開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)歸納推理能力

姜燕

摘 ? 要：歸納推理的實(shí)質(zhì)就是探究眾多知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系，歸納推理能力不僅是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的要求之一，同時(shí)是一種高效的生物學(xué)習(xí)方法。歸納推理在幫助學(xué)生總結(jié)和記憶高中繁雜的生物知識(shí)的過(guò)程中具有重要作用。開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，是理解知識(shí)和強(qiáng)化記憶的必要手段，有助于培養(yǎng)學(xué)生的歸納推理能力。

關(guān)鍵詞：高中生物 ? 歸納推理能力 ? 探究性學(xué)習(xí) ? 核心素養(yǎng)

生物學(xué)是基于對(duì)自然界生物現(xiàn)象的大量觀察總結(jié)，依據(jù)觀察得到的結(jié)果進(jìn)行歸納推理，從而得出結(jié)論的一門(mén)學(xué)科。生物學(xué)具有很豐富的知識(shí)，雖然知識(shí)點(diǎn)看起來(lái)十分繁雜，但是實(shí)際上生物學(xué)的知識(shí)點(diǎn)之間都存在著一些內(nèi)在的邏輯聯(lián)系。因此，教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并利用歸納推理的方法，探究生物學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系和因果規(guī)律，在理解知識(shí)的同時(shí)加深印象，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與理解能力。

一、求同法，揭示規(guī)律

求同法是根據(jù)已有的現(xiàn)象探究生物結(jié)論的一種重要方法。在生物學(xué)中有許多類(lèi)似的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象之間存在一定的相似之處，如果我們能夠弄清楚這個(gè)相似的地方并對(duì)其進(jìn)行深入分析，就能夠迅速得出相應(yīng)的規(guī)律。求同法的主要運(yùn)用場(chǎng)景是：大量不同的生物在某種情況下產(chǎn)生相同的現(xiàn)象，通過(guò)歸納比較，探究其中引起相同性狀的因素，從而揭示規(guī)律。

例如，在講解高中生物必修2中“基因突變及其他變異”這一小節(jié)的內(nèi)容時(shí)，首先對(duì)幾種常見(jiàn)的遺傳病發(fā)病原因進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)比較典型的抗VD佝僂病和先天性內(nèi)翻足等都是基因突變致病。對(duì)此進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn)，更深層次的發(fā)病原因是患者體內(nèi)缺乏某種蛋白質(zhì)，導(dǎo)致該mRNA分子不能正常地生成蛋白質(zhì)，并發(fā)揮其作用，這就是基因突變的定義。在此基礎(chǔ)上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)基因突變的主要特征進(jìn)行探究。

首先，教師給出幾種不同的基因突變案例，包括一大片花海中突然出現(xiàn)的一只變色的花、很多同類(lèi)中偶爾發(fā)現(xiàn)的患白血病的動(dòng)物和人，然后觀察患病之后對(duì)生物本身的危害。通過(guò)探究這些案例之間的相同之處可以發(fā)現(xiàn)，突變都是發(fā)生在很多樣本中間的一小部分，并且不論在什么生物身上都有可能出現(xiàn)這一情況，而且這些變異往往都是有害的，從而得出基因突變具有普遍性、低頻性、有害性的特點(diǎn)。

其次，利用求同法探究比較復(fù)雜的生物學(xué)現(xiàn)象，分析這些現(xiàn)象中的相同之處能夠比較簡(jiǎn)單快速地得出生物結(jié)論。因此，教師在課堂上需要為學(xué)生準(zhǔn)備豐富的案例，引導(dǎo)其運(yùn)用求同法主動(dòng)探究，分析案例中的相通性，從而進(jìn)行歸納并得出結(jié)論。

二、求異法，執(zhí)果索因

求同法多用于探究規(guī)律而得出結(jié)論的場(chǎng)景，但是想要探究出現(xiàn)某一現(xiàn)象的原因就要用到求異法。求異法是指通過(guò)對(duì)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象或者不同特征的兩種生物特性開(kāi)展深入探究，分析出現(xiàn)不同現(xiàn)象的原因。這樣才能了解生物學(xué)的內(nèi)在知識(shí)，促進(jìn)生物學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，建構(gòu)更加宏偉的生物知識(shí)殿堂。

例如，在講解“植物生長(zhǎng)素”這一小節(jié)的內(nèi)容時(shí)，教師鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，通過(guò)求異法分析影響胚芽鞘生長(zhǎng)的因素。讓學(xué)生在相同的光照?qǐng)龊舷?，?duì)長(zhǎng)勢(shì)相同的幾個(gè)胚芽鞘做不同的處理，進(jìn)而促進(jìn)不同現(xiàn)象的產(chǎn)生。首先把尖端切割，然后分別用瓊脂片和云母片插入到切割的位置，觀察兩個(gè)鞘，發(fā)現(xiàn)用了瓊脂片的尖端長(zhǎng)勢(shì)沒(méi)有變化，而另外一個(gè)則不再生長(zhǎng)。針對(duì)這一不同，可以對(duì)比歸納得出：尖端產(chǎn)生的某種物質(zhì)會(huì)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。之后進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，用半個(gè)瓊脂片分別放置在尖端切斷處的左側(cè)和右側(cè)，觀察發(fā)現(xiàn)二者均出現(xiàn)了彎曲現(xiàn)象，放置于左側(cè)的一組向右側(cè)彎曲，而另一個(gè)則相反。通過(guò)這個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證上一步實(shí)驗(yàn)中的猜想，之后讓學(xué)生根據(jù)這一猜想去深入地探究尖端產(chǎn)生的哪種物質(zhì)促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)。

求異法是生物實(shí)驗(yàn)探究中的一種基本方法，通過(guò)設(shè)定實(shí)驗(yàn)的參數(shù)，使其出現(xiàn)不同的結(jié)果，然后執(zhí)果索因驗(yàn)證猜想。教師在教學(xué)中要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，通過(guò)求異法完成對(duì)生物知識(shí)的對(duì)比歸納，在總結(jié)出生物結(jié)論的同時(shí)提高自己的歸納推理能力。

三、共變法，辨析變量

在生物學(xué)中，有許多現(xiàn)象會(huì)隨著變量的變化而產(chǎn)生變化，要想弄清楚這些變量出現(xiàn)變化的原因和多個(gè)因素之間的內(nèi)在關(guān)系就要用到共變法。共變法可以歸納其在什么情況下會(huì)發(fā)生共同變化及變化的方向，從而可以辨析這幾種因素與變化原因之間的生物學(xué)關(guān)系。

比如，在講解“基因在染色體上”這一小節(jié)內(nèi)容時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)基因和染色體的關(guān)系進(jìn)行歸納總結(jié)，發(fā)現(xiàn)兩者存在十分相似的關(guān)系。首先，兩者都是成對(duì)出現(xiàn)的，并且在生物體細(xì)胞中都是一半來(lái)自父方，一半來(lái)自母方。其次，在生物體減數(shù)分裂產(chǎn)生配子時(shí)，兩者都是原先體量的一半，并且形成配子的過(guò)程都是一個(gè)自由組合的過(guò)程。根據(jù)這一現(xiàn)象可以提出一個(gè)假設(shè)，基因和染色體之間存在平行關(guān)系，兩者是相互依存的。然后進(jìn)行進(jìn)一步的探究，探究之后總結(jié)出基因在染色體上的結(jié)論。

歸納推理的方法對(duì)于發(fā)現(xiàn)生物學(xué)現(xiàn)象中具有共變性的變量具有重要的作用，通過(guò)歸納多個(gè)因素的特點(diǎn)，類(lèi)比其中的共變性，可以引出更深層次的思考方向，實(shí)現(xiàn)高效的探究。因此，教師在教學(xué)中要注意指導(dǎo)學(xué)生辨析具有共變性的變量，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其開(kāi)展深層次的探究，進(jìn)一步歸納推理得出結(jié)論。

四、剩余法，演繹解釋

剩余法主要應(yīng)用在以上幾種方法都無(wú)法完全推理出結(jié)論的場(chǎng)景，在這種場(chǎng)景下，要根據(jù)已有的因果關(guān)系，在歸納的基礎(chǔ)上展開(kāi)演繹歸納，解釋按照其他方法無(wú)法解釋的現(xiàn)象。剩余法不是歸納生物學(xué)現(xiàn)象并得出其中蘊(yùn)含的因果關(guān)系的方法，而是對(duì)一些已有現(xiàn)象進(jìn)行演繹解釋的方法，對(duì)于提高學(xué)生的演繹歸納推理能力有著重要的意義。

比如，在講解高中生物必修3中“種群的數(shù)量變化”這部分的內(nèi)容時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生抓住該部分內(nèi)容的重點(diǎn)。這部分內(nèi)容不僅要求學(xué)生深刻地理解生物群落數(shù)量的發(fā)展規(guī)律，而且要求學(xué)生能夠靈活地運(yùn)用上述結(jié)論。針對(duì)這一特點(diǎn)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生采用剩余法展開(kāi)演繹推理，通過(guò)歸納總結(jié)探究得出生物規(guī)律，并且讓學(xué)生利用生物規(guī)律進(jìn)行解題。

首先，要?dú)w納和對(duì)比在理想情況和實(shí)際情況下不同的發(fā)展規(guī)律。從理論上來(lái)說(shuō)，如果有充足的食物和場(chǎng)地，那么數(shù)量應(yīng)該是持續(xù)增加的。但是這樣卻不能解釋在實(shí)際情況下的“封頂”現(xiàn)象。教師可讓學(xué)生結(jié)合這一剩余現(xiàn)象開(kāi)始演繹推理，嘗試探究影響種群數(shù)量的因素。經(jīng)過(guò)探究發(fā)現(xiàn)，在理想條件下生物個(gè)體的數(shù)量只和初代數(shù)量及發(fā)展時(shí)間有關(guān)系，也就是Nt=N0λt。由此進(jìn)行演繹解釋?zhuān)趯?shí)際場(chǎng)景中由于受到天敵的影響及環(huán)境的限制，種群數(shù)量無(wú)法持續(xù)上漲。在實(shí)際的自然條件下，種群的數(shù)量是按照“S”形增長(zhǎng)的，在增長(zhǎng)中存在一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)K值，當(dāng)數(shù)量到達(dá)K值后就不再增長(zhǎng)。

剩余法可用于探究一些理論情況下無(wú)法解釋的生物學(xué)現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)比歸納實(shí)際情況與理論情況之間的差異，合理地提出假設(shè)并進(jìn)行演繹推理，能夠得到更加準(zhǔn)確的解釋?zhuān)瑤椭鷮W(xué)生更深刻地理解生物學(xué)規(guī)律。因此，教師需要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)剩余法使用的技巧，教會(huì)他們對(duì)未知的知識(shí)進(jìn)行演繹解釋得出結(jié)論。

綜上所述，求同法、求異法、共變法和剩余法四種方法是在高中生物課堂中開(kāi)展探究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的歸納推理能力的重要方法。通過(guò)上述方法的學(xué)習(xí)和使用，學(xué)生不僅能夠掌握探究和解釋生物學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)原因的方法，而且能夠更加透徹地理解和運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)，提高自己的歸納推理能力，促進(jìn)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

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（作者單位：蘇州大學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校）