姚 晨 陈洁敏
（陕西省西咸新区秦汉中学 陕西咸阳 712000）
摘 要 利用教学案例，通过对高中生物学中关键问题的分析和教学内容的设计，阐明归纳法和演绎推理法在高中生物教学中的应用，以期达成课堂教学的有效性，提升学生的科学思维能力，落实发展学生的核心素养。
关键词 科学思维 有效教学 高中生物学
核心素养的养成是基础教育的目标，也是培养高中学生具备生物学核心素养的标准。生物学的学科核心素养包括四个维度，科学思维是其中一个重要组成部分。新课改背景下，课堂教学中不仅仅要引导学生主动地参与到学习生物学知识当中，而且要在亲历知识生成的过程中，获得思维和思考的方法，并养成应用科学思维的习惯，形成实践能力。课改的主阵地是课堂，因此，如何通过“教”和“学”，提升生物学课堂教学效率，达到教学结果的“有效”？如何建构思考型、批判性和质疑型的课堂教学过程？其核心的问题是怎样在生物课堂教学中培养学生的科学思维，并利用具体的思维方法解决问题生物学问题即落实科学思维，是当下教师迫切需要思考和探索的问题。
科学思维也称为科学逻辑，是建立科学理论的一种研究方法。科学思维可以培养，不同风格的教师培养的学生其科学思维水平具有差异性[1]。因此，掌握掌握科学思维，有助于教师课前进行教学设计，课中推进教学过程，有助于学生深度理解知识，有助于学生思维品质的提升。常用的生物学思维包含很多，经过教学实践和总结，举例说明其在教学中的应用。
1 转换角度，活用归纳，深度学习
人教版高中生物选修三《基因工程》专题中，PCR技术用于扩增目的基因，在高考中属于II级考查水平，具有相当的难度。对PCR扩增结果中DNA分子种类及其数量比例问题的讨论，能充分体现归纳法的应用。
PCR即聚合酶链式反应，它利用体内DNA复制的原理，能够扩增特定的DNA序列。当引物位于模板DNA片段不同位置时，扩增结果不同。两个引物位于DNA不同位置的情况分为三种。第一种情况是两个引物的配对区均位于DNA片段的两端；第二种情况是一个引物的配对区位于DNA对应链的中间，另外一个引物与DNA的配对区位于DNA对应链的顶端；第三种情况，两个引物的配对区均位于DNA两条链的中间。
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后两种情况比较复杂，在教学设计时，可以按照难度逐次分析。由于第一种情况是基本过程，学生有一定基础，可以不做赘述。以第二种为例进行讨论。首先设问：获得目的基因片段至少需要扩增几次？让学生对这个核心问题进行分析和讨论，提示学生画出具体的扩增过程，建立PCR扩增原理模型，如图1表示，即要扩增虚线左侧的DNA片段，为便于分析总结，用字母表示不同的DNA片段类型。在前三次分析的基础之上对结果进行归纳，可以得出第n次扩增的结果，如表1所示。然后对于第三种情况进行分析，利用同样的方法进行分析，也能得出相似的第n次扩增的结果。
本问题的实质是把生物过程转化为数学分析，利用数学思维解决生物问题，在使用归纳法时转换视角，利用字母代替DNA类型容易得出结果。归纳法应用的机会有很多，对某一问题的归纳、对某一解题方法的归纳，对某一知识板块的系统归纳[1]。通过思考过程，学生能体会应用归纳法的奇妙，感受到科学思维的力量。因此，活用归纳，对深度理解生物学问题大有益处。
2 分类讨论，演绎推理，深度思维
高中生物教学涉及演绎推理的内容难度都较大，因此为完成教学内容和培养学生的思维能力，课堂教学中需要精心设计演绎推理的环节。以“基因在染色体上”一节为例试说明之。首先让学生观察摩尔根的果蝇杂交实验，提示学生比较与豌豆杂交实验的不同之处，经过讨论和分析，可以发现特殊的实验现象：白眼性状的表现总是与性别相联系。进而产生疑问，激发学生的探究兴趣。教师阐明现象和本质的关系，引导分析的对象是基因和染色体的关系，再分析基因位于性染色体上的各种可能性：第一种是基因位于Y染色体非同源区段(X , YW)；第二种是基因位于X染色体非同源区段(XW , Y)；第三种是基因位于X和Y染色体同源区段？(XW , YW)。接下来通过分类讨论，分析各种假设，通过排除法逐一验证每种可能性。学生在验证到第二种和第三种都可以解释实验现象的情况下会产生疑问，这时教师要及时补充摩尔根的其他实验，再次分析现象，把问题解决，不留思考的盲点，这个思考过程，有助于学生对问题的深度思考。在测交验证阶段，又有两种情况需要选择：红眼雌性和白眼雄性还是红眼雌性和白眼雄性，通过分类讨论和分析最终得以确定，在这个过程中，学生又一次经历了思考，思维得到了锤炼和提升，而且这样推导出的结论令学生信服。
高中学生的逻辑思维能力基本成熟, 有必要在高中生物教学活动中将演绎推理能力的培养贯穿于课堂教学的活动过程中。在新知探索中，感受演绎推理的必要性，明确其作用，在实践中善用分类讨论，有助于提升学生的科学思维能力。
3 总结
高中生物学新课程标准要求让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法[2]。教师运用科学思维方法，引导学生发现问题、积极思考和探索；学生能基于生物学事实和证据，应用学科思维方法解决学科关键问题，有助于构建有效课堂；能培养学生的生物学学科思维，达成落实学科核心素养的目的，实现新课程目标。
参考文献:
[1]池瑞珠等.归纳法在教学中的实践[J].生物学教学.2000,25(3):16-17.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.