深度對比，發(fā)展學(xué)生推理思維

摘要 以“染色體變異”教學(xué)為例，談?wù)勅绾我源藶榻虒W(xué)主線，從不角度、不同方式進行深度對比，推理生成概念，發(fā)展學(xué)生推理思維。

關(guān)鍵詞 染色體變異 深度對比 推理思維

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

學(xué)習(xí)的最終目標是以知識為載體，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，形成科學(xué)的思維模式。推理是研究人們思維形式及其規(guī)律和一些簡單邏輯方法的科學(xué)。推理思維關(guān)注學(xué)生思維能力的發(fā)展和提升;深度學(xué)習(xí)強調(diào)和先前知識與經(jīng)驗連接，主動建構(gòu)知識、有效遷移應(yīng)用，解決問題。教師將深度學(xué)習(xí)與推理思維契合研究，運用于日常教學(xué)，將促進學(xué)生對知識的透徹理解、認知同化和有效遷移，發(fā)展學(xué)生高階思維。

下面以高二“染色體變異”教學(xué)為例，談?wù)勅绾位诓煌嵌鹊纳疃葘Ρ龋M行歸納推理，開展思維探究。

1 明晰“比較一歸納一推理”的教學(xué)主線

教學(xué)主線是貫穿教學(xué)首尾的教學(xué)思路和框架，是作為統(tǒng)籌和引領(lǐng)課堂教學(xué)活動有序開展的線索。布魯姆指出，有效的學(xué)習(xí)始于準確地知道達到的目標是什么。教學(xué)主線的設(shè)計是將教學(xué)總體目標、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)生認知規(guī)律等諸多要素進行有機整合。

本節(jié)課的教學(xué)總目標是在突破教學(xué)重難點基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生的思維。結(jié)合本節(jié)課內(nèi)容中基本概念多、易混淆，梳理成“比較一歸納一推理”的教學(xué)主線加圖1所示。

科學(xué)思維是生物學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)容的重要部分。對事物或問題進行比較一歸納一推理，是科學(xué)思維的重要且基本要素。“比較”是基于事物的相關(guān)性與差異性，是通過對兩種相近或是相反事物的對比進行思維，尋找事物的異同及其本質(zhì)與特性;“歸納”是指從許多個別的事物中概括出一般性概念、原則或結(jié)論的思維方法;“推理”是由己知的判斷（前提），推導(dǎo)出一個未知結(jié)論的思維過程。

沿著教學(xué)主線的思維邏輯，教師設(shè)計課堂學(xué)生活動，引導(dǎo)學(xué)生在比較中透視概念，強化概念辨析，歸納推理，在深度學(xué)習(xí)過程中提升學(xué)習(xí)能力。

2 深度對比，推理生成概念，發(fā)展學(xué)生思維

2.1 反向?qū)Ρ龋评聿町?/p>

新授課應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的認知思維規(guī)律，夯實基礎(chǔ)，關(guān)注基本概念的生成。教師可先展示教材的4種結(jié)構(gòu)變異圖，由學(xué)生借助課本圖示，對比分析4種結(jié)構(gòu)變異類型特點，共同歸納出增加、缺失、易位、倒位概念，形成概念的初步認識。之后，在知識的判斷推理運用中進一步加以概念同化。

學(xué)生活動一：判斷圖2中①～⑤屬于哪一種變異類型。

教師引導(dǎo)學(xué)生透過圖像表面，逆向思維，將己變異的圖示結(jié)構(gòu)還原為末變異時的結(jié)構(gòu)圖，分析問題的內(nèi)在本質(zhì)。學(xué)生通過對比，認識到①變異發(fā)生在堿基對，②的基因數(shù)目減少，對③一⑤則先判斷變異之前的兩條染色體是否為同源染色體的交換，再推理出變異類型。通過變異前后圖進行反向?qū)Ρ龋嫦蛲评沓銎洳町愋裕儺愵愋蛣t一目了然。

逆向思維即是反過來思考問題，“反其道而思之”，讓思維向?qū)α⒚娴姆较虬l(fā)展，從問題的相反面深入探索的一種思維方式。逆向思維具有批判性、新穎性，避免思維定勢。事物往往是對立統(tǒng)一的，逆向思維，使問題簡單化、形象化，降低了判斷難度，深化對新概念的認知。

2.2 新舊對比，推理異同

運用“新舊對比”，在前概念基礎(chǔ)上聯(lián)系比較，學(xué)習(xí)新概念，是最常用的學(xué)習(xí)方法。教師指導(dǎo)學(xué)生自主對比分析，學(xué)會思考的方法，形成“比較一歸納一推理”思維習(xí)慣，提高學(xué)習(xí)效率。

學(xué)生活動二：聯(lián)想己學(xué)的基因突變和基因重組知識，基于新舊知識的比較，小組討論，提出對比問題，回答問題。討論前，教師要說明活動意圖，任務(wù)驅(qū)動，指定3個小組各提出一個問題，其余小組思考回答對應(yīng)的問題。

課堂上，教師提示學(xué)生聯(lián)系新舊知識，分析異同，思考從什么角度提出具體的、有價值的對比問題。小組討論熱烈，基于“學(xué)生活動一”的對比推理搭建的思維支架，突破最近發(fā)展區(qū)，提出下列問題：基因突變的增添與染色體變異的增加有什么區(qū)別？基因重組與染色體變異的易位有什么區(qū)別？分別發(fā)生在什么時期？染色體變異與基因突變、基因重組，對生物性狀的影響有什么不同？教師協(xié)調(diào)學(xué)生的問與答。最后，師生共同梳理有關(guān)知識，歸納推理異同點，概括出圖30

學(xué)生閱讀思考，自主提出新舊知識對比問題，借助問題的推理判斷，帶動知識點細化，認知染色體結(jié)構(gòu)變異概念的內(nèi)涵和外延，透視概念本質(zhì)，促進對概念的深入理解。教師借此引導(dǎo)學(xué)生認識“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，結(jié)構(gòu)改變將影響功能改變”這一生物學(xué)科思想。

2.3 圖示對比，推理原因

（1）教師引導(dǎo)學(xué)生推理個別染色體數(shù)目變異的原因。先展示21三體綜合征患者圖片、視頻及其體細胞47條染色體圖（標出21號染色體的三條染色體），提出問題：為什么21三體綜合征患者第21對染色體多了一條？可能是什么配子異常？異常的配子是如何形成的？教師引導(dǎo)學(xué)生借助圖示，進行細胞正常分裂與異常分裂的橫向?qū)Ρ龋瑴p數(shù)第一次分裂與減數(shù)第二次分裂的縱向?qū)Ρ取?/p>

學(xué)生通過對圖4的對比分析，深入理解細胞分裂可能發(fā)生的變化。師生共同歸納推理出導(dǎo)致個別染色體數(shù)目增加的本質(zhì)原因是：減數(shù)第一次分裂后期，個別同源染色體移向同一極;或減數(shù)第二次分裂后期，個別姐妹染色單體移向同一極。

（2）教師引導(dǎo)學(xué)生推理多倍體形成的原因。對于多倍體形成的原因，學(xué)生覺得抽象。對于生物內(nèi)在的生理變化，教師可借助正常有絲分裂與異常有絲分裂的圖示，引導(dǎo)學(xué)生進行對比，圈出有無秋水仙素作用及其影響結(jié)果。直觀的課件圖示使抽象的內(nèi)容一目了然。學(xué)生找出變量并分析變量的影響，推理秋水仙素（或低溫）作用的內(nèi)在原理，推理結(jié)果差異的原因，揭示變異的內(nèi)在本質(zhì)。

2.4 列表對比，推理規(guī)律

二倍體、多倍體和單倍體概念是本節(jié)課的重點內(nèi)容。概念教學(xué)應(yīng)關(guān)注概念的生成和辨析。教師提供生活實例，在事實性知識基礎(chǔ)上，師生共同歸納生成概念。

為了加強對概念的理解，教師要求學(xué)生利用表格進行橫向與縱向?qū)Ρ龋ū?），辨析概念，師生共同歸納出判斷的規(guī)律：若發(fā)育起點是配子，則發(fā)育成單倍體;若發(fā)育起點是受精卵，則看染色體組數(shù)，幾個染色體組就是幾倍體。對于單倍體為什么“一般”不育，教師以雄蜂及四倍體馬鈴薯為例加以對比說明。

對于易混淆的單倍體概念，教師設(shè)問：單倍體一定含有一個染色體組嗎？六倍體的配子發(fā)育來的個體是三倍體嗎？多個染色體組個體一定是多倍體嗎？學(xué)生在列表對比基礎(chǔ)上，輔助問題串，演繹推理，深入學(xué)習(xí)概念的內(nèi)涵和外延。

2.5 模型對比，推理共性

學(xué)生活動三：用圖形表示雄性果蠅分別產(chǎn)生的2種精細胞，并歸納出“染色體組”概念。課堂上每個小組發(fā)兩張A4紙打印的圖5A，兩個空圓圈內(nèi)要求用固體膠粘貼果蠅精原細胞將可能形成的兩個配子染色體。教師提供打印紙打印出的，標上基因的果蠅染色體條，紅色條、藍色條分別表示母方、父方染色體。

為了避免學(xué)生將兩個精原細胞得出的配子都為紅紅或藍藍組合，不能體現(xiàn)非同源染色體自由組合，形成不同配子。教師先在黑板上展示用紅色、藍色同源染色體粘貼出的兩個完整精原細胞，要求學(xué)生基于減數(shù)分裂知識，粘貼精原細胞可能形成的不同配子。領(lǐng)會設(shè)計意圖，任務(wù)指向明確，課堂上，學(xué)生大都能快而有序地粘出兩組共4種不同配子，如圖5B所示。

教師請學(xué)生上臺展示精原細胞形成這些不同配子的過程。學(xué)生說明是同源染色體分開，非同源染色體自由組合形成配子。教師指著其中一個配子圖，提出問題：該配子中還有同源染色體嗎？染色體形態(tài)結(jié)構(gòu)功能相同嗎？有等位基因嗎？精原細胞圖中含有的基因類型，不同配子中都有嗎？說明了什么？學(xué)生通過兩個精原細胞分裂產(chǎn)生兩組配子組合的模型對比，深入理解染色體組概念的不同要素，找出共性，從表面深入本質(zhì)，揭示事物的內(nèi)部規(guī)律，推理歸納出“染色體組”概念。

教學(xué)的目的是為了每一位學(xué)生的發(fā)展。比較思維應(yīng)深入挖掘問題的內(nèi)在本質(zhì)，比較剖析，分析推理，提練歸納，從而使學(xué)生深刻領(lǐng)悟到結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的學(xué)科思想。訓(xùn)練思維從膚淺走向深刻，發(fā)展學(xué)生推理思維能力。

參考文獻：

[1]江釤.基于科學(xué)思維的“染色體變異”的教學(xué)[J].生物學(xué)教學(xué)，2018，43（6）：22-24.

[2]韋紅群.染色體變異及其應(yīng)用（第一課時）的教學(xué)設(shè)計[1].生物學(xué)教學(xué)，2017，42（5）：28-30.