于華會 孫 波
(浙江省平湖市當湖高級中學 平湖 314200)
“演繹與推理”法歸屬于生物學學科核心素養(yǎng)中理性思維的組成部分,該方法側(cè)重于培養(yǎng)學生尊重事實和證據(jù),崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度,并運用科學的思維方法認識事物,最終實現(xiàn)對實際問題的解決,形成良好的思維習慣。在生物學教學中,特別是一些遺傳學類問題通常抽象難懂,教師反復講解而收效甚微。若教師能進行適度的引導,讓學生進行一定的演繹與推理,科學事實的對比呈現(xiàn)不但有助于學生推理與分析能力的提升,也有利于培養(yǎng)其生物學思維品質(zhì)?,F(xiàn)筆者結(jié)合自身的教學實踐,淺談“演繹與推理”法在高三生物學遺傳題分析中的應用,以期為學生自主分析問題提供探究基礎,進而促進學生生物學學科核心素養(yǎng)的提升。
1.1 明確“演”與“推”的概念本真 “演繹”是學生發(fā)散思維、提升學科品質(zhì)的一種能力。高中階段的“演繹”通常以某種假說為前提,然后進行有理有據(jù)的分析,做出合理的預判;“推理”多屬于學生執(zhí)行能力的體現(xiàn),是對問題剖析效果的深度呈現(xiàn),推理過程需要強大的學科思維作為后盾,并能綜合學生所學,完成整個推演過程。在教學過程中,教師的問題滲透與引導,都是對學生“演繹”與“推理”能力提升的助推,與科學事實相匹配后,從深層次拓寬學生的分析思路與判斷能力。
例如,分析“摩爾根的果蠅伴性遺傳實驗”類遺傳題時,教師將實驗緣由、實驗過程等科學史內(nèi)容呈獻給學生,然后通過分析F1和F2代果蠅的表現(xiàn)型,引導學生進行判斷,即果蠅的眼色遺傳與性別存在關聯(lián),并由此提出相應假設: ①控制果蠅的眼色基因位于X染色體上(非同源區(qū)段);②控制果蠅的眼色基因位于Y染色體上;③控制果蠅的眼色基因位于X、 Y染色體上(同源區(qū)段)。在相應假設下,進行演繹與推理,分析F1和F2的表現(xiàn)情況,最終與科學事實進行對比分析,通過一系列的演繹與推理,學生會從遺傳的內(nèi)在理解基因與染色體的關系,并能認知伴性遺傳的概念本真,實現(xiàn)對此類題目分析的突破。
1.2 熟知“繹”與“理”的操作策略 “演繹”是指在觀察和分析的基礎上提出問題,通過“推理”和想象提出解釋問題的假說,根據(jù)假說進行演繹推理,再通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)果。如果實驗結(jié)果與預期結(jié)果相符,證明假說成立,反之,則說明假說不成立(圖1)。
圖1 “演繹與推理”法實施過程的思維導圖
2.1 把握解題方向,尋找解題思路 高中生物學遺傳題大多數(shù)情況下需要對親子代的遺傳過程具備準確認知,并從中分析親子代遺傳的規(guī)律與聯(lián)系。但由于題目難度的設置,一般不能直接得出上述規(guī)律,需要對題目中的相關信息進行整合,才能發(fā)現(xiàn)規(guī)律,因此很多學生在分析遺傳類習題時,感覺難度較大,常常無從下手。
例題1 某興趣小組從資料上得知果蠅的眼色由兩對等位基因控制,等位基因A、 a控制眼色素的產(chǎn)生,只有存在A基因時,才能產(chǎn)生色素;另一對等位基因D、 d則控制色素的類型,D基因決定紫色,d基因決定紅色。他們利用果蠅眼色性狀進行遺傳學實驗。實驗過程如下圖所示:
(1) 等位基因A、 a位于 常 染色體上,等位基因D、 d位于 X 染色體上。
(2) 該實驗中親本的基因型分別是 AAXdXd和 aaXDY 。
(3) F2紅眼性狀中純合雌性果蠅所占比例是 1/6 。
對于該類型遺傳題,準確判斷基因在染色體上的位置,是進行分析判斷的前提。但對于很大一部分學生而言,無法通過題目中的比例關系及遺傳關系找出該題的切入點,最終影響其對題目的分析?!把堇[與推理”法在此類題目分析中具有較好的突破性,具體過程如圖2。
圖2 例題1的“演繹與推理”分析流程
通過直觀的演繹與推理過程,能較快地找到解題的突破口,分析出相應基因在染色體上的位置,最終實現(xiàn)題目的正確分析。可見,“演繹與推理”法,有助于改善學生的思維品質(zhì),提升其分析與判斷能力。
2.2 理順混沌內(nèi)容,突破分析障礙 高中生物學遺傳題,本質(zhì)上都遵循基因?qū)ι镄誀羁刂频囊?guī)律。題目設定或分析時,需要明確基因與性狀的關聯(lián)。但也有一些題目,由于語言描述上的不嚴謹,造成學生分析障礙,進而對題目無從下手,對于此類題目,采用“演繹與推理”法進行分析,能更全方位地解讀該類型題目。
例題2(2014·四川理綜卷)小鼠的皮毛顏色由常染色體的兩對基因控制,其中A/a控制灰色物質(zhì)合成,B/b控制黑色物質(zhì)合成。兩對基因控制有色物質(zhì)合成關系如下圖(有刪減):
(1) 選取三只不同顏色的純合小鼠(甲——灰鼠,乙——白鼠,丙——黑鼠)進行雜交,結(jié)果如下表:
親本組合F1F2實驗一甲×乙全為灰鼠9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠實驗二乙×丙全為黑鼠3黑鼠∶1白鼠
①兩對基因(A/a和B/b)位于 2 對染色體上,小鼠乙的基因型為 aabb 。②實驗一的F2代中白鼠共有 3 種基因型,灰鼠中雜合體占的比例為 8/9 。③圖中有色物質(zhì)1代表 黑 色物質(zhì),實驗二的F2代中黑鼠的基因型為 aaBB、 aaBb 。
本題的難點在于基因Ⅰ、Ⅱ與有色物質(zhì)的控制關系及有色物質(zhì)1和有色物質(zhì)2的確定。由于題目未明確給出顯隱性基因?qū)π誀畹目刂疲皇腔\統(tǒng)給出“A/a控制灰色物質(zhì)合成,B/b控制黑色物質(zhì)合成”,為本題的嚴謹性打了折扣,通過“假說—演繹法”可推知其中關系(表1)。
表1 例題2的假說—演繹過程
通過假說—演繹,可知原高考試題答案不嚴謹,有色物質(zhì)1代表黑色或灰色物質(zhì),實驗二的F2代中黑鼠的基因型為aaBB、 aaBb或AAbb、 Aabb。
3.1 重視基礎與知識的連貫性 遺傳學問題本身具有抽象性,難度較大,若是教師在進行此類題目講評時,還一味側(cè)重難度,忽視基礎知識的鋪設,對學生而言,必會造成知識銜接的斷層。因此,進行“演繹與推理”時,應強調(diào)基礎,重視基礎內(nèi)容的假設與推理,通過層層遞進的方式,實現(xiàn)知識難度的提升與探究內(nèi)容的多元化,最終提升學生的綜合分析能力。如例題1中,若教師直接從F2的比值入手進行引導探究,則難度及跨度都相對較大,加之一些學生的轉(zhuǎn)化能力較弱,可能會造成題目分析障礙,直接影響其進一步分析與整合。而從基礎的“基因所在染色體位置”入手分析,提出相應假設,則會簡單有效,且分析過程也會連貫,直入題目實質(zhì),實現(xiàn)解題突破。
3.2 強調(diào)路徑與達成的可行性 “演繹與推理”法,