤中施加無菌農(nóng)藥A,施加完成后,馬上測量兩組燒杯中農(nóng)藥A的平均含量M,然后將兩組燒杯放置在溫箱中進行培養(yǎng)(同一個溫箱,控制變量,防止其他因素對實驗結(jié)果的干擾),培養(yǎng)一段時間后再進行測量,記錄兩組燒杯中土壤含有農(nóng)藥A剩余量的平均含量值.根據(jù)所得數(shù)據(jù)進行分析,即可得出結(jié)論.如果編號1燒杯中的土壤農(nóng)藥A,六周后的平均含量與六周前的平均含量相等,而且大于編號2燒杯中的土壤農(nóng)藥剩余含量,則表明農(nóng)藥A的分解僅僅是微生物降解的結(jié)果.如果編號1燒杯中土壤農(nóng)藥平均含量,六周前的大于六周后,編號2燒杯中的土壤農(nóng)藥含量六周前的大約六周后的,而且編號1燒杯中與編號2燒杯中的土壤農(nóng)藥含量相等,則說明農(nóng)藥的分解是物理分解的結(jié)果.如果編號1燒杯與編號2燒杯中土壤農(nóng)藥平均含量均減小,而且燒杯1中的農(nóng)藥剩余含量大于燒杯2中的農(nóng)藥剩余含量,則說明農(nóng)藥A的分解是物理分解和微生物降解共同作用的結(jié)果.通過“假說—演繹法”能夠使學生生物題目解決效率提高,高中生物答案更全面,有助于學生后期的學習,為學生后面的學習奠定夯實的基礎[2].
4 利用“假說—演繹法”,提高學生的推理能力
假定能使學生對生物學現(xiàn)象有新的理解,進而使他們對生物學現(xiàn)象有明顯的興趣.在教學中,教師要主動引導學生深入地剖析有關的現(xiàn)象,并逐步提出邏輯性的假定,以提高他們的邏輯思維能力.
例題4 有絲分裂中期DNA數(shù)與染色體數(shù)的比與后期DNA數(shù)與染色體數(shù)的比分別為_______和_______.
解析 該題考查了有絲分裂過程中染色體數(shù)目和DNA分子數(shù)的變化規(guī)律.有絲分裂中期的細胞,其DNA已經(jīng)完成了復制.即每條染色體包含兩條染色單體,每條染色單體含有1個DNA分子,所以,每條染色體含有2個DNA分子.即DNA分子數(shù)和染色體數(shù)的比為2∶1.在有絲分裂后期,由于著絲粒一分為二,導致兩條染色單體彼此分離變成了兩條染色體,結(jié)果染色體數(shù)目暫時加倍,但DNA分子數(shù)沒變,故DNA分子數(shù)與染色體數(shù)的比為1∶1.DNA分子復制方式的提出與證實也是采用假說—演繹法[3].
5 利用“假說—演繹法”,發(fā)展學生的總結(jié)能力
實驗的結(jié)果可以很好地證明現(xiàn)象的結(jié)論,并且必須經(jīng)過實驗的檢驗,才能得出所有假定推理的合理法則和理論.因此,在教學過程中,教師要主動引導學生對實驗設計、操作過程和最后的結(jié)論進行深入的研究,讓學生更好地了解其形成過程,并體會其與實驗的一致性,從而讓他們體會到“假說—演繹”的魅力.這樣,學生就能從假定中推斷出一個合理的結(jié)論,并進行驗證.
例題5 控制眼睛顏色的基因在X染色體上,它的基因是A、a它的控制翅膀長度的基因在常染色體上面,基因是B、b.兩個果蠅都變現(xiàn)為紅色眼睛較長翅膀,他們的后代的表現(xiàn)見表1,那么親本的基因型為_______.
解析 首先,這個問題的目的是看學生是否掌握了外在表現(xiàn),特別是推斷出他們內(nèi)在基因的變化.然后找到對應的方法,具體方法有兩種,一種是用填空法考查基因的遺傳:看不見的隱性基因為純合體;顯性表達可以是純合體或雜合體,即至少一個基因是顯性的,而另一個基因是從其后代的實現(xiàn)形式推斷出來的.另一種是比例分析:通過觀察其后代表現(xiàn)形式的分布來推斷:一對不同的表現(xiàn)形式的親代自交,后代的兩個不同的性狀比例為3∶1,則親本一定是雜合體;二對相對性狀自交,后代之比為9∶3∶3∶1,則親本一定是雙雜合體.例如這道題中的翅膀長度的基因,它的比例是3∶1,那么它一定是雜合體.在做題的過程中,要總結(jié)兩種方法,深入了解,了解內(nèi)在原因,做透徹.無法記住分配比例,不僅成本高,而且效果不佳.做題過程中,要將兩種方法進行總結(jié),深入地理解,將其內(nèi)在的原因弄明白,搞透徹.不能死記硬背其分布比率,這樣的方法不僅耗費精力,效果也不明顯.“假說—演繹法”的目的不僅在于判斷真假,更在于形成科學的結(jié)論.
參考文獻:
[1] 楊東波,羅會棱.假說—演繹法在生物解題中的應用[J].中學生數(shù)理化(教與學), 2011(5):85.
[2] 陳衛(wèi)東.“假設演繹法”在生物解題中的運用[J].中學生物教學,2013(12):54-56.
[3] 林慶娟,楊軍.假說—演繹法在高中生物教學中的應用[J]
.中學教學參考,2019(35):86-87.
[責任編輯:季春陽]