王紫玉
《普通高中生物學課程標準(2017版)》(以下簡稱為《課標》)提出,學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn),是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。生物學學科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。眾觀近幾年全國各地的高考真題,大部分試題以核心素養(yǎng)立意命制,對核心素養(yǎng)進行了多方位的全面考查。筆者以科學思維的培養(yǎng)為例進行了嘗試,以期學生能適應(yīng)高考這一選拔性的考試,并從中脫穎而出。
《課標》指出科學思維是指尊重事實和證據(jù),崇尚嚴謹和務(wù)實的求知態(tài)度,運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。生物是高考理綜的考試科目之一,一直被誤認為是“理科中的文科”,只要去記去背就可以做對得分,而事實并非如此。目前的要求是學生應(yīng)該在學習過程中逐步發(fā)展科學思維,如能夠基于生物學事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法,探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律,審視或論證生物學社會議題。筆者認為科學思維具有邏輯性和推理性,在平時的教學中要注意學生邏輯思維能力和科學推理能力的培養(yǎng)。
(一)科學思維之邏輯思維能力的培養(yǎng)
首先,讀題。一讀題干,提取題目中的有效信息,明確題目考查的考點及其考綱要求。二讀問題,明確考向,考什么。其次,分析。架設(shè)一座橋梁,找到信息或考點與問題之間的聯(lián)系。問原因的分析模型為:找自變量,找結(jié)果變化,最后找聯(lián)系自變量和結(jié)果變化的生理過程。問依據(jù)的分析就一定要回到信息中去,對信息進行歸納和處理。最后,作答。形成書面語言答題時一定要有邏輯性,體現(xiàn)出一定的因果關(guān)系。問原因的作答模式為:自變量+生理過程+結(jié)果變化,自變量和結(jié)果變化在題中找并抄寫下來。問依據(jù)的作答模式是陳述事實。
例1.(2018惠州一模29題節(jié)選)肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS)是一種神經(jīng)性疾病,患者由于運動神經(jīng)細胞受損,肌肉失去神經(jīng)支配逐漸萎縮,四肢像被凍住一樣,俗稱“漸凍人”。如圖是ALS患者病變部位的有關(guān)生理過程,NMDA為膜上的結(jié)構(gòu),①②③④⑤為興奮傳導過程。請回答:
(1)據(jù)圖判斷谷氨酸是(興奮/抑制)型神經(jīng)遞質(zhì),判斷理由是 。
答案:興奮;谷氨酸與突觸后膜上的NMDA結(jié)合后,促進Na+內(nèi)流,突觸后膜產(chǎn)生動作電位,下一個神經(jīng)元興奮。
首先讀題,一讀題干:抓住題干中的“運動神經(jīng)細胞”,看圖中的結(jié)構(gòu)是突觸,確定此題考查的內(nèi)容是神經(jīng)沖動的傳遞,在考綱中的要求是Ⅱ,同時從圖可知,谷氨酸發(fā)揮作用的原理是突觸前膜將谷氨酸釋放到突觸間隙后,與NMDA特異性結(jié)合,促進Na+內(nèi)流。二讀問題明確考什么:例1(1)據(jù)圖判斷谷氨酸是(興奮/抑制)型神經(jīng)遞質(zhì),判斷理由是。其次分析,二讀時注意“據(jù)圖”兩個字,心里就該有底即答案就在圖中,所以此時要將一讀時獲取的信息與所學知識“興奮在神經(jīng)纖維上傳導時,動作電位的產(chǎn)生原因是Na+內(nèi)流”,由此可知谷氨酸是興奮型神經(jīng)遞質(zhì)。最后作答,表達時組織好語言注意先有因后有果,書面呈現(xiàn)的答案就為:谷氨酸與突觸后膜上的NMDA結(jié)合后,促進Na+內(nèi)流,突觸后膜產(chǎn)生動作電位,下一個神經(jīng)元興奮。
(二)科學思維之科學推理能力的培養(yǎng)
科學思維的推理能力是基于對事實的認識、分析所做出的對結(jié)果(結(jié)論)的判斷,包括正向推理和逆向推理。
1.正向推理。正向推理往往是給出過程、事實、實驗的數(shù)據(jù)等要推理得結(jié)論,包括歸納、概括、演繹。對于這類題目學生在平時的學習和練習中接觸多,只要聯(lián)系相關(guān)知識,結(jié)合題干給的信息用相關(guān)知識去推理即可得出結(jié)論。
例2.黃瓜是雌雄同株異花的二倍體植物。果皮顏色(綠色和黃色)受一對等位基因控制,為了判斷這對相對性狀的顯隱性關(guān)系。某同學從某種群中隨機選取兩個個體進行了兩個雜交實驗。實驗一:綠色果皮植株自交。實驗二:上述綠色果皮植株做父本,黃色果皮植株做母本進行雜交,觀察F1的表現(xiàn)型。請回答:
(1)若實驗一后代有性狀分離,即可判斷為顯性。
(2)若實驗一后代沒有性狀分離,則需通過實驗二進行判斷。
①若實驗二后代,則綠色為顯性;
②若實驗二后代,則黃色為顯性。
答案:(1)綠色;(2)①都表現(xiàn)為綠色果皮;②出現(xiàn)黃色果皮。
例2(1)屬于正向推理類型。通過讀題明確該題考查的內(nèi)容是相對性狀的顯隱性關(guān)系判斷。性狀顯隱性的判斷方式有①不同性狀的親本雜交→子代只出現(xiàn)一種性狀→子代所出現(xiàn)的性狀為顯性性狀;②相同性狀的親本雜交→子代出現(xiàn)不同性狀→子代所出現(xiàn)的新的性狀為隱性性狀。結(jié)合題目給出的“實驗一綠色果皮植株自交(題干),后代有性狀分離(問題(1)里)”信息,將信息進行轉(zhuǎn)化為“綠色果皮×綠色果皮→綠色果皮和黃色果皮”,子代出現(xiàn)了新的性狀——黃色果皮,根據(jù)判斷方式②判斷出黃色果皮為隱性性狀,則綠色果皮為顯性性狀。
2.逆向推理。逆向推理又稱目標驅(qū)動推理,它的推理方式和正向推理正好相反,它是由結(jié)論出發(fā),為驗證該結(jié)論的正確性去知識庫中找證據(jù)。常見的題型是實驗題和遺傳題,這類題的基本模式是:
第一,讀題。獲取信息,明確題目考查的考點和考向目的
第二,判斷。根據(jù)信息判斷出可能的結(jié)論
第三,推理。結(jié)合題目給出的條件,把每一種可能的結(jié)論真的當結(jié)論用,去推測該結(jié)論可能帶來的結(jié)果
第四,作答。形成書面語言答題時先寫結(jié)果再寫結(jié)論,模式為:若……(結(jié)果),則……(結(jié)論)?;蛉绻ńY(jié)果),就……(結(jié)論)。
例2(2)為逆向推理類型,讀題(2)可知,本小題有兩種可能的結(jié)論:①綠色為顯性②黃色為顯性。分析:結(jié)合題目給出的“實驗一綠色果皮植株自交(題干),后代沒有性狀分離(問題(2))”,可推出綠色果皮植株為純合子AA或aa。推理:假設(shè)結(jié)論成立,根據(jù)題中信息推理得出結(jié)論。①假設(shè)綠色為顯性,則父本綠色果皮植株為AA,母本黃色果皮植株為aa,雜交后F1的基因型為Aa,對應(yīng)的表現(xiàn)型是綠色果皮植株。②假設(shè)黃色為顯性,則父本綠色果皮植株為aa,母本黃色果皮植株為AA或Aa,雜交后F1的基因型為Aa或Aa和aa,對應(yīng)的表現(xiàn)型是黃色果皮或黃色果皮和綠色果皮,都有黃色果皮。最后作答:卷面的書寫先寫結(jié)果再寫結(jié)論,用“若……(結(jié)果),則……(結(jié)論)”作答:①若實驗二后代都表現(xiàn)為綠色果皮,則綠色為顯性;②若實驗二后代出現(xiàn)黃色果皮,則黃色為顯性。
科學思維是集邏輯和推理于一體,學生科學思維的培養(yǎng)猶如培養(yǎng)“偵探”一樣,學生只有具備了一定的邏輯思維能力和科學推理能力,才能做一名合格的“偵探”,在高考中才能大獲全勝。
責任編輯 徐國堅