生物教学中逆向思维能力的培养

严建锐

逆向思维孕育着创造性思维的萌芽，是创新能力的重要表现，是人们学习和生活中必备的一种思维品质。在当前生物教学中，很多学生思考问题时思维片面，思维定势很严重，甚至走进死胡同。因此，课堂上要经常性地对学生进行逆向思维训练，这样可以有效提高学生分析问题、解决问题的能力，并激发学生思维能力及克服思维定势。可以通过怎样的途径培养学生的逆向思维能力呢？我在教学中做了以下尝试。

一、在讲解生物学概念、生物学原理和生物学规律时培养学生的逆向思维

生物学是一门以概念、原理和生物学规律为理论基础的实验科学，所以教材中的生物学概念、原理和规律是我们进行逆向思维能力培养的良好题材。教材中概念、原理和规律往往是从正面阐述的，如果我们能引导学生反过来思考，就能让学生加深对这方面知识的理解与拓展，并获得一定的思维能力。

1.辩证分析，从矛盾的对立面思考问题。

任何事物都是矛盾的统一体，如果我们从矛盾的不同方面引导学生逆向思维，则往往能认识事物的更多方面。

“一般”与“特殊”、“主要”与“次要”、“共性”与“特性”等都是生物知识中常见的矛盾统一体。例如：教材中在阐述减数分裂过程中，讲的是在一般正常分裂的情况下，减数第一次分裂后期同源染色体分离，减数第二次分裂后期姐妹染色单体分离，结果由一个性原细胞产生两种类型的子细胞，我们可以引导学生反过来思考：如果减数第一次分裂有一对同源染色体不分离或减数第二次分裂有一对姐妹染色体不分离，将会产生什么类型的子细胞。通过这样的逆向引导，学生不仅掌握一般正常的减数分裂过程，而且知道特殊异常的减数分裂过程，从而对减数分裂过程加深理解与认识。

还有，如DNA是生物主要遗传物质，其反面就少数生物的遗传物质是RNA；线体是有氧呼吸的主要场所，其反面是有氧呼吸还有其他场所——细胞质基质；酶的特性是专一性，高效性和反应条件温和性，其反面是酶和所有的催化剂都具有只改变反应速率，不改变反应平衡点这一共性；细胞膜与半透膜的共性是允许一些物质通过，另一些物质不能通过，其反面是细胞膜的功能特性——选择透过性。

2.反向逆推，探讨某些命题的逆命题的真假。

探讨某些命题的逆命题的真假，是研究生物科学的方法之一，也是学习生物的一种行之有效的方法。

例如：“一种转运RNA只运载一种氨基酸”，其反命题“一种氨基酸只对应一种转运RNA”就不成立；又如“能产生激素的细胞一定能产生酶”，其反命题“能产生酶的细胞一定能产生激素”也不成立。像这样的反向逆推，辨别真假，在生物教学中比比皆是，通过反向逆推，引导学生利用逆向思维发问、发现，可以进一步完善学生的认知结构，深化和升华所学的课本知识。

3.生物学概念的逆用。

教材中生物学概念都是从正面下定义的，我们可以引导学生反过来思考，这样空间更大，认识更全面。

例如：①分泌蛋白指在细胞内合成，在细胞外发挥作用的蛋白质，如消化酶、蛋白质类激素、抗体等。反过来，只要是细胞内发挥作用的蛋白质就肯定不是分泌蛋白，如载体、呼吸氧化酶、HO酶、血红蛋白等。②物种指的是一定自然区域内，彼此能相互交配，并产生可育后代的一群个体。因此，二倍体西瓜和四倍体西瓜就是两个不同物种，因为它们虽能交配，但产生的后代三倍体西瓜是不育的，同样三倍体西瓜也不能称为一个新物种。③内环境指的是细胞赖以生存的液体环境，由细胞外液构成。因此，细胞内的物质就不是内环境成分，如血红蛋白，载体蛋白，HO酶，复制、转录、翻译有关的酶，呼吸氧化酶等胞内酶。

4.类比是逆向思维的一种体现。

逆向思维并不仅是事物的反面，对于类似事物的逆向比较，找出其中联系与区别，有助于认清事物的本质，这也是逆向思维的一种体现。

生物学中存在很多相近的生物学概念、原理、规律，只有通过逆向比较，才能真正理解其内涵与外延。如必需氨基酸与非必需氨基酸；无子番茄和无子西瓜；原生质层和原生质体；光合作用和呼吸作用；有丝分裂和减数分裂……

二、实验教学中逆向思维能力的培养

生物学是一门实验科学，在实验教学中引导学生逆向思维，可以真正提高学生分析问题、解决问题的能力。

生物教材中的实验都是从实验成功的一面阐述的，我们还要引导学生学会分析实验失败的原因，因此要引导学生进行逆向思维。如①对新鲜绿叶经研磨、过滤后得到的色素提取液绿色很浅，是什么原因造成的？（无水乙醇加太多；研磨不充分；未加碳酸钙）②质壁分离实验中对洋葱表皮细胞滴加30%蔗糖溶解后，却观察不到质壁分离现象。又是什么原因造成的？（滴加蔗糖溶液重复次数不够；滴加蔗糖溶液后停留时间不够；洋葱表皮细胞可能已经死亡）③往蔗糖溶液中加入斐林试剂水浴加热后出现砖红色沉淀，为什么？（可能由于蔗糖放置太久，被空气中微生物分解成还原糖）……

三、用逆向思维作为解题策略

1.作为检验解题对错的一种思维。

很多学生在解完数学题后，都会想办法验证对错，然而，解完生物题，大多数学生都认为没必要验证，反证验证找不出问题。其实不然，主要是因为学生没有真正掌握验证解题对错的思维，如果验证解题的思维顺着当初解题的思维，无非是重复一遍，当然很难找出问题，所以验证解题的思维必须与解题时的思维不同，这就是逆向思维的运用。

例：下图A表示某种哺乳动物细胞在正常培养时测得的细胞中DNA含量与细胞数的变化。用某种化合物处理培养着的细胞，结果DNA含量与细胞数的变化如B图所示，该化合物所起的作用是（D）

A.促进DNA复制？摇？摇 B.促进着丝点分

C.抑制四分体形成？摇？摇 D.抑制细胞质分裂

对于这道题我们可以从正面分析：从A图可以看出细胞处于分裂状态，如果加入抑制细胞质分裂的化合物，大多数细胞就会停留在分裂期，那么就会出现B图所示结果，故选择D。我们还可以从反面分析：如果选B和C，促进着丝点分裂和抑制四分体形成对于DNA含量都没有直接影响，如果选A，我们从A图可以看出原来DNA复制能正常进行，才会出现不同细胞DNA含量不同，所以ABC均不是正确答案。

2.逆推分析法在解实验题中的运用。

实验探究中结果预测和结论的得出，更能体现逆向思维的好处。实验探究的基本思路应该是先得出结果，再由结果推出结论，但这在一些较复杂的实验中往往很难奏效。如果我们思考问题时逆着正常思路，往往会有柳暗花明的惊喜，也就是先根据实验目的确定结论，因为这一过程相对比较容易，由实验目的就可以推出结论，再由结论推结果。

例如：（2006年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试）

31.（4）现用两个杂交组合：灰色雌蝇黄色雄蝇、黄色雌蝇灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论）

这道题如果从正面先推出子一代可能出现的结果，再以此为依据推出哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上的结论，那就有相当大的难度。如果我们反过来思考，先得出结论，再由结论逆推出子一代可能出现的性状，这样问题就可迎刃而解：该实验的目的是推断哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上，由此我们不难得出有4种可能：①黄色为显性，基因位于常染色体上；②灰色为显性，基因位于常染色体上；③黄色为显性，基因位于X染色体上；④灰色为显性，基因位于X染色体上，把这4种结论当做已知的，应用遗传图解不难分析出每一种结论对应的杂交组合的子一代性状。当然以上只是解题基本思路，答题时还是要先描述子一代的性状，再得出相对应的结论。

逆推分析法可看做培养学生逆向思维的重要途径。当一个问题用一种方法解决不了时，常转换思维方向，可进行反面思考，从而提高逆向思维能力。

3.反证法在解遗传题的运用。

遗传和变异既是高中生物的重点，又是难点，在历年高考和会考中占有很重要地位，而有关遗传习题的确令学生费解，学生往往用学过的遗传规律套题，在解题中不仅费时，而且容易张冠李戴。

其实解遗传题无非就是在判断性状的显隐性、判断基因所在位置及个体的纯、杂合的基础上确定基因型，再用遗传图解分析，就可得出所要的结果或结论。而在以上解遗传题过程中最难的就属显隐性的判断、基因位置的判断及纯、杂合的判断，那么如何做出这些判断呢？我们一般用反证法，基因不是显性基因，就是隐性基因，只要排除其中之一即可确定；基因的载体染色体也一样，基因不在性染色体上，就在常染色体上；个体的纯杂合同样只具有两面性。例如：假设基因位于X染色体，分析现象结果；假设位于常染色体，分析现象结果；将得到的结果作为条件，若出现某一相应情况，即确定基因在X染色体或常染色体上。

当事物只具有两种可能时，从正面不能解决问题时，就要从反面思考，采用反证法。

以上是我对于培养逆向思维能力的初步尝试，通过引导学生进行逆向推理，以此引起学生的关注，使学生在注意和好奇中加深理解、高效记忆。这样我们就能更顺利地完成教学任务，提高学生灵活、深刻和双向的思维能力。