論假說(shuō)演繹推理在高中生物教學(xué)中的妙用

韓公漢

摘要：在高中生物教學(xué)的過(guò)程中利用假說(shuō)演繹推理法來(lái)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐有利于解決生物教學(xué)過(guò)程中的一些難點(diǎn)，例如DNA半保留復(fù)制就是高中生物教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，因?yàn)樗鼘儆诜肿铀綍r(shí)間，是一個(gè)比較抽象的生物知識(shí)，因此學(xué)生在剛開(kāi)始學(xué)習(xí)的時(shí)候就會(huì)比較困難。

關(guān)鍵詞：假說(shuō)演繹推理；高中生物；DNA半保留復(fù)制

從實(shí)際上來(lái)說(shuō)，假說(shuō)演繹推理法其實(shí)就是讓學(xué)生通過(guò)觀察和分析來(lái)對(duì)相關(guān)的內(nèi)容提出問(wèn)題，通過(guò)自己的想象與推理來(lái)得出一個(gè)解決問(wèn)題的假設(shè)方法，然后根據(jù)得到的假設(shè)方法在進(jìn)行推理，并且通過(guò)實(shí)際的試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè)方法。如果實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與預(yù)期的結(jié)論是一致的，那么說(shuō)明這個(gè)假設(shè)方法是正確的，反之則是錯(cuò)誤的。

在自然科學(xué)研究中，假說(shuō)演繹推理法是非常重要的一種研究手段，而卻著名的孟菲爾遺傳定律就是通過(guò)這個(gè)方法來(lái)發(fā)明的。在學(xué)習(xí)DNA的半保留復(fù)制時(shí)如果老師在上課的時(shí)候就直接給學(xué)生講關(guān)于它的特點(diǎn)，雖然學(xué)生能夠快速地掌握結(jié)論，但實(shí)際上是一個(gè)非常被動(dòng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，而且在這個(gè)過(guò)程中也體會(huì)不到自己動(dòng)手進(jìn)行科學(xué)研究的樂(lè)趣。而根據(jù)新課標(biāo)的要求，學(xué)生在學(xué)習(xí)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候要將假說(shuō)演繹推理法進(jìn)行領(lǐng)悟并且應(yīng)用，因此這篇文章就根據(jù)新課標(biāo)的要求將DNA的半保留復(fù)制這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)進(jìn)行了論述。

一、教學(xué)的目的與片段

1.教學(xué)的目的

在講授這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候要設(shè)計(jì)相應(yīng)的場(chǎng)景讓學(xué)生能夠積極參與到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中，讓學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)精神得到提高。

2.教學(xué)片段

在利用假說(shuō)演繹推理教學(xué)過(guò)程中，第一部分就是推測(cè)DNA分子的復(fù)制，老師可以讓學(xué)生先自己思考一下DNA分子進(jìn)行復(fù)制時(shí)可能使用什么樣的形式。學(xué)生通過(guò)思考與討論以后會(huì)將分子的復(fù)制分為三種形式，分別為彌散復(fù)制、半保留復(fù)制和全保留復(fù)制。那么下一步就是讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，來(lái)證明分析復(fù)制的形式到底是哪一種。學(xué)生會(huì)自行進(jìn)行試驗(yàn)，利用同位素示蹤技術(shù)來(lái)標(biāo)記DNA分子的親代與子代，然后利用離心法將兩種不同的DNA進(jìn)行區(qū)分。

接下來(lái)讓學(xué)生思考，如果DNA分子的復(fù)制是使用半保留復(fù)制的形式結(jié)果會(huì)是什么樣的。學(xué)生在這個(gè)環(huán)節(jié)會(huì)通過(guò)推理的方法來(lái)進(jìn)行，假設(shè)DNA分子復(fù)制的形式是半保留式，那么在進(jìn)行離心法區(qū)分分子的時(shí)候子一代應(yīng)該在試管中心的位置，而子二代在試管一半而且也是居中的位置。如果假設(shè)是全保留復(fù)制的話DNA在試管中子一代則分為兩個(gè)部分，一部分的位置應(yīng)該比較靠近上部，而另一部分則比較靠近試管的下部，子二代的四分之一在上部，剩下的在下部。

那么接下來(lái)就讓學(xué)生利用圖解的方式來(lái)將子一代和子二代分布的情況進(jìn)行表述，學(xué)生講DNA分子的分布情況進(jìn)行推算，得出半保留復(fù)制是形勢(shì)下DNA分子中子一代有中帶，有兩個(gè)DNA全是輕帶，如果是全保留復(fù)制則子一代中兩條全是重帶，子二代中也有兩條鏈全是輕帶。因此得出半保留復(fù)制式在試管中會(huì)有三條帶出現(xiàn)，而全保留復(fù)制式在試管中則有兩條帶，而且這只是推測(cè)。

下一步就是進(jìn)行試驗(yàn)，證明在試管中出現(xiàn)三條帶的是半保留復(fù)制的方式，也就是說(shuō)明親代的兩條鏈的跟隨DNA的分子中含有親代的鏈。用這種方法讓學(xué)生進(jìn)行思考和學(xué)習(xí)不僅能將教學(xué)難點(diǎn)解決，而且讓學(xué)生自己動(dòng)手動(dòng)腦得出DNA分子復(fù)制時(shí)使用的方式，將學(xué)生對(duì)于科學(xué)的興趣進(jìn)行了很大程度的提升，也充分感受到了進(jìn)行生物科學(xué)探究的魅力。

二、教學(xué)討論

目前我國(guó)進(jìn)行學(xué)生教學(xué)的步驟一般都是：觀察（試驗(yàn)）→發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→進(jìn)行假設(shè)→試驗(yàn)→分析結(jié)果，然后根據(jù)試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)與預(yù)期的假設(shè)是否一致，如果一直則表明假設(shè)正確，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)不一樣則修改假設(shè)并且重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。假設(shè)結(jié)果是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原理，假設(shè)的結(jié)果并不是是通過(guò)演繹假設(shè)的試驗(yàn)來(lái)的出的，而實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也不能證明假說(shuō)，只能說(shuō)利用假說(shuō)來(lái)判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

其實(shí)在上文中提出和證明的DNA復(fù)制方法就是非常典型的假說(shuō)演繹。在一個(gè)蛋白質(zhì)的空間里呈現(xiàn)出的是一個(gè)螺旋型的內(nèi)部，而克里克和沃森就根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象受到了啟發(fā)，他們推向DNA的結(jié)構(gòu)也許和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是一樣的，同樣是螺旋形。然后他們兩個(gè)將原來(lái)的DNA模型進(jìn)行了修改，并且與DNA分析的X射線照進(jìn)行了細(xì)致的研究與對(duì)比，最終證明他們的推理是正確的。

他們?cè)谝黄浅Ｗ⒚鞯腄NA分子相關(guān)論文中寫(xiě)到，他們將堿基特異性配對(duì)的假說(shuō)提出以后有理科提出了遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制時(shí)候能夠使用另一種方式的假說(shuō)。而他們?cè)陔S后發(fā)表的另外一篇論文中有寫(xiě)到，又提出遺傳物質(zhì)能夠進(jìn)行自我復(fù)制的假說(shuō)，在DNA分子進(jìn)行復(fù)制的時(shí)候會(huì)將雙螺旋解開(kāi)，將雙螺旋分解為兩條單鏈來(lái)進(jìn)行復(fù)制，根據(jù)堿基互補(bǔ)的特性形成一個(gè)新鏈，而且在復(fù)制好的新的DNA分子中又都保留了原來(lái)DNA分子中的一條舊鏈，而這種DNA分子進(jìn)行復(fù)制的方式就叫做半保留復(fù)制。在1958年，一位科學(xué)家利用同位素標(biāo)記法試驗(yàn)大腸桿菌，最終的試驗(yàn)與他預(yù)期的假說(shuō)演繹推理是保持一致的，因此最終證明DNA分子進(jìn)行復(fù)制的方式是利用半保留方式進(jìn)行的。

三、案例分析

在運(yùn)用假說(shuō)演繹推理方法教學(xué)的過(guò)程中，有許多實(shí)用和經(jīng)典的案例。如人教版生物必修一第五章中，通過(guò)討論酶的催化作用來(lái)進(jìn)行選擇，老師給出信息，讓學(xué)生自由地假設(shè)酶的催化作用對(duì)生命活動(dòng)的正常進(jìn)行有無(wú)至關(guān)重要的作用。在這個(gè)案例中，百分之四十的學(xué)生認(rèn)為有一定的作用，沒(méi)有至關(guān)重要的作用，百分之六十的學(xué)生認(rèn)為有至關(guān)重要的作用。

而老師沒(méi)有直接給出答案，而是給出一個(gè)案例，當(dāng)人體高燒的情況下，內(nèi)環(huán)境將會(huì)失衡，也就是酶的活性被大大降低，引導(dǎo)學(xué)生思考——人體能否在持續(xù)高燒的情況下正常生活，答案自然是否定的。通過(guò)這個(gè)推理，推翻了酶對(duì)生命活動(dòng)的進(jìn)行沒(méi)有至關(guān)重要的作用這一假設(shè)，讓學(xué)生清晰地知道酶的重要意義，這個(gè)案例也讓學(xué)生印象深刻，學(xué)會(huì)舉一反三，達(dá)到有效的教學(xué)目的。

結(jié)束語(yǔ)：在高中生物教學(xué)中假說(shuō)演繹推理是一種重要的學(xué)習(xí)方法，它能夠利用所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容將學(xué)生對(duì)于假說(shuō)演繹法的理解更加深入，并且學(xué)生對(duì)于它的認(rèn)識(shí)會(huì)更加深刻。因此老師不能講科學(xué)方法放置在知識(shí)內(nèi)容之上，不能認(rèn)為這只有科學(xué)家能夠做到，隨著新課改的提出，老師應(yīng)該在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中將這種研究方法進(jìn)行運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆桂琴.遺傳學(xué)[J].北京科學(xué)出版社，2016（08）.

（作者單位：四川省成都市實(shí)驗(yàn)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校610031）endprint