立足文本 培養學生理性思維

羅玲 杜英英

摘 要：文本是課堂教學的媒介，是培養學生理性思維的有效載體。教師要圍繞文本內容，深入研讀，對文本的素材進行分析、研究、整合，充分挖掘其思維震蕩點，引導學生通過對文本中生物學事實和證據運用分析與綜合、推理與歸納、質疑與反思、模型建構等方法，探討、闡釋生命現象和規律，審視或論證生物學社會議題，從而培養學生的理性思維能力。

關鍵詞：文本；理性思維；模型建構

“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。教學過程中教師應指導學生在學習過程中逐步發展理性思維，如能夠基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，探討、闡釋生命現象和規律，審視或論證生物學社會議題[1]。下面以人教版必修2《遺傳與進化》第4章第2節 “基因對性狀的控制”一節為例，引導學生通過對文本中生物學事實和證據運用分析與綜合、推理與歸納、質疑與反思、建構模型等方法，來培養學生的理性思維。

一、立足文本 培養學生分析與綜合能力

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系起來考查，從整體上去認識和把握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，二者是相互依存、相互滲透甚至是相互轉化的。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。

本節的第一模塊內容是中心法則的提出及其發展。教學時，首先讓學生根據前面學習過的DNA復制、轉錄和翻譯的內容，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，進而流向蛋白質。這就是1957年克里克提出的傳統的中心法則，其實生命的本質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確無誤、順暢及時地進行流動[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？教師把問題拋給學生，激發學生去思考去探究。學生閱讀資料，分析欄目中的資料1：1965年，科學家在RNA病毒里發現了一種RNA復制酶，像DNA復制酶能對DNA進行復制一樣，RNA復制酶能對RNA進行復制。學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。再根據資料分析欄目中的資料2：1970年，科學家在致癌的RNA病毒中發現逆轉錄酶，它能以RNA為模板合成DNA。學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，此過程需要逆轉錄酶，這類生物為逆轉錄病毒。

讓學生嘗試總結歸納歷經考驗后的的中心法則，如圖1[2]100。認識到中心法則是對遺傳信息傳遞過程的概括，其實質上蘊含著核酸和蛋白質這兩類生物大分子之間的相互聯系和相互作用，而其產生和發展則與人類對核酸結構和功能的認識密切相關。

此模塊教學，學生通過閱讀文本，能夠以特定的生物學事實為基礎形成簡單的生物學概念，并用文字或圖示的方式正確表達，進而用其解釋相應的生命現象，完善總結中心法則內容，學生分析與綜合能力得以提升。

二、立足文本 培養學生推理與歸納能力

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、迅速地掌握問題的核心，在最短時間內作出合理正確選擇的能力。歸納是在個別中發現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，從而總結出定律和公式。歸納法的優點在于判明因果聯系，然后以因果規律作為邏輯推理的客觀依據，并且以觀察、試驗和調查為手段，結論一般是可靠的。

教材的第二模塊內容是探討基因、蛋白質與性狀三者之間的關系。通過前面的學習，學生知道基因可以控制蛋白質的合成，那蛋白質與生物性狀有什么關系？基因如何控制生物體的性狀？教師再次把問題拋給學生，引導學生去思考。

教師指導學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的酶，導致某些代謝不能進行，進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，進而控制生物體的性狀。教師再指導學生閱讀文本中囊性纖維病和鐮刀型細胞貧血癥這兩個實例，推斷得出基因異常，其表達的蛋白質結構異常，則蛋白質的功能異常，因此生物體的性狀發生改變，歸納起來就是基因通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀。最后，學生歸納出圖2[2]100。

由此可見，基因控制性狀是通過控制蛋白質的合成來實現的。

上述實例涉及的都是單個基因對生物體性狀的控制，教師進一步設問，基因和性狀之間是簡單的一一對應的關系嗎？激發學生去思考去探索。

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。

根據以上結論，學生歸納總結得到基因與性狀的關系并不都是這種簡單的線性關系。

教師再設問，生物體的性狀是不是都由基因決定的？教師利用教材中“技能訓練” 欄目提供的溫度對果蠅翅形長短的影響，引導學生針對出現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和浸在水中葉的形態不同；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，其中每一個基因對身高都有一定作用，同時身高不完全是由基因決定的，后天的營養和體育鍛煉等也有著重要的作用。學生分析推斷這三個實例，得出結論：生物體的性狀還受環境的影響。至此，教師讓學生歸納得出基因、性狀及環境的關系，如圖3。

教師引導學生聯系前面第1章遺傳因子的發現中學習的表現型、基因型并結合本節知識，認識到表現型是基因型和環境條件共同作用的結果。

本模塊的教學讓學生根據提供的實驗證據，分析思考從材料中找出共性，從而總結出規律，在個別中發現一般，培養了學生的推理與歸納能力。

三、立足文本 培養學生批判性思維能力

批判性思維就是通過一定的標準評價思維，進而改善思維，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、解釋和自我調整等認識技能，也包括好奇、敏銳、求真等思維習慣。

本節課的設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的中心法則，教師設問：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，進而流向蛋白質？是不是所有的生物的遺傳物質是DNA？有些病毒沒有DNA只有RNA，它的遺傳信息是如何傳遞的？當了解逆轉錄病毒能從RNA流向DNA，此過程需要逆轉錄酶，思考是不是只有逆轉錄病毒才攜帶逆轉錄酶？教師補充人教版必修2 《遺傳與進化教師教學用書》提供的資料，在哺乳動物的胚胎細胞和正分裂的淋巴細胞也含有逆轉錄酶。教材“資料分析”欄目中資料3關于瘋牛病（朊病毒）的案例是不是能得到遺傳信息從蛋白質→蛋白質？證實了嗎？要讓學生認識到科學是不斷地發展進步的，要想得到確信無疑的結論，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、鐮刀型細胞貧血癥四個遺傳實例，學生獲得結論是一對基因控制一對相對性狀。教師設問：基因和性狀之間是不是簡單地一一對應的關系呢？激發學生去思考、去尋求證據。當學生獲得基因與性狀的關系并不都是這種簡單的線性關系知識后，教師再次設問，生物體的性狀是不是都由基因決定的？引導學生再去質疑，去求證。學生知道基因、性狀與環境三者之間的關系后，進一步思考除了染色體上有基因存在，基因還存在細胞的什么結構上？由此引出細胞質基因的知識。

通過這一系列層層遞進且有啟發性的問題串，激發學生的好奇心，引導學生不斷地去思考、去質疑、去反思，一步步深入，接近真相，獲取真知，當然學生的批判性思維的能力也得到培養和提升。

四、立足文本 培養學生建構模型的能力

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

生物學課程期待學生主動參與學習過程，在親歷發現問題、獲取信息、尋找證據、檢驗假設和發現規律等過程中習得生物學知識，養成理性思維的習慣，形成積極的科學態度，發展終身學習的能力[3]。 “傳道授業解惑”的模式很難培養具有理性思維的人才。教師要立足文本，對文本的素材進行分析、研究、整合，教學設計要有利于學生理性思維的培養。課堂教學要創設學習的情景，激發學生主動探究知識的產生、形成過程，教學過程中要給學生獨立探究思考的時間和空間，與學生一道從對現象的分析歸納中獲得對事物本質的規律性的認識，這種教學行為必然會對學生的理性思維產生積極的影響。

參考文獻：

[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[J].中學生物教學，2017（6）：62.

[2] 人民教育出版社 課程教材研究所 生物課程教材研究開發中心.生物必修2 遺傳與進化教師教學用書[M]. 北京：人民教育出版社，2007.

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