高三遺傳專題一輪復(fù)習(xí)中科學(xué)思維的培養(yǎng)
——以微專題“遺傳題解析中的逆向推理”為例

田瑞娟 王京良

(湖北省武漢市第六中學(xué) 430016)

向德平

(湖北省武漢市江岸區(qū)中學(xué)教研室 430016)

演繹和推理是科學(xué)思維的一種類型，其中逆向推理能力的考查在近幾年高考全國新課標(biāo)卷“遺傳與進(jìn)化”專題中體現(xiàn)得非常明顯(表1)。在遺傳專題的一輪復(fù)習(xí)中可以充分利用近年高考題中的逆向推理題，通過微專題的形式以訓(xùn)練和強(qiáng)化學(xué)生的邏輯推理能力。

表1 近4年新課標(biāo)卷遺傳“逆向推理”題考查情況

1 教學(xué)過程

1.1 體會(huì)何為“逆向推理”題 逆向推理又稱目標(biāo)驅(qū)動(dòng)推理，它的推理方式與正向推理正好相反，是由已知的結(jié)果出發(fā)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)找到驗(yàn)證其結(jié)論正確性的原因。進(jìn)行逆向推理時(shí)的思維方式即逆向思維。在教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生往往正向思維較為活躍，而逆向思維相對薄弱，久而久之形成思維定勢，常常阻礙學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新潛能的發(fā)揮，不利于學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與提高[1, 2]。在進(jìn)行遺傳專題復(fù)習(xí)時(shí)，可以充分利用新課標(biāo)卷的遺傳題作為良好素材。借助于典型高考題之間的比較分析，使學(xué)生可以很好地理解“逆向推理”題的特點(diǎn)。

例如，同時(shí)將以下兩道例題展示給學(xué)生，學(xué)生通過對比分析很容易發(fā)現(xiàn)2013年海南卷的題目類型為： 已知某個(gè)條件求其結(jié)果，為常規(guī)考查形式；而2014年新課標(biāo) Ⅰ 卷的題目是將常規(guī)題中的“結(jié)果”作為“條件”，之后分析形成這種結(jié)果的“原因”，即為逆向推理題。

例1.(2013年海南卷16題)人類有多種血型系統(tǒng)，MN血型和Rh血型是其中的兩種。MN血型由常染色體上的1對等位基因M、N控制，M血型的基因型為MM， N血型的基因型為NN， MN血型的基因型為MN； Rh血型由常染色體上的另l對等位基因R和r控制，RR和Rr表現(xiàn)為Rh陽性，rr表現(xiàn)為Rh陰性，這兩對等位基因自由組合。若某對夫婦中，丈夫和妻子的血型均為MN型-Rh陽性，且已生出1個(gè)血型為MN型-Rh陰性的兒子，則再生1個(gè)血型為MN型-Rh陽性女兒的概率是( )

A.3/8 B.3/16 C.1/8 D.1/16

例2.(2014年新課標(biāo)Ⅰ卷5題)下圖為某種單基因常染色體隱性遺傳病的系譜圖(深色代表的個(gè)體是該遺傳病患者，其余為表現(xiàn)型正常個(gè)體)。近親結(jié)婚時(shí)該遺傳病發(fā)病率較高，假定圖中第Ⅳ代的兩個(gè)個(gè)體婚配生出一個(gè)患該遺傳病子代的概率是1/48，那么，得出此概率值需要的限定條件是( )

A.Ⅰ2和Ⅰ4必須是純合子

B.Ⅱ1、Ⅲ1和Ⅲ4必須是純合子

C.Ⅱ2、Ⅱ3、Ⅲ2和Ⅲ3必須是雜合子

D.Ⅱ4、Ⅱ5、Ⅳ1和Ⅳ2必須是雜合子

1.2 如何解析“逆向推理”題 以2016年新課標(biāo)Ⅰ卷32題為例： 已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關(guān)系和該等位基因所在的染色體是未知的。同學(xué)甲用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體： ♀黃體： ♂灰體： ♂黃體為1∶1∶1∶1。同學(xué)乙用兩種不同的雜交實(shí)驗(yàn)都證實(shí)了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性。請根據(jù)上述結(jié)果，回答下列問題： (1)僅根據(jù)同學(xué)甲的實(shí)驗(yàn)，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現(xiàn)為隱性？

通常這類題目常規(guī)的問法是： 給出實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明某對等位基因位于常染色體或X染色體上；而2016年新課標(biāo)卷中的這道題目則是給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，問該結(jié)果能否證明該對等位基因位于X染色體上。此時(shí)，學(xué)生要破除思維定勢，理清思路，可以借鑒數(shù)學(xué)解題中的“反證法”，無需直接證明該對等位基因是否位于X染色體，而只需證明若該對等位基因位于常染色體，仍可以得出此題已經(jīng)給出的結(jié)果，則得出該結(jié)果不能證明控制黃體的基因位于X染色體上。根據(jù)上述解題思路，引導(dǎo)學(xué)生在解題時(shí)可以先假設(shè)“該等位基因位于常染色體上”，再根據(jù)該假設(shè)和相關(guān)遺傳學(xué)規(guī)律，寫出簡單的遺傳圖解，進(jìn)行簡單推理即可得出推論并作答。最后可以概括出解該類型題的一般思路： ①已知結(jié)果作條件；②為尋原因作假設(shè)；③根據(jù)規(guī)律行推理；④依據(jù)推理巧作答。

從以上的分析中不難看出，此題的解題過程正是對“假說—演繹”法的應(yīng)用，同時(shí)還涉及孟德爾雜交實(shí)驗(yàn)中測交實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，通過對該題的分析也加深了學(xué)生對測交實(shí)驗(yàn)原理的理解，明確了僅通過測交實(shí)驗(yàn)是無法實(shí)現(xiàn)基因在染色體上的定位。這種考查形式很好地檢驗(yàn)了學(xué)生對教材已有知識(shí)的靈活掌握和遷移應(yīng)用。當(dāng)然，此時(shí)還需要再進(jìn)一步通過一些典型高考例題進(jìn)行分析，例如，2016年新課標(biāo)Ⅱ卷6題、2015新課標(biāo)Ⅰ卷32題、2015年新課標(biāo)卷Ⅱ卷32題等，以加深學(xué)生對逆向推理題考查形式的認(rèn)識(shí)和強(qiáng)化科學(xué)思維中邏輯推理能力的訓(xùn)練。

2 教學(xué)反思

科學(xué)思維的培養(yǎng)應(yīng)該貫穿生物課堂教學(xué)的始終，尤其是在一輪復(fù)習(xí)中，此時(shí)學(xué)生通過新課的學(xué)習(xí)已經(jīng)基本掌握了生物學(xué)知識(shí)，有利于進(jìn)行思維能力的進(jìn)一步提升。因此，可以采取微專題的形式，利用經(jīng)典高考題作為例題進(jìn)行科學(xué)思維的訓(xùn)練，進(jìn)一步強(qiáng)化和培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。

微專題不同于傳統(tǒng)的大專題，它是以某一核心概念、學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)的“困難點(diǎn)”等為具體切入點(diǎn)進(jìn)行知識(shí)的復(fù)習(xí)和整合，這樣可以幫助學(xué)生進(jìn)一步突破重難點(diǎn)，有利于建立知識(shí)之間的聯(lián)系，更好地構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，以解決大專題復(fù)習(xí)時(shí)的知識(shí)盲點(diǎn)[3]。尤其遺傳專題是一個(gè)知識(shí)范圍較大、聯(lián)系較廣的專題，如果僅僅是以傳統(tǒng)大專題的形式進(jìn)行復(fù)習(xí)，學(xué)生可能在遇到具體問題時(shí)仍然會(huì)感覺無從下手。這時(shí)就可以借助針對逆向推理題訓(xùn)練等內(nèi)容的微專題穿插在大專題復(fù)習(xí)中進(jìn)行，既可以消除學(xué)生的畏懼心理，又加強(qiáng)了科學(xué)思維的訓(xùn)練，對整體復(fù)習(xí)起到了良好的補(bǔ)充和輔助作用。

(基金項(xiàng)目：武漢市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃首批立項(xiàng)課題“普通高中教育國際化人才培養(yǎng)的實(shí)踐研究”,No.2016C001；武漢市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2016年度第三批教師個(gè)人課題“模型構(gòu)建在生物翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用研究”)