新高考背景下高中生生物學理性思維能力培養的思考

何彬??

摘要：理性思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。新高考背景下，高中老師為了趕進度，不可避免地出現重知識講解，輕學科素養培養的現象。本文結合教學實踐，就新高考背景下生物學核心素養中的理性思維能力的培養做幾點探討，以期對高中生物教學提供參考。

關鍵詞：新高考；理性思維；培養

2014年9月，國務院以國發[2014]35號文件頒布《關于深化考試招生制度改革的實施意見》，最新一輪高考改革啟動，浙江省和上海市2014年啟動高考綜合改革試點，2014年9月18日浙江省高考綜合改革試點方案出臺。該方案指出新高考生物學科選考的考查范圍是必修1、必修2、必修3、選修1、選修3五本教材，首次考試時間可以安排在高二的4月份。和以前理綜高考相比，生物學科的考查內容增多、考試時間提前，但多數學校依然是高二開課，周課時數還是4節。為了應對考試，大家都在拼命趕進度，不可避免地出現重知識講解，輕學科素養培養的現象。本文結合教學實踐，就新高考背景下生物學核心素養中的理性思維能力的培養做幾點探討，以期對高中生物教學提供參考。

一、 生物學核心素養和理性思維的含義

2016年9月公布的“中國學生發展核心素養”中提出要發展學生人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新的6大核心素養。生物學核心素養由生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任四個要素組成。

理性思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。理性思維的類型有：比較與分類、分析與綜合、歸納與演繹、抽象與概括、建立模型、批判性思維，等等。

二、 生物學理性思維的培養

（一） 通過設計問題串來培養學生的批判性思維能力

批判性思維是指具有目的性和反思性的判斷。批判性思維既包括闡釋、分析、推理、評估、解釋和自我調整等認知技能，也包括好奇、敏銳、求真等思維習性。

臺州市2017年2月選考科目教學質量評估生物試題的第33題改編自《促性腺激素釋放激素類似物對耐藥卵巢癌細胞血管形成的抑制作用》這篇論文。試題情景來源自生物科技論文，有效地保證了試題的科學性、權威性、指向性、公平性。從考試結果看，本題難度系數0.42，較好地考查了學生獲取、分析、整合知識的學習能力。我設計了以下問題串來培養學生的批判性思維能力。①胰蛋白酶有什么作用？②實驗時如何添加胰蛋白酶，有什么意義？③何謂前測？前測在實驗設計中有何意義？④甲藥物對細胞數量變化曲線的影響實驗是否需要前測？⑤乙藥物對細胞不同時間生存活力的影響實驗是否需要前測？⑥丙藥物對細胞增殖的影響實驗是否需要前測？⑦丁藥物對小鼠血糖的影響的實驗是否需要前測？⑧你做出判斷的依據是什么？實驗設計中是否需要前測以及何時開展前測你總結出了什么規律？

通過開展討論和對2012年6月浙江高考理綜生物部分實驗題的分析，基本達成了以下共識：①胰蛋白酶的作用是消化組織中的膠原纖維和細胞外的其他成分，獲得單個的成纖維細胞懸浮液，一般的添加時機是培養后，細胞觀察計數之前。②就實驗結果的處理而言，對于縱坐標是絕對數值的實驗，一般不需要前測。③動物生理實驗，最后需要觀測變化量的實驗往往都需要前測，前測應該放在實施自變量之前完成。④對于自身對照實驗需要設計前測。

理性、靈活、開放、求證、正確評價、審慎作出判斷、重新思考并作出調整，是批判性思維的特點。通過對具有探究背景的實驗題講評能幫助學生認識科學、技術和社會發展的緊密聯系，崇尚并形成科學思維習慣，起到培養學生的理性思維的效果。

（二） 通過設計判斷題來培養學生的分析與綜合能力

分析是把研究對象的整體分解為局部或部分，對局部或部分分別進行研究的思維方法。綜合是從整體上去把握和認識研究對象的思維方法。分析是綜合的基礎，綜合是分析的發展，二者相互依存、相互滲透甚至相互轉化。

浙科版生物必修2第3章第1節的噬菌體侵染細菌實驗在《高中生物學業水平考試暨選考科目考試標準》中是 b（理解）要求，但因其可以和遺傳物質的本質、病毒的增殖機制、基因的表達、細菌的培養等考點綜合，一直以來是高中生物學教學中的一個難點，同時也是一個高頻考點，需要學生有較強的分析和綜合能力才能準確作答。對3次選考真題和2017年2、3月份浙江各地模擬題進行分析，該考點的考察情況見表1。

表1噬菌體侵染細菌實驗考點考察情況統計表

考試15年10月16年4月16年10月17年2月臺州17年3月溫州17年3月嘉興17年3月紹興17年3月寧波17年3月四地市

題號22—17181218—1722

分值202222022

教學中，我設計了以下判斷題來訓練學生的分析和綜合能力，突破該考點。①噬菌體的遺傳物質主要是DNA。②肺炎雙球菌的離體轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗都能證明DNA是遺傳物質。③噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。④在噬菌體侵染細菌實驗前，要獲得含有32P 與35S標記的噬菌體。⑤用含32P的普通培養基培養T2噬菌體可以標記噬菌體的DNA。⑥噬菌體侵染細菌實驗中，兩次用到了細菌，一次是為了標記噬菌體，一次是為了感染細菌。⑦噬菌體侵染細菌實驗前，必須清楚噬菌體侵染細菌后引起細菌裂解的時間。⑧噬菌體侵入大腸桿菌后，進行DNA復制和蛋白質合成的原料來自自身攜帶的物質。⑨噬菌體侵染細菌的實驗中，在攪拌器攪拌的目的是為了噬菌體和細菌充分混合。⑩用35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌，若實驗中攪拌不充分，會造成沉淀中有很高的放射性。

通過討論，在分析和綜合的基礎上基本達成了以下共識：①噬菌體是病毒，遺傳物質是DNA，只能營寄生生活，增殖時所需的氨基酸、脫氧核苷酸均由寄主細胞大腸桿菌提供。②需要先對大腸桿菌進行同位素標記，然后讓噬菌體去侵染該細菌才能得到被同位素標記的噬菌體。③噬菌體侵染細菌實驗的時間要控制好，否則會造成比較大的誤差。實驗結束后攪拌、離心要充分，否則也會造成較大的實驗誤差。endprint

（三） 通過設計討論題來培養學生的歸納和演繹能力

人們對事物的認識往往是先從個別開始，后擴展到一般，再從一般進一步認識個別。歸納就是在個別中發現一般的推理形式和思維方式；演繹就是在一般中發現個別的推理形式和思維方式。

高中生物學教材中有很多內容都是科學家在歸納的基礎上進行演繹后得到的，如基因的分離定律、自由組合定律、果蠅眼色基因位于X染色體上、DNA的半保留復制等。在進行分析摩爾根的果蠅伴性遺傳實驗時，我設計了以下問題串供學生課堂討論。①白眼雄果蠅和紅眼雌果蠅的雜交后代（F1）全是紅眼果蠅，說明果蠅眼色的紅眼和白眼這對相對性狀誰為顯性？②F1自由交配產生的F2表現型比是紅眼雌果蠅∶紅眼雄果蠅∶白眼雄果蠅=2∶1∶1，支持你對①問題的判斷嗎？它和我們在前面學習分離定律時的性狀分離比有什么區別？③以小組為單位開展討論解釋這一現象，并用遺傳圖解表示你的解釋過程（相關基因用R、r表示）。④請設計實驗來驗證你的解釋的正確性，并預期實驗結果、得出結論。

通過小組討論，基本達成了以下共識：①果蠅眼色紅眼對白眼為顯性，控制眼色的基因位于X染色體上，Y染色體上沒有相關基因。②如果控制眼色的基因僅位于X染色體上，則F1的紅眼雌果蠅能產生兩種類型的卵細胞，比例為 1∶1。如果讓F1的紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅雜交，雜交后代中不論雌雄果蠅都應該是紅眼∶白眼=1∶1。

上述推理建立在對討論內容歸納基礎上進行演繹的過程，歸納和演繹是兩個方向相反的認識方法，是兩個對立的方面，是既對立又統一的。在一些暫時還不能親歷或直接實驗的情況下，歸納和演繹是一種十分有效的科學論證方法。通過對教材文本中典型的歸納演繹素材的解讀和設計，能起到培養學生的理性思維的效果。

三、 結語

生物學作為科學課程的門類之一，具有注重證據和邏輯的特點。對證據的選擇、分析和判斷是理性思維的結果，邏輯推理既是理性思維的過程，也是理性思維的要求。理性思維能力是生物學核心素養中關鍵能力的直接體現，必然會在新高考中得到充分體現。在教學中要通過創設情景，倡導有高階思維的深度學習來促進學生理性思維能力的養成，以落實“立德樹人”的要求。

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