于式娟

【內(nèi)容摘要】隨著我國(guó)新課程標(biāo)準(zhǔn)的深入實(shí)施，高中生物教學(xué)也與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)展教學(xué)改革，類比推理作為一種創(chuàng)新、有效的教學(xué)模式被廣泛應(yīng)用，在提升教學(xué)有效性、培養(yǎng)學(xué)生思維能力和學(xué)科核心素養(yǎng)方面成效顯著。本文重點(diǎn)探討類比推理在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】類比推理 ?高中生物教學(xué) ?應(yīng)用例談

類比推理在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用，有利于將抽象、晦澀難懂的生物知識(shí)形象化、具體化，突破重難點(diǎn)知識(shí)，大大降低教學(xué)和學(xué)習(xí)難度。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物興趣與熱情的同時(shí)，也能提高學(xué)生自信心，培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、類比推理相關(guān)概述

類比推理本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一種思維過(guò)程，就是對(duì)比兩種不同或部分屬性相同的研究對(duì)象，進(jìn)而推理出其他屬性也相同。在運(yùn)用類比推理時(shí)，首先要找到這兩種或兩個(gè)研究對(duì)象之間已經(jīng)明確的相同或者相似的特點(diǎn)，然后用其中一種或者一個(gè)對(duì)象的已知條件去推理出另一種或另一個(gè)研究對(duì)象的特點(diǎn)，進(jìn)而得出猜想和結(jié)論。值得一提的是，運(yùn)用類比推理推斷出來(lái)的猜想在邏輯上無(wú)必然聯(lián)系，最終結(jié)論的合理性也無(wú)法確定，所以，仍需對(duì)猜想加以檢驗(yàn)、論證。

高中生物理論知識(shí)概念、定義抽象、晦澀難懂，加之學(xué)生抽象思維能力、邏輯思維能力不強(qiáng)，導(dǎo)致學(xué)生難以系統(tǒng)理解、全面掌握這些抽象知識(shí)。教師創(chuàng)新運(yùn)用類比推理教學(xué)方法，有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶、理解和掌握，從而不會(huì)對(duì)生物學(xué)習(xí)產(chǎn)生抵觸、厭煩心理，提高教學(xué)有效性。如，在講解染色體、DNA和基因之間的關(guān)系時(shí)，教師利用中國(guó)、江蘇、泰州之間位置關(guān)系進(jìn)行類比推理，從而將抽象、晦澀的理論知識(shí)直觀、形象展示出來(lái)，讓學(xué)生能夠全面掌握。其次，作為生物教師，應(yīng)注重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的有效遷移，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三、培養(yǎng)邏輯思維能力，從而構(gòu)建完整的生物知識(shí)體系。仍然以染色體、DNA、基因之間的關(guān)系為例，學(xué)習(xí)完之后，教師可以將這種關(guān)系遷移到生態(tài)系統(tǒng)、群落、個(gè)體、細(xì)胞之間關(guān)系的知識(shí)點(diǎn)上，從而構(gòu)建系統(tǒng)、全面的生物知識(shí)體系。

二、類比推理在高中生物教學(xué)中應(yīng)用對(duì)策

1.通過(guò)類比推理，將知識(shí)條理化、系統(tǒng)化

高中生物知識(shí)系統(tǒng)、抽象、復(fù)雜，瑣碎的知識(shí)增加了學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)、有效記憶的難度。教師通過(guò)類比推理，將那些相似的知識(shí)串聯(lián)在一起，產(chǎn)生系統(tǒng)化、條理化知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，降低記憶難度的同時(shí)，大大提升學(xué)習(xí)效率與水平。

高中生物知識(shí)抽象、邏輯性強(qiáng)，死記硬背的學(xué)習(xí)方式是行不通的，長(zhǎng)此以往，會(huì)讓學(xué)生喪失學(xué)習(xí)興趣和自信心。所以，教師應(yīng)創(chuàng)新使用類比推理，將復(fù)雜、抽象的知識(shí)形象化、具體化展示給學(xué)生。如，在講解“染色體變異”章節(jié)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，很多學(xué)生容易混淆單倍體、二倍體以及染色體等概念，此時(shí)，教師可以讓學(xué)生觀察自己的手，五指長(zhǎng)短不一，類比染色體組，說(shuō)明這個(gè)染色體組由五名成員組成。再拿出另一只手，對(duì)比左右手手指，從而類比兩個(gè)染色體組。如此一來(lái)，通過(guò)兩只手就能將該章節(jié)知識(shí)有效串聯(lián)在一起。再如，在講解光合作用章節(jié)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，C5、ATP、[H]化合物與C3化合物變化是高三生物中的重難點(diǎn)?；诖耍處熆梢圆捎盟?、出水管和進(jìn)水管工具，如果沒(méi)有實(shí)物，在黑板畫(huà)出也行，讓學(xué)生觀察什么決定水箱的裝水量。學(xué)生一眼就能看出是進(jìn)出水量的差值，接著教師類比建模：水箱中的水（ATP 積累量）=進(jìn)水量（光反應(yīng)下合成ATP量）-出水量（暗反應(yīng)ATP消耗量），一旦光照強(qiáng)度減弱，那么合成ATP量就會(huì)變少，短時(shí)間內(nèi)ATP的消耗量不變，因此，ATP積累量保持不變;一到CO2濃度變低，那么暗反應(yīng)ATP量會(huì)變少，但短時(shí)間內(nèi)合成ATP量保持不變，因此，ATP積累量有所增加。基于此，可以類比推理出C5、ATP、[H]化合物與C3化合物變化，大大提高教學(xué)有效性。

2.采用類比推理，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力

在開(kāi)展高中生物教學(xué)過(guò)沉重，教師應(yīng)利用類比推理，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，通過(guò)一個(gè)知識(shí)聯(lián)想到諸多其他知識(shí)點(diǎn)，從而順利解決生物問(wèn)題。如，在講解“Aa自交代數(shù)以及子代基因”相關(guān)問(wèn)題時(shí)，大部分學(xué)生無(wú)法深入理解、全面掌握aa、Aa、AA這三者的關(guān)系，因此，在計(jì)算過(guò)程中，問(wèn)題也是層出不窮，如果不加以改善，會(huì)影響學(xué)生計(jì)算方式，導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。為了有效解決這一問(wèn)題，讓學(xué)生充分掌握相關(guān)生物知識(shí)，教師應(yīng)充分利用類比推理，聯(lián)系生活實(shí)際中的切生日蛋糕例子，讓學(xué)生能夠正確認(rèn)識(shí)到自交的第一代基因型是1/4（aa）、1/2（Aa）、1/4（AA），引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，全面掌握子一代生物知識(shí)，在一代中1/4（aa）與1/4（AA）始終不變，但是1/2（Aa）會(huì)根據(jù)情況產(chǎn)生自交運(yùn)算規(guī)律，切蛋糕這一例子淺顯易懂，學(xué)生通過(guò)聯(lián)想、類比，很容易就掌握了子一代知識(shí)。由此可見(jiàn)，教師運(yùn)用類比推理，聯(lián)系生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，充分掌握生活問(wèn)題與生物知識(shí)之間的相似關(guān)系，從而漸漸掌握生物問(wèn)題解題技巧，最終解決實(shí)際生物問(wèn)題，大大提高教學(xué)有效性，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

3.運(yùn)用類比推理，鼓勵(lì)學(xué)生大大猜想，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力

高中生物教師在運(yùn)用類比推理教學(xué)時(shí)，針對(duì)生物問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想答案，進(jìn)而得出相關(guān)結(jié)論，并進(jìn)行有效驗(yàn)證，其實(shí)這也符合學(xué)生日常生活、學(xué)習(xí)思維模式，并能順應(yīng)高考需求，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。如，非洲大草原上有獅子、鹿、兔子等生物，其中，雌鹿沒(méi)有角、雄鹿有角。一般來(lái)說(shuō)，雌雄鹿除了生殖季節(jié)外，都會(huì)分群活動(dòng)，針對(duì)這種情況，社會(huì)上產(chǎn)生了“鹿角效應(yīng)”，用來(lái)解釋同性聚群現(xiàn)象，具體來(lái)說(shuō)就是形態(tài)一樣的吃草動(dòng)物會(huì)對(duì)捕食者產(chǎn)生迷惑性，從而有效降低被捕風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)此，提出以下幾個(gè)問(wèn)題：第一，非洲大草原上的這些雄鹿和雌鹿是同一種群?jiǎn)?？第二，草、鹿、兔、獅子以及土壤中的微生物一起構(gòu)成了一個(gè)種群？還是群落？還是生態(tài)系統(tǒng)？第三，有人想驗(yàn)證“鹿角效應(yīng)”假設(shè)的科學(xué)性，有學(xué)生用溝、棍棒與項(xiàng)圈開(kāi)展了三個(gè)實(shí)驗(yàn)：A組學(xué)生將兩個(gè)一樣的項(xiàng)圈同時(shí)扔進(jìn)流水中，讓狗去叼回;B組學(xué)生將兩個(gè)相同的棍棒同時(shí)扔進(jìn)流水中，讓狗去叼回;C組學(xué)生同時(shí)扔進(jìn)一個(gè)棍棒和一個(gè)項(xiàng)圈，讓狗去叼回。并記錄每次狗叼回的時(shí)間，如果C組平均時(shí)間（超過(guò)？等于？短于）其余兩組，“鹿角效應(yīng)”成立。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，A、B、C三組扔出棍棒或者項(xiàng)圈的距離應(yīng)該相同還是不同？實(shí)驗(yàn)中的棍棒或項(xiàng)圈應(yīng)相當(dāng)于非洲大草原上的什么？

其中，這個(gè)題目旨在考查學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、群落、種群等知識(shí)的掌握情況，并融合模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)開(kāi)展類比，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析能力有了更高的要求。第三題主要考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力，讓狗叼棍棒、項(xiàng)圈來(lái)類比非洲大草原上活動(dòng)，其中，“狗”指捕食者，“項(xiàng)圈”“棍棒”指雄鹿和雌鹿。用狗單獨(dú)叼兩個(gè)項(xiàng)圈、棍棒來(lái)模擬、類比捕食者捕食雄鹿和雌鹿，狗同時(shí)捕一個(gè)項(xiàng)圈、一個(gè)棍棒，類比捕食者同時(shí)捕雄鹿和雌鹿。狗只有同時(shí)叼項(xiàng)圈和棍棒的時(shí)間比單獨(dú)叼兩個(gè)項(xiàng)圈、兩個(gè)棍棒的時(shí)間短，才能證明非洲草原上的捕食者同時(shí)補(bǔ)雄鹿和雌鹿比單獨(dú)捕其中一種鹿要簡(jiǎn)單、容易。通過(guò)類比推理，引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高中生物知識(shí)復(fù)雜、系統(tǒng)且抽象性強(qiáng)、晦澀難懂。新形勢(shì)下，教師應(yīng)順應(yīng)新課程標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新采用類比推理教學(xué)模式，能夠?qū)⒊橄蟮闹R(shí)直觀、具體的展示在學(xué)生面前，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與熱情的同時(shí)，也有利于學(xué)生深入理解、全面掌握，從而不斷提升高中生物教學(xué)有效性，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展。

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（作者單位：山東省青島西海岸新區(qū)第一高級(jí)中學(xué)）