論假說演繹推理在高中生物教學中的妙用

韓公漢

摘要：在高中生物教學的過程中利用假說演繹推理法來進行教學實踐有利于解決生物教學過程中的一些難點，例如DNA半保留復制就是高中生物教學中的一個難點，因為它屬于分子水平時間，是一個比較抽象的生物知識，因此學生在剛開始學習的時候就會比較困難。

關鍵詞：假說演繹推理；高中生物；DNA半保留復制

從實際上來說，假說演繹推理法其實就是讓學生通過觀察和分析來對相關的內容提出問題，通過自己的想象與推理來得出一個解決問題的假設方法，然后根據得到的假設方法在進行推理，并且通過實際的試驗來檢驗這個假設方法。如果實驗的結果與預期的結論是一致的，那么說明這個假設方法是正確的，反之則是錯誤的。

在自然科學研究中，假說演繹推理法是非常重要的一種研究手段，而卻著名的孟菲爾遺傳定律就是通過這個方法來發明的。在學習DNA的半保留復制時如果老師在上課的時候就直接給學生講關于它的特點，雖然學生能夠快速地掌握結論，但實際上是一個非常被動的學習過程，而且在這個過程中也體會不到自己動手進行科學研究的樂趣。而根據新課標的要求，學生在學習這個知識點的時候要將假說演繹推理法進行領悟并且應用，因此這篇文章就根據新課標的要求將DNA的半保留復制這個知識點的教學進行了論述。

一、教學的目的與片段

1.教學的目的

在講授這個知識點的時候要設計相應的場景讓學生能夠積極參與到科學發現的過程中，讓學生的生物科學素養精神得到提高。

2.教學片段

在利用假說演繹推理教學過程中，第一部分就是推測DNA分子的復制，老師可以讓學生先自己思考一下DNA分子進行復制時可能使用什么樣的形式。學生通過思考與討論以后會將分子的復制分為三種形式，分別為彌散復制、半保留復制和全保留復制。那么下一步就是讓學生進行實驗，來證明分析復制的形式到底是哪一種。學生會自行進行試驗，利用同位素示蹤技術來標記DNA分子的親代與子代，然后利用離心法將兩種不同的DNA進行區分。

接下來讓學生思考，如果DNA分子的復制是使用半保留復制的形式結果會是什么樣的。學生在這個環節會通過推理的方法來進行，假設DNA分子復制的形式是半保留式，那么在進行離心法區分分子的時候子一代應該在試管中心的位置，而子二代在試管一半而且也是居中的位置。如果假設是全保留復制的話DNA在試管中子一代則分為兩個部分，一部分的位置應該比較靠近上部，而另一部分則比較靠近試管的下部，子二代的四分之一在上部，剩下的在下部。

那么接下來就讓學生利用圖解的方式來將子一代和子二代分布的情況進行表述，學生講DNA分子的分布情況進行推算，得出半保留復制是形勢下DNA分子中子一代有中帶，有兩個DNA全是輕帶，如果是全保留復制則子一代中兩條全是重帶，子二代中也有兩條鏈全是輕帶。因此得出半保留復制式在試管中會有三條帶出現，而全保留復制式在試管中則有兩條帶，而且這只是推測。

下一步就是進行試驗，證明在試管中出現三條帶的是半保留復制的方式，也就是說明親代的兩條鏈的跟隨DNA的分子中含有親代的鏈。用這種方法讓學生進行思考和學習不僅能將教學難點解決，而且讓學生自己動手動腦得出DNA分子復制時使用的方式，將學生對于科學的興趣進行了很大程度的提升，也充分感受到了進行生物科學探究的魅力。

二、教學討論

目前我國進行學生教學的步驟一般都是：觀察（試驗）→發現問題→進行假設→試驗→分析結果，然后根據試驗的結果來與預期的假設是否一致，如果一直則表明假設正確，如果實驗結果與假設不一樣則修改假設并且重新進行實驗。假設結果是設計實驗的原理，假設的結果并不是是通過演繹假設的試驗來的出的，而實驗的結果也不能證明假說，只能說利用假說來判斷實驗結果。

其實在上文中提出和證明的DNA復制方法就是非常典型的假說演繹。在一個蛋白質的空間里呈現出的是一個螺旋型的內部，而克里克和沃森就根據這個現象受到了啟發，他們推向DNA的結構也許和蛋白質的空間結構是一樣的，同樣是螺旋形。然后他們兩個將原來的DNA模型進行了修改，并且與DNA分析的X射線照進行了細致的研究與對比，最終證明他們的推理是正確的。

他們在一篇非常注明的DNA分子相關論文中寫到，他們將堿基特異性配對的假說提出以后有理科提出了遺傳物質進行復制時候能夠使用另一種方式的假說。而他們在隨后發表的另外一篇論文中有寫到，又提出遺傳物質能夠進行自我復制的假說，在DNA分子進行復制的時候會將雙螺旋解開，將雙螺旋分解為兩條單鏈來進行復制，根據堿基互補的特性形成一個新鏈，而且在復制好的新的DNA分子中又都保留了原來DNA分子中的一條舊鏈，而這種DNA分子進行復制的方式就叫做半保留復制。在1958年，一位科學家利用同位素標記法試驗大腸桿菌，最終的試驗與他預期的假說演繹推理是保持一致的，因此最終證明DNA分子進行復制的方式是利用半保留方式進行的。

三、案例分析

在運用假說演繹推理方法教學的過程中，有許多實用和經典的案例。如人教版生物必修一第五章中，通過討論酶的催化作用來進行選擇，老師給出信息，讓學生自由地假設酶的催化作用對生命活動的正常進行有無至關重要的作用。在這個案例中，百分之四十的學生認為有一定的作用，沒有至關重要的作用，百分之六十的學生認為有至關重要的作用。

而老師沒有直接給出答案，而是給出一個案例，當人體高燒的情況下，內環境將會失衡，也就是酶的活性被大大降低，引導學生思考——人體能否在持續高燒的情況下正常生活，答案自然是否定的。通過這個推理，推翻了酶對生命活動的進行沒有至關重要的作用這一假設，讓學生清晰地知道酶的重要意義，這個案例也讓學生印象深刻，學會舉一反三，達到有效的教學目的。

結束語：在高中生物教學中假說演繹推理是一種重要的學習方法，它能夠利用所學的知識內容將學生對于假說演繹法的理解更加深入，并且學生對于它的認識會更加深刻。因此老師不能講科學方法放置在知識內容之上，不能認為這只有科學家能夠做到，隨著新課改的提出，老師應該在實際的教學過程中將這種研究方法進行運用。

參考文獻：

[1]閆桂琴.遺傳學[J].北京科學出版社，2016（08）.

（作者單位：四川省成都市實驗外國語學校610031）endprint