深度對比，發展學生推理思維

摘要 以“染色體變異”教學為例，談談如何以此為教學主線，從不角度、不同方式進行深度對比，推理生成概念，發展學生推理思維。

關鍵詞 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

學習的最終目標是以知識為載體，培養學生的思維能力，形成科學的思維模式。推理是研究人們思維形式及其規律和一些簡單邏輯方法的科學。推理思維關注學生思維能力的發展和提升;深度學習強調和先前知識與經驗連接，主動建構知識、有效遷移應用，解決問題。教師將深度學習與推理思維契合研究，運用于日常教學，將促進學生對知識的透徹理解、認知同化和有效遷移，發展學生高階思維。

下面以高二“染色體變異”教學為例，談談如何基于不同角度的深度對比，進行歸納推理，開展思維探究。

1 明晰“比較一歸納一推理”的教學主線

教學主線是貫穿教學首尾的教學思路和框架，是作為統籌和引領課堂教學活動有序開展的線索。布魯姆指出，有效的學習始于準確地知道達到的目標是什么。教學主線的設計是將教學總體目標、教學內容及學生認知規律等諸多要素進行有機整合。

本節課的教學總目標是在突破教學重難點基礎上發展學生的思維。結合本節課內容中基本概念多、易混淆，梳理成“比較一歸納一推理”的教學主線加圖1所示。

科學思維是生物學核心素養內容的重要部分。對事物或問題進行比較一歸納一推理，是科學思維的重要且基本要素。“比較”是基于事物的相關性與差異性，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、原則或結論的思維方法;“推理”是由己知的判斷（前提），推導出一個未知結論的思維過程。

沿著教學主線的思維邏輯，教師設計課堂學生活動，引導學生在比較中透視概念，強化概念辨析，歸納推理，在深度學習過程中提升學習能力。

2 深度對比，推理生成概念，發展學生思維

2.1 反向對比，推理差異

新授課應該根據學生的認知思維規律，夯實基礎，關注基本概念的生成。教師可先展示教材的4種結構變異圖，由學生借助課本圖示，對比分析4種結構變異類型特點，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。

學生活動一：判斷圖2中①～⑤屬于哪一種變異類型。

教師引導學生透過圖像表面，逆向思維，將己變異的圖示結構還原為末變異時的結構圖，分析問題的內在本質。學生通過對比，認識到①變異發生在堿基對，②的基因數目減少，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對比，逆向推理出其差異性，變異類型則一目了然。

逆向思維即是反過來思考問題，“反其道而思之”，讓思維向對立面的方向發展，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”，在前概念基礎上聯系比較，學習新概念，是最常用的學習方法。教師指導學生自主對比分析，學會思考的方法，形成“比較一歸納一推理”思維習慣，提高學習效率。

學生活動二：聯想己學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，任務驅動，指定3個小組各提出一個問題，其余小組思考回答對應的問題。

課堂上，教師提示學生聯系新舊知識，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“學生活動一”的對比推理搭建的思維支架，突破最近發展區，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別？基因重組與染色體變異的易位有什么區別？分別發生在什么時期？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？教師協調學生的問與答。最后，師生共同梳理有關知識，歸納推理異同點，概括出圖30

學生閱讀思考，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，認知染色體結構變異概念的內涵和外延，透視概念本質，促進對概念的深入理解。教師借此引導學生認識“結構與功能相適應，結構改變將影響功能改變”這一生物學科思想。

2.3 圖示對比，推理原因

（1）教師引導學生推理個別染色體數目變異的原因。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？教師引導學生借助圖示，進行細胞正常分裂與異常分裂的橫向對比，減數第一次分裂與減數第二次分裂的縱向對比。

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

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

2.4 列表對比，推理規律

二倍體、多倍體和單倍體概念是本節課的重點內容。概念教學應關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，教師要求學生利用表格進行橫向與縱向對比（表1），辨析概念，師生共同歸納出判斷的規律：若發育起點是配子，則發育成單倍體;若發育起點是受精卵，則看染色體組數，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，教師設問：單倍體一定含有一個染色體組嗎？六倍體的配子發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？學生在列表對比基礎上，輔助問題串，演繹推理，深入學習概念的內涵和外延。

2.5 模型對比，推理共性

學生活動三：用圖形表示雄性果蠅分別產生的2種精細胞，并歸納出“染色體組”概念。課堂上每個小組發兩張A4紙打印的圖5A，兩個空圓圈內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，要求學生基于減數分裂知識，粘貼精原細胞可能形成的不同配子。領會設計意圖，任務指向明確，課堂上，學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。

教師請學生上臺展示精原細胞形成這些不同配子的過程。學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？染色體形態結構功能相同嗎？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？學生通過兩個精原細胞分裂產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，揭示事物的內部規律，推理歸納出“染色體組”概念。

教學的目的是為了每一位學生的發展。比較思維應深入挖掘問題的內在本質，比較剖析，分析推理，提練歸納，從而使學生深刻領悟到結構與功能相適應的學科思想。訓練思維從膚淺走向深刻，發展學生推理思維能力。

參考文獻：

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

[2]韋紅群.染色體變異及其應用（第一課時）的教學設計[1].生物學教學，2017，42（5）：28-30.