運用邏輯思維突破高中生物教學重難點

鄺玉環 （廣東省開平市開僑中學 廣東開平 529300）

高中生物學是研究生物的結構、功能、發生和發展的規律，以及生物與周圍環境關系等的科學，是自然科學的一個門類。作為一門理科，高中生物學涉及的內容相對抽象，且對學生的認知能力要求較高，如細胞、物質與能量、遺傳與進化等，單靠死記硬背或簡單的機械記憶是難以掌握的。

從心理成長的進程看，高中生的身心漸趨成熟，其思維開始偏重理性思維，開始喜歡思考事物現象背后的本質和規律。科學思維需要邏輯保證。邏輯可以幫助學生正確地運用科學思維去探求知識、成功交際和論證辯謬，是科學思維的基礎與界限。高中一年級到二年級是邏輯抽象思維的發展趨于“初步定型”或成熟的時期。教師積極調動高中生的邏輯思維，有利于學生掌握生物學領域的核心概念，有利于解決教學中的一些重難點問題。

1 運用邏輯思維突破“有絲分裂過程”的教學重難點

真核細胞有絲分裂過程是人教版高中生物《必修1·細胞增殖》一節的教學重難點。該過程被人為地劃分為間期、前期、中期、后期和末期。其中有絲分裂各個時期染色體行為和數目的變化是教學難點之一。傳統教學過程中，教師展示各個時期的圖片，引導學生分析圖片特征，要求學生理解、記憶，并盡可能準確地表述圖片特征。由于該過程涉及的概念多，抽象難懂，學生短時間內很難完全掌握，而且記憶量越大，遺忘量也相對越大。

因果邏輯指符合因果關系的邏輯，可以用于解釋一個事物，探究某一事物的來源、發展和事物的最終走向等。筆者根據因果邏輯，設計系列問題引導學生思考：親本細胞的染色體經細胞分裂后要分到兩個子細胞中去，可以不復制嗎？為什么？染色體復制后，如何分成兩套相同的染色體以保證子細胞遺傳性狀相同？為了保證移向細胞兩極的兩套染色體相同，在此之前染色體應有什么行為特征？心理學家認為，在一般情況下，人們都不愿意接受較難的要求，因為費時費力又難以成功；相反，人們卻樂于接受較小的、較易完成的要求，在實現了較小的要求后，人們才慢慢地接受較大的要求。這就是“登門坎效應”。只有當學生樂意接受有絲分裂中的一些因果邏輯關系后，才會有更高的熱情去理解和記憶各個圖像特征。

2 運用邏輯思維突破“減數分裂過程”的教學重難點

減數分裂是人教版高中生物必修2“減數分裂和受精作用”一節中的教學重難點，它與學生之前學習過的有絲分裂過程有著“藕斷絲連”的關系。如何讓學生掌握減數分裂過程又不與有絲分裂相混淆？

傳統教學過程中，教師往往會把減數分裂各個時期的圖展示出來，然后師生共同分析各個圖中染色體的行為變化。但是，這樣會使學生繪圖中出現圖像顛倒或與有絲分裂圖像相混淆的現象。常見的邏輯關系有并列關系、因果關系和層遞關系等。筆者以果蠅的配子和體細胞染色體對比圖作為引入，設計層遞邏輯關系的問題串：①圖中體細胞染色體數是多少？配子的是多少？②配子中的染色體數目減少一半，是隨意減半嗎？有何特點？③什么是同源染色體？同源染色體彼此間分開之前應有什么行為特征？④以下是同源染色體位于細胞中央的幾種情況圖（圖1），若要保證同源染色體彼此分開？最可能是哪一種？為什么？⑤在此圖之前，同源染色體還應有什么行為？⑤聯會的意義是什么？在學生深刻理解和接受了減數分裂過程中染色體行為變化后，筆者布置任務讓學生繪畫減數分裂過程圖。結果，筆者驚喜發現，學生的錯誤率較往年大為減少，平行班學生的正確率與傳統教學的重點班學生的正確率相當甚至更高。

圖1 減數分裂過程的部分示意圖

高中生物知識雖然整體上主干清晰，但具體到知識點上卻細碎繁多，需要逐個記憶。教師若能在知識點之間建立邏輯關系，學生理解和記憶知識的效率則大大提高。邏輯思維有助于學生正確認識客觀事物，有利于發現和糾正謬誤，幫助其更好地去學習。

3 運用邏輯思維突破“對分離現象的解釋”的教學重難點

“對分離現象的解釋”是人教版高中生物必修2“孟德爾的豌豆雜交實驗（一）”中的教學重難點之一。其假說內容主要分為四點：生物的性狀是由遺傳因子決定的；體細胞中的遺傳因子是成對存在的；生物體在形成生殖細胞——配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子中；受精時，雌雄配子結合是隨機的。傳統教學中，教師常引導學生按順序運用這四點內容來解釋實驗現象。

可問題是：為什么孟德爾一開始就能提出“體細胞中的遺傳因子是成對存在的”這個假說，并把親本的基因型表示為是DD和dd，然后它們雜交產生的后代表示為Dd？其依據是什么？帶著這個問題，筆者嘗試尋找孟德爾當年發表的關于分離定律的論文。結果發現，在他的論文譯文中，內容的主線是“試驗植物的選擇→試驗的分組和布置→F1雜種的類型→F2由雜種所產生的第一代→F3由雜種所產生的第二代→由雜種所產生的以后世代→同時具有幾個區分性狀的雜種的后代→雜種的生殖細胞→用其他種植物雜種的試驗→結語”。其分析和解釋主要是圍繞雜種及其后代而展開。根據“雜種的后代在每一代中以2∶1∶1的比例分離為雜種和穩定的類型”，孟德爾是設以A代表顯性的性狀，a代表隱性的，并且以Aa代表二者相結合的雜種類型。其后在分析“雜種的生殖細胞”時，提到“在雜種的后代中出現有穩定的類型，穩定的后代只是在卵細胞和授精的花粉是屬于同樣性質的時候才得以形成，就像在純種正常受精的情形下一樣……”由此可見，孟德爾是通過分析雜種的生殖細胞后才提出純種的基因組成的。

邏輯順序，即按照事物或事理的內部聯系及人們認識事物的過程來安排說明順序。在教學過程中，筆者根據邏輯順序先引導學生根據F2性狀推理出F1的基因組成，然后以F1為核心和出發點去推理親代和F2的基因型。驗證假說的準確性，實際上是驗證F1的基因組成是否成立，由此再引出測交等實驗方案。

4 結束語

邏輯正確，學生的智商就可以得到發展。而現在的教育，大多不要求有邏輯，只要照著書本背，照著書本寫，就會給高分。因此，在高考命題中，應增加邏輯思維能力考核的權重，使之成為高考改革的側重點。培養創新型人才需要“活的知識”，需要有較強的邏輯思維能力。在高考中突出考核學生的思維能力，可促進創新型人才的培養。