在“遺傳家系圖”教學中培養學生的批判性思維*

李進學（福建省三明市第二中學 福建三明 365000）

批判性思維是指審慎地運用推理斷定一個斷言是否為真，是指對面臨的斷言進行評估，其主旨是關于思維的思維。它包括批判性思維的習慣和批判性思維的技能，這二者同樣重要［1］。批判性思維是一種個性化思維，它不盲從權威、不迷信書本。

在高中生物學教學中，培養學生的批判性思維是課程改革的要求與體現。筆者以“遺傳家系圖”教學內容為例，論述在高中生物學教學中，如何培養學生的批判性思維。

1 培養批判性思維的可能性和必要性

高中階段，學生思維的獨立性和批判性日益鮮明。他們一般不再輕信結論，喜歡懷疑、爭論和評論，不再片面地肯定或否定一切。該階段正是培養其批判性思維的最佳時期［2］。

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》明確提出，學生應該在學習過程中逐步發展科學思維，能夠基于生物學事實和證據運用批判性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題［3］?？梢?，課程標準對于在高中生物學教學中進行批判性思維的培養，提出了明確的要求。

2 利用“遺傳家系圖”，培養學生的批判性思維

在高中生物學必修2“遺傳與進化”的教學中，可利用遺傳家系圖，訓練學生的科學思維。在各種教輔資料中，學生也能看到多種針對該內容的歸納總結。為此，教師有意識地引導學生不盲從，進行辯證分析，形成自己對遺傳家系圖的判斷思路，從而培養其批判性思維。

依據遺傳家系圖判斷某種遺傳病的遺傳方式，要分析該遺傳病的致病基因在細胞中的位置，以及致病基因的顯、隱性。在高中生物學教學涉及到的遺傳家系圖中，致病基因可能位于性染色體上（X 染色體或Y 染色體，通常僅限位于性染色體的非同源區段上）、常染色體上，致病基因可能為顯性基因、隱性基因。分析判斷流程為：先判斷致病基因是否在Y 染色體上，若排除致病基因在Y 染色體上，則再判斷致病基因的顯、隱性，最后分析判斷致病基因在X 染色體上還是在常染色體上。

2.1 致病基因是否在Y 染色體上的分析判斷依據Y 染色體只存在于男性個體中、女性個體無Y 染色體，學生很容易分析得出，若致病基因在Y染色體上，則在家系圖中患者只有男性個體；若如圖1出現女性患者，則可排除致病基因在Y 染色體上的可能性。因此在很多資料中可找到類似“男患女不患，致病基因在Y 上”的歸納總結。針對此歸納總結，教師呈現圖2和圖3，讓學生就這2 個圖繼續“致病基因是否在Y 染色體上”的話題。學生通過分析、討論后得出，即便如圖2無女性患者，也不滿足致病基因在Y 染色體上，圖3中的致病基因也有可能不在Y 染色體上。進一步引導學生逐漸完善對致病基因在Y 染色體上的遺傳家系圖特點的認識，并對一些資料中的歸納總結有所取舍，或進一步形成自己的歸納總結——“得病患者無女性，患者父、子都有病，推其多數伴Y性”（家系圖中無女性患者，且每個男性患者的父親和所有兒子都患病，則此遺傳病的致病基因多數情況下位于Y 染色體上，但也不能排除致病基因不在Y 染色體上的可能）。

圖1

圖2

圖3

2.2 致病基因顯、隱性的分析判斷 若已排除致病基因在Y 染色體上，接著判斷致病基因的顯、隱性。對于致病基因顯、隱性的分析判斷，結合圖4，一些資料中呈現的歸納總結為“無中生有為隱性，有中生無為顯性”。許多學生只是“海綿式”地吸收了這一結論，并未加予思辨，導致在解題中出現“無中生有為顯性，有中生無為隱性”的反運用。為此，教師可引導學生細致分析圖4中2 個圖的共性，得出更具有概括性的歸納總結——“父母相同生相對，相對性狀為隱性”（父、母親為相同的性狀表現，子代中出現相對性狀的個體，則子代中表現出的相對性狀為隱性性狀），以避免上述因記憶不清而出現的反運用。進一步引導學生反思這一歸納總結，并闡述作出這一歸納總結的理由——性狀是由基因控制的，子代中出現的“相對性狀”由“相對性狀”基因控制，“相對性狀”基因傳自于親代（至少父母之一），親代都表現出由“相同性狀”基因控制的“相同性狀”，親代中至少父母之一同時具有“相對性狀”基因和“相同性狀”基因，該個體即為雜合子，雜合子表現出的性狀即為顯性性狀，故“相同性狀”為顯性性狀、“相對性狀”為隱性性狀。

教師再引導學生分析有無其他判斷致病基因顯、隱性的方法，也許學生會想到孟德爾一對相對性狀的雜交實驗（圖5），并將圖5與圖6進行類比，因2 個圖相似，于是認為據圖6也可確定致病基因為顯性。這時教師要引導學生，再查看孟德爾一對相對性狀的雜交實驗過程，認識到由圖6并不能保證該雙親只生育患病的子代，這是圖5與圖6的關鍵性區別，因此由圖6不能確定致病基因的顯、隱性。

圖4

圖5

圖6

2.3 致病基因位于X 染色體上或常染色體上的分析判斷 按分析判斷流程，之前已排除了致病基因在Y 染色體上的可能，并確定了致病基因為顯性基因或隱性基因，接著進行致病基因位于X染色體上或常染色體上的分析判斷。

圖7

圖8

圖9

圖10

2.3.1 若已判斷致病基因為顯性基因 一些資料中歸納總結，在“子病母必病，父病女必病”的情況下，致病基因位于X 染色體上。教師此時可引導學生分析、審視該提法的依據。因兒子的X染色體一定遺傳自母親，父親的X 染色體一定傳給女兒，又因致病基因為顯性基因，若致病基因位于X 染色體上，則無一例外地出現此必然（圖7）；如有例外，則致病基因位于常染色體上（圖8）。同時，教師應鼓勵學生反問，圖7中致病基因只能位于X 染色體上嗎？ 在此基礎上，可進一步引導學生自己作出更為完善的歸納總結——“顯性查看各男病，母女都病多伴性，非此常染色體病”（若致病基因為顯性基因，檢查家系圖中所有的男性患者，他們的母親和所有女兒全都患病，致病基因多數情況下位于X 染色體上；否則，致病基因位于常染色體上）。

2.3.2 若已判斷致病基因為隱性基因 一些資料中歸納總結，在“女病父必病，母病子必病”的情況下，致病基因位于X 染色體上。教師此時亦可引導學生分析、審視該提法的依據。因女兒一定會從父親遺傳獲得X 染色體，兒子的X 染色體一定遺傳自母親，又因致病基因為隱性基因，若致病基因位于X 染色體上，則無一例外地出現此必然（圖9）； 如有例外，則致病基因位于常染色體上（圖10）。同時，教師應鼓勵學生反問，圖9中致病基因只能位于X 染色體上嗎？ 在此基礎上，可進一步引導學生作出更為完善的歸納總結——“隱性查看各女病，父子都病多伴性，非此常染色體病”（若致病基因為隱性基因，檢查家系圖中所有的女性患者，她們的父親和所有兒子全都患病，致病基因在多數情況下位于X 染色體上； 否則，致病基因位于常染色體上）。

高中階段，學生經常要用到各種教輔材料，這些材料中的歸納總結是在何情境下作出的，此歸納總結的合理之處在哪，有無需修訂、完善之處，這些都需要引導學生養成“淘金式”獲取知識的思維習慣，進行批判思辨而學習。

本文結合高中生物學教學中“遺傳家系圖”，對學生進行批判性思維培養，雖然所能牽涉到的批判性思維技能有限且粗淺，而且核心素養的達成并不是通過某一節課、某一個教學片段的教學可一蹴而就的［4］。但如上文所述，結合實際教學內容，適時地對學生進行浸入式的批判性思維培養，可讓學生形成理性的懷疑和反思的態度，培養其“大膽質疑，謹慎斷言”的品質，逐步養成批判性思維的習慣和批判性思維的技能，從而助力于發展學生的核心素養。