立足文本 培養(yǎng)學(xué)生理性思維

羅玲 杜英英

摘 要：文本是課堂教學(xué)的媒介，是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的有效載體。教師要圍繞文本內(nèi)容，深入研讀，對文本的素材進(jìn)行分析、研究、整合，充分挖掘其思維震蕩點，引導(dǎo)學(xué)生通過對文本中生物學(xué)事實和證據(jù)運用分析與綜合、推理與歸納、質(zhì)疑與反思、模型建構(gòu)等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象和規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會議題，從而培養(yǎng)學(xué)生的理性思維能力。

關(guān)鍵詞：文本；理性思維；模型建構(gòu)

“理性思維”是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力。教學(xué)過程中教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步發(fā)展理性思維，如能夠基于生物學(xué)事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象和規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會議題[1]。下面以人教版必修2《遺傳與進(jìn)化》第4章第2節(jié) “基因?qū)π誀畹目刂啤币还?jié)為例，引導(dǎo)學(xué)生通過對文本中生物學(xué)事實和證據(jù)運用分析與綜合、推理與歸納、質(zhì)疑與反思、建構(gòu)模型等方法，來培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。

一、立足文本 培養(yǎng)學(xué)生分析與綜合能力

分析是把研究對象的整體分解為一個個部分分別加以研究的方法。綜合是指把研究對象的各個部分或各個方面聯(lián)系起來考查，從整體上去認(rèn)識和把握研究對象的思維方法。分析是綜合的基礎(chǔ)，綜合是分析的發(fā)展，二者是相互依存、相互滲透甚至是相互轉(zhuǎn)化的。分析是最基本的思維方法，無論歸納推理還是演繹推理都離不開分析思維。

本節(jié)的第一模塊內(nèi)容是中心法則的提出及其發(fā)展。教學(xué)時，首先讓學(xué)生根據(jù)前面學(xué)習(xí)過的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的內(nèi)容，畫出遺傳信息傳遞過程的流程圖，并描述出遺傳信息的流動過程：遺傳信息可以從DNA流向DNA，也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)。這就是1957年克里克提出的傳統(tǒng)的中心法則，其實生命的本質(zhì)就是遺傳信息的流動，整個生命的核心問題就是如何保證遺傳信息能夠沿著正確的方向準(zhǔn)確無誤、順暢及時地進(jìn)行流動[2]99。

然而，有些生物，某些RNA病毒，它沒有DNA，只有RNA，那這些生物的遺傳信息如何流動？教師把問題拋給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生去思考去探究。學(xué)生閱讀資料，分析欄目中的資料1：1965年，科學(xué)家在RNA病毒里發(fā)現(xiàn)了一種RNA復(fù)制酶，像DNA復(fù)制酶能對DNA進(jìn)行復(fù)制一樣，RNA復(fù)制酶能對RNA進(jìn)行復(fù)制。學(xué)生思考分析并畫出此類生物遺傳信息傳遞過程的流程圖：RNA→RNA。再根據(jù)資料分析欄目中的資料2：1970年，科學(xué)家在致癌的RNA病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。學(xué)生思考分析并畫出這一類生物遺傳信息傳遞過程的流程圖：RNA→DNA，此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶，這類生物為逆轉(zhuǎn)錄病毒。

讓學(xué)生嘗試總結(jié)歸納歷經(jīng)考驗后的的中心法則，如圖1[2]100。認(rèn)識到中心法則是對遺傳信息傳遞過程的概括，其實質(zhì)上蘊含著核酸和蛋白質(zhì)這兩類生物大分子之間的相互聯(lián)系和相互作用，而其產(chǎn)生和發(fā)展則與人類對核酸結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識密切相關(guān)。

此模塊教學(xué)，學(xué)生通過閱讀文本，能夠以特定的生物學(xué)事實為基礎(chǔ)形成簡單的生物學(xué)概念，并用文字或圖示的方式正確表達(dá)，進(jìn)而用其解釋相應(yīng)的生命現(xiàn)象，完善總結(jié)中心法則內(nèi)容，學(xué)生分析與綜合能力得以提升。

二、立足文本 培養(yǎng)學(xué)生推理與歸納能力

推理，邏輯思維的基本形式之一，是由一個或幾個已知的判斷（前提）推出新判斷（結(jié)論）的過程，有直接推理、間接推理等。推理能力是一種以敏銳的思考分析、快捷的反應(yīng)、迅速地掌握問題的核心，在最短時間內(nèi)作出合理正確選擇的能力。歸納是在個別中發(fā)現(xiàn)一般的推理形式和思維方式。歸納法從材料中找出普遍性或共性，從而總結(jié)出定律和公式。歸納法的優(yōu)點在于判明因果聯(lián)系，然后以因果規(guī)律作為邏輯推理的客觀依據(jù)，并且以觀察、試驗和調(diào)查為手段，結(jié)論一般是可靠的。

教材的第二模塊內(nèi)容是探討基因、蛋白質(zhì)與性狀三者之間的關(guān)系。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生知道基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，那蛋白質(zhì)與生物性狀有什么關(guān)系？基因如何控制生物體的性狀？教師再次把問題拋給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生去思考。

教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀文本中的豌豆圓粒、皺粒和人的白化病兩個實例，思考推斷出基因如果異常，則異常基因不能合成相應(yīng)的酶，導(dǎo)致某些代謝不能進(jìn)行，進(jìn)而影響生物體的性狀，歸納起來就是基因通過控制酶的合成來控制代謝的過程，進(jìn)而控制生物體的性狀。教師再指導(dǎo)學(xué)生閱讀文本中囊性纖維病和鐮刀型細(xì)胞貧血癥這兩個實例，推斷得出基因異常，其表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，則蛋白質(zhì)的功能異常，因此生物體的性狀發(fā)生改變，歸納起來就是基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。最后，學(xué)生歸納出圖2[2]100。

由此可見，基因控制性狀是通過控制蛋白質(zhì)的合成來實現(xiàn)的。

上述實例涉及的都是單個基因?qū)ι矬w性狀的控制，教師進(jìn)一步設(shè)問，基因和性狀之間是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系嗎？激發(fā)學(xué)生去思考去探索。

教師提供蘇教版教材這部分的實例：玉米葉綠素的形成至少涉及50多個基因；決定豌豆開紫花的基因也決定種皮的灰色。學(xué)生思考分析推理得出：生物體的很多性狀都是由多個基因共同決定的，一個基因可能影響多個性狀。

根據(jù)以上結(jié)論，學(xué)生歸納總結(jié)得到基因與性狀的關(guān)系并不都是這種簡單的線性關(guān)系。

教師再設(shè)問，生物體的性狀是不是都由基因決定的？教師利用教材中“技能訓(xùn)練” 欄目提供的溫度對果蠅翅形長短的影響，引導(dǎo)學(xué)生針對出現(xiàn)殘翅果蠅的原因提出假說、做出解釋、查找資料、驗證假說，并結(jié)合文本中另外兩個實例：一是“問題探討”欄目提供同一株水毛茛空氣中葉的形態(tài)和浸在水中葉的形態(tài)不同；二是教材文本中提供的實例，人的身高就可能是由多個基因決定的，其中每一個基因?qū)ι砀叨加幸欢ㄗ饔?，同時身高不完全是由基因決定的，后天的營養(yǎng)和體育鍛煉等也有著重要的作用。學(xué)生分析推斷這三個實例，得出結(jié)論：生物體的性狀還受環(huán)境的影響。至此，教師讓學(xué)生歸納得出基因、性狀及環(huán)境的關(guān)系，如圖3。

教師引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系前面第1章遺傳因子的發(fā)現(xiàn)中學(xué)習(xí)的表現(xiàn)型、基因型并結(jié)合本節(jié)知識，認(rèn)識到表現(xiàn)型是基因型和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。

本模塊的教學(xué)讓學(xué)生根據(jù)提供的實驗證據(jù)，分析思考從材料中找出共性，從而總結(jié)出規(guī)律，在個別中發(fā)現(xiàn)一般，培養(yǎng)了學(xué)生的推理與歸納能力。

三、立足文本 培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力

批判性思維就是通過一定的標(biāo)準(zhǔn)評價思維，進(jìn)而改善思維，是合理的、反思性的思維，具有目的性和反思性判斷，既包括闡釋、分析、推理、評估、解釋和自我調(diào)整等認(rèn)識技能，也包括好奇、敏銳、求真等思維習(xí)慣。

本節(jié)課的設(shè)計中自始至終一直貫穿反思性的思考，從1957年克里克提出的傳統(tǒng)的中心法則，教師設(shè)問：是不是所有生物的遺傳信息都是從DNA流向DNA，是否也可以從DNA流向RNA，進(jìn)而流向蛋白質(zhì)？是不是所有的生物的遺傳物質(zhì)是DNA？有些病毒沒有DNA只有RNA，它的遺傳信息是如何傳遞的？當(dāng)了解逆轉(zhuǎn)錄病毒能從RNA流向DNA，此過程需要逆轉(zhuǎn)錄酶，思考是不是只有逆轉(zhuǎn)錄病毒才攜帶逆轉(zhuǎn)錄酶？教師補(bǔ)充人教版必修2 《遺傳與進(jìn)化教師教學(xué)用書》提供的資料，在哺乳動物的胚胎細(xì)胞和正分裂的淋巴細(xì)胞也含有逆轉(zhuǎn)錄酶。教材“資料分析”欄目中資料3關(guān)于瘋牛病（朊病毒）的案例是不是能得到遺傳信息從蛋白質(zhì)→蛋白質(zhì)？證實了嗎？要讓學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)是不斷地發(fā)展進(jìn)步的，要想得到確信無疑的結(jié)論，還需實驗去證實。

文本的第二模塊，從豌豆圓粒和皺粒、人的白化病、囊性纖維病、鐮刀型細(xì)胞貧血癥四個遺傳實例，學(xué)生獲得結(jié)論是一對基因控制一對相對性狀。教師設(shè)問：基因和性狀之間是不是簡單地一一對應(yīng)的關(guān)系呢？激發(fā)學(xué)生去思考、去尋求證據(jù)。當(dāng)學(xué)生獲得基因與性狀的關(guān)系并不都是這種簡單的線性關(guān)系知識后，教師再次設(shè)問，生物體的性狀是不是都由基因決定的？引導(dǎo)學(xué)生再去質(zhì)疑，去求證。學(xué)生知道基因、性狀與環(huán)境三者之間的關(guān)系后，進(jìn)一步思考除了染色體上有基因存在，基因還存在細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)上？由此引出細(xì)胞質(zhì)基因的知識。

通過這一系列層層遞進(jìn)且有啟發(fā)性的問題串，激發(fā)學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生不斷地去思考、去質(zhì)疑、去反思，一步步深入，接近真相，獲取真知，當(dāng)然學(xué)生的批判性思維的能力也得到培養(yǎng)和提升。

四、立足文本 培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)模型的能力

模型與建模能力是提高學(xué)生理性思維的一個重要方面，建模能力被認(rèn)為是學(xué)生將來從事科學(xué)研究的必備能力。本節(jié)的第一模塊首先引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)傳統(tǒng)中心法則流程圖，然后是完善后的中心法則的流程圖（見圖1）。本節(jié)的第二模塊，首先構(gòu)建基因、蛋白質(zhì)、性狀三者之間關(guān)系的概念圖（見圖2），然后是在此基礎(chǔ)上構(gòu)建基因、蛋白質(zhì)、性狀與環(huán)境之間的概念圖（見圖3）。通過引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建概念模型，有利于培養(yǎng)學(xué)生透過事物現(xiàn)象揭示其本質(zhì)特性的洞察力以及簡約嚴(yán)密的思維品質(zhì)，體驗由具體到抽象的思維模式轉(zhuǎn)化。建構(gòu)概念模型還可以使學(xué)生深入理解基礎(chǔ)知識，辨析知識點之間的聯(lián)系與區(qū)別，使知識結(jié)構(gòu)化，同時有利于培養(yǎng)學(xué)生的歸納、概括和語言表述能力。

生物學(xué)課程期待學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，在親歷發(fā)現(xiàn)問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗假設(shè)和發(fā)現(xiàn)規(guī)律等過程中習(xí)得生物學(xué)知識，養(yǎng)成理性思維的習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)的能力[3]。 “傳道授業(yè)解惑”的模式很難培養(yǎng)具有理性思維的人才。教師要立足文本，對文本的素材進(jìn)行分析、研究、整合，教學(xué)設(shè)計要有利于學(xué)生理性思維的培養(yǎng)。課堂教學(xué)要創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)的情景，激發(fā)學(xué)生主動探究知識的產(chǎn)生、形成過程，教學(xué)過程中要給學(xué)生獨立探究思考的時間和空間，與學(xué)生一道從對現(xiàn)象的分析歸納中獲得對事物本質(zhì)的規(guī)律性的認(rèn)識，這種教學(xué)行為必然會對學(xué)生的理性思維產(chǎn)生積極的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]李明海，王立乾.從一道高考遺傳題看理性思維的考查與培養(yǎng)[J].中學(xué)生物教學(xué)，2017（6）：62.

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[3]徐婷.問題串在培養(yǎng)學(xué)生理性思維核心素養(yǎng)中的運用[J].生物學(xué)教學(xué)，2017（6）：36.