類比推理在高中生物教學中的應用例談

于式娟

【內容摘要】隨著我國新課程標準的深入實施，高中生物教學也與時俱進，開展教學改革，類比推理作為一種創新、有效的教學模式被廣泛應用，在提升教學有效性、培養學生思維能力和學科核心素養方面成效顯著。本文重點探討類比推理在高中生物教學中的應用問題。

【關鍵詞】類比推理 ?高中生物教學 ?應用例談

類比推理在高中生物教學中的應用，有利于將抽象、晦澀難懂的生物知識形象化、具體化，突破重難點知識，大大降低教學和學習難度。激發學生學習生物興趣與熱情的同時，也能提高學生自信心，培養生物學科核心素養。

一、類比推理相關概述

類比推理本質上來說是一種思維過程，就是對比兩種不同或部分屬性相同的研究對象，進而推理出其他屬性也相同。在運用類比推理時，首先要找到這兩種或兩個研究對象之間已經明確的相同或者相似的特點，然后用其中一種或者一個對象的已知條件去推理出另一種或另一個研究對象的特點，進而得出猜想和結論。值得一提的是，運用類比推理推斷出來的猜想在邏輯上無必然聯系，最終結論的合理性也無法確定，所以，仍需對猜想加以檢驗、論證。

高中生物理論知識概念、定義抽象、晦澀難懂，加之學生抽象思維能力、邏輯思維能力不強，導致學生難以系統理解、全面掌握這些抽象知識。教師創新運用類比推理教學方法，有利于加強學生對知識點的記憶、理解和掌握，從而不會對生物學習產生抵觸、厭煩心理，提高教學有效性。如，在講解染色體、DNA和基因之間的關系時，教師利用中國、江蘇、泰州之間位置關系進行類比推理，從而將抽象、晦澀的理論知識直觀、形象展示出來，讓學生能夠全面掌握。其次，作為生物教師，應注重對知識點的有效遷移，引導學生舉一反三、培養邏輯思維能力，從而構建完整的生物知識體系。仍然以染色體、DNA、基因之間的關系為例，學習完之后，教師可以將這種關系遷移到生態系統、群落、個體、細胞之間關系的知識點上，從而構建系統、全面的生物知識體系。

二、類比推理在高中生物教學中應用對策

1.通過類比推理，將知識條理化、系統化

高中生物知識系統、抽象、復雜，瑣碎的知識增加了學生系統學習、有效記憶的難度。教師通過類比推理，將那些相似的知識串聯在一起，產生系統化、條理化知識網絡，降低記憶難度的同時，大大提升學習效率與水平。

高中生物知識抽象、邏輯性強，死記硬背的學習方式是行不通的，長此以往，會讓學生喪失學習興趣和自信心。所以，教師應創新使用類比推理，將復雜、抽象的知識形象化、具體化展示給學生。如，在講解“染色體變異”章節知識點時，很多學生容易混淆單倍體、二倍體以及染色體等概念，此時，教師可以讓學生觀察自己的手，五指長短不一，類比染色體組，說明這個染色體組由五名成員組成。再拿出另一只手，對比左右手手指，從而類比兩個染色體組。如此一來，通過兩只手就能將該章節知識有效串聯在一起。再如，在講解光合作用章節知識點時，C5、ATP、[H]化合物與C3化合物變化是高三生物中的重難點。基于此，教師可以采用水箱、出水管和進水管工具，如果沒有實物，在黑板畫出也行，讓學生觀察什么決定水箱的裝水量。學生一眼就能看出是進出水量的差值，接著教師類比建模：水箱中的水（ATP 積累量）=進水量（光反應下合成ATP量）-出水量（暗反應ATP消耗量），一旦光照強度減弱，那么合成ATP量就會變少，短時間內ATP的消耗量不變，因此，ATP積累量保持不變;一到CO2濃度變低，那么暗反應ATP量會變少，但短時間內合成ATP量保持不變，因此，ATP積累量有所增加。基于此，可以類比推理出C5、ATP、[H]化合物與C3化合物變化，大大提高教學有效性。

2.采用類比推理，提高學生解決實際問題的能力

在開展高中生物教學過沉重，教師應利用類比推理，引導學生發散思維，通過一個知識聯想到諸多其他知識點，從而順利解決生物問題。如，在講解“Aa自交代數以及子代基因”相關問題時，大部分學生無法深入理解、全面掌握aa、Aa、AA這三者的關系，因此，在計算過程中，問題也是層出不窮，如果不加以改善，會影響學生計算方式，導致計算錯誤。為了有效解決這一問題，讓學生充分掌握相關生物知識，教師應充分利用類比推理，聯系生活實際中的切生日蛋糕例子，讓學生能夠正確認識到自交的第一代基因型是1/4（aa）、1/2（Aa）、1/4（AA），引導學生發散思維，全面掌握子一代生物知識，在一代中1/4（aa）與1/4（AA）始終不變，但是1/2（Aa）會根據情況產生自交運算規律，切蛋糕這一例子淺顯易懂，學生通過聯想、類比，很容易就掌握了子一代知識。由此可見，教師運用類比推理，聯系生活實際，引導學生發散思維，充分掌握生活問題與生物知識之間的相似關系，從而漸漸掌握生物問題解題技巧，最終解決實際生物問題，大大提高教學有效性，促進學生全面發展。

3.運用類比推理，鼓勵學生大大猜想，培養創造性思維能力

高中生物教師在運用類比推理教學時，針對生物問題，鼓勵學生大膽猜想答案，進而得出相關結論，并進行有效驗證，其實這也符合學生日常生活、學習思維模式，并能順應高考需求，有利于調動學生學習積極性和主動性。如，非洲大草原上有獅子、鹿、兔子等生物，其中，雌鹿沒有角、雄鹿有角。一般來說，雌雄鹿除了生殖季節外，都會分群活動，針對這種情況，社會上產生了“鹿角效應”，用來解釋同性聚群現象，具體來說就是形態一樣的吃草動物會對捕食者產生迷惑性，從而有效降低被捕風險。針對此，提出以下幾個問題：第一，非洲大草原上的這些雄鹿和雌鹿是同一種群嗎？第二，草、鹿、兔、獅子以及土壤中的微生物一起構成了一個種群？還是群落？還是生態系統？第三，有人想驗證“鹿角效應”假設的科學性，有學生用溝、棍棒與項圈開展了三個實驗：A組學生將兩個一樣的項圈同時扔進流水中，讓狗去叼回;B組學生將兩個相同的棍棒同時扔進流水中，讓狗去叼回;C組學生同時扔進一個棍棒和一個項圈，讓狗去叼回。并記錄每次狗叼回的時間，如果C組平均時間（超過？等于？短于）其余兩組，“鹿角效應”成立。在實驗過程中，A、B、C三組扔出棍棒或者項圈的距離應該相同還是不同？實驗中的棍棒或項圈應相當于非洲大草原上的什么？

其中，這個題目旨在考查學生對生態學基礎知識、群落、種群等知識的掌握情況，并融合模擬實驗來開展類比，對學生的動手實驗、實驗分析能力有了更高的要求。第三題主要考查學生實驗探究能力，讓狗叼棍棒、項圈來類比非洲大草原上活動，其中，“狗”指捕食者，“項圈”“棍棒”指雄鹿和雌鹿。用狗單獨叼兩個項圈、棍棒來模擬、類比捕食者捕食雄鹿和雌鹿，狗同時捕一個項圈、一個棍棒，類比捕食者同時捕雄鹿和雌鹿。狗只有同時叼項圈和棍棒的時間比單獨叼兩個項圈、兩個棍棒的時間短，才能證明非洲草原上的捕食者同時補雄鹿和雌鹿比單獨捕其中一種鹿要簡單、容易。通過類比推理，引導學生大膽猜想，培養學生創造性思維能力。

結束語

綜上所述，高中生物知識復雜、系統且抽象性強、晦澀難懂。新形勢下，教師應順應新課程標準，創新采用類比推理教學模式，能夠將抽象的知識直觀、具體的展示在學生面前，在激發學生學習興趣與熱情的同時，也有利于學生深入理解、全面掌握，從而不斷提升高中生物教學有效性，培養學生生物學科素養，實現全面發展。

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（作者單位：山東省青島西海岸新區第一高級中學）