立足文本 培养学生理性思维

罗玲 杜英英

摘 要：文本是课堂教学的媒介，是培养学生理性思维的有效载体。教师要围绕文本内容，深入研读，对文本的素材进行分析、研究、整合，充分挖掘其思维震荡点，引导学生通过对文本中生物学事实和证据运用分析与综合、推理与归纳、质疑与反思、模型建构等方法，探讨、阐释生命现象和规律，审视或论证生物学社会议题，从而培养学生的理性思维能力。

关键词：文本；理性思维；模型建构

“理性思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，運用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。教学过程中教师应指导学生在学习过程中逐步发展理性思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法，探讨、阐释生命现象和规律，审视或论证生物学社会议题[1]。下面以人教版必修2《遗传与进化》第4章第2节 “基因对性状的控制”一节为例，引导学生通过对文本中生物学事实和证据运用分析与综合、推理与归纳、质疑与反思、建构模型等方法，来培养学生的理性思维。

一、立足文本 培养学生分析与综合能力

分析是把研究对象的整体分解为一个个部分分别加以研究的方法。综合是指把研究对象的各个部分或各个方面联系起来考查，从整体上去认识和把握研究对象的思维方法。分析是综合的基础，综合是分析的发展，二者是相互依存、相互渗透甚至是相互转化的。分析是最基本的思维方法，无论归纳推理还是演绎推理都离不开分析思维。

本节的第一模块内容是中心法则的提出及其发展。教学时，首先让学生根据前面学习过的DNA复制、转录和翻译的内容，画出遗传信息传递过程的流程图，并描述出遗传信息的流动过程：遗传信息可以从DNA流向DNA，也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质。这就是1957年克里克提出的传统的中心法则，其实生命的本质就是遗传信息的流动，整个生命的核心问题就是如何保证遗传信息能够沿着正确的方向准确无误、顺畅及时地进行流动[2]99。

然而，有些生物，某些RNA病毒，它没有DNA，只有RNA，那这些生物的遗传信息如何流动？教师把问题抛给学生，激发学生去思考去探究。学生阅读资料，分析栏目中的资料1：1965年，科学家在RNA病毒里发现了一种RNA复制酶，像DNA复制酶能对DNA进行复制一样，RNA复制酶能对RNA进行复制。学生思考分析并画出此类生物遗传信息传递过程的流程图：RNA→RNA。再根据资料分析栏目中的资料2：1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA为模板合成DNA。学生思考分析并画出这一类生物遗传信息传递过程的流程图：RNA→DNA，此过程需要逆转录酶，这类生物为逆转录病毒。

让学生尝试总结归纳历经考验后的的中心法则，如图1[2]100。认识到中心法则是对遗传信息传递过程的概括，其实质上蕴含着核酸和蛋白质这两类生物大分子之间的相互联系和相互作用，而其产生和发展则与人类对核酸结构和功能的认识密切相关。

此模块教学，学生通过阅读文本，能够以特定的生物学事实为基础形成简单的生物学概念，并用文字或图示的方式正确表达，进而用其解释相应的生命现象，完善总结中心法则内容，学生分析与综合能力得以提升。

二、立足文本 培养学生推理与归纳能力

推理，逻辑思维的基本形式之一，是由一个或几个已知的判断（前提）推出新判断（结论）的过程，有直接推理、间接推理等。推理能力是一种以敏锐的思考分析、快捷的反应、迅速地掌握问题的核心，在最短时间内作出合理正确选择的能力。归纳是在个别中发现一般的推理形式和思维方式。归纳法从材料中找出普遍性或共性，从而总结出定律和公式。归纳法的优点在于判明因果联系，然后以因果规律作为逻辑推理的客观依据，并且以观察、试验和调查为手段，结论一般是可靠的。

教材的第二模块内容是探讨基因、蛋白质与性状三者之间的关系。通过前面的学习，学生知道基因可以控制蛋白质的合成，那蛋白质与生物性状有什么关系？基因如何控制生物体的性状？教师再次把问题抛给学生，引导学生去思考。

教师指导学生阅读文本中的豌豆圆粒、皱粒和人的白化病两个实例，思考推断出基因如果异常，则异常基因不能合成相应的酶，导致某些代谢不能进行，进而影响生物体的性状，归纳起来就是基因通过控制酶的合成来控制代谢的过程，进而控制生物体的性状。教师再指导学生阅读文本中囊性纤维病和镰刀型细胞贫血症这两个实例，推断得出基因异常，其表达的蛋白质结构异常，则蛋白质的功能异常，因此生物体的性状发生改变，归纳起来就是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。最后，学生归纳出图2[2]100。

由此可见，基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。

上述实例涉及的都是单个基因对生物体性状的控制，教师进一步设问，基因和性状之间是简单的一一对应的关系吗？激发学生去思考去探索。

教师提供苏教版教材这部分的实例：玉米叶绿素的形成至少涉及50多个基因；决定豌豆开紫花的基因也决定种皮的灰色。学生思考分析推理得出：生物体的很多性状都是由多个基因共同决定的，一个基因可能影响多个性状。

根据以上结论，学生归纳总结得到基因与性状的关系并不都是这种简单的线性关系。

教师再设问，生物体的性状是不是都由基因决定的？教师利用教材中“技能训练” 栏目提供的温度对果蝇翅形长短的影响，引导学生针对出现残翅果蝇的原因提出假说、做出解释、查找资料、验证假说，并结合文本中另外两个实例：一是“问题探讨”栏目提供同一株水毛茛空气中叶的形态和浸在水中叶的形态不同；二是教材文本中提供的实例，人的身高就可能是由多个基因决定的，其中每一个基因对身高都有一定作用，同时身高不完全是由基因决定的，后天的营养和体育锻炼等也有着重要的作用。学生分析推断这三个实例，得出结论：生物体的性状还受环境的影响。至此，教师让学生归纳得出基因、性状及环境的关系，如图3。

教师引导学生联系前面第1章遗传因子的发现中学习的表现型、基因型并结合本节知识，认识到表现型是基因型和环境条件共同作用的结果。

本模块的教学让学生根据提供的实验证据，分析思考从材料中找出共性，从而总结出规律，在个别中发现一般，培养了学生的推理与归纳能力。

三、立足文本 培养学生批判性思维能力

批判性思维就是通过一定的标准评价思维，进而改善思维，是合理的、反思性的思维，具有目的性和反思性判断，既包括阐释、分析、推理、评估、解释和自我调整等认识技能，也包括好奇、敏锐、求真等思维习惯。

本节课的设计中自始至终一直贯穿反思性的思考，从1957年克里克提出的传统的中心法则，教师设问：是不是所有生物的遗传信息都是从DNA流向DNA，是否也可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质？是不是所有的生物的遗传物质是DNA？有些病毒没有DNA只有RNA，它的遗传信息是如何传递的？当了解逆转录病毒能从RNA流向DNA，此过程需要逆转录酶，思考是不是只有逆转录病毒才携带逆转录酶？教师补充人教版必修2 《遗传与进化教师教学用书》提供的资料，在哺乳动物的胚胎细胞和正分裂的淋巴细胞也含有逆转录酶。教材“资料分析”栏目中资料3关于疯牛病（朊病毒）的案例是不是能得到遗传信息从蛋白质→蛋白质？证实了吗？要让学生认识到科学是不断地发展进步的，要想得到确信无疑的结论，还需实验去证实。

文本的第二模块，从豌豆圆粒和皱粒、人的白化病、囊性纤维病、镰刀型细胞贫血症四个遗传实例，学生获得结论是一对基因控制一对相对性状。教师设问：基因和性状之间是不是简单地一一对应的关系呢？激发学生去思考、去寻求证据。当学生获得基因与性状的关系并不都是这种简单的线性关系知识后，教师再次设问，生物体的性状是不是都由基因决定的？引导学生再去质疑，去求证。学生知道基因、性狀与环境三者之间的关系后，进一步思考除了染色体上有基因存在，基因还存在细胞的什么结构上？由此引出细胞质基因的知识。

通过这一系列层层递进且有启发性的问题串，激发学生的好奇心，引导学生不断地去思考、去质疑、去反思，一步步深入，接近真相，获取真知，当然学生的批判性思维的能力也得到培养和提升。

四、立足文本 培养学生建构模型的能力

模型与建模能力是提高学生理性思维的一个重要方面，建模能力被认为是学生将来从事科学研究的必备能力。本节的第一模块首先引导学生建构传统中心法则流程图，然后是完善后的中心法则的流程图（见图1）。本节的第二模块，首先构建基因、蛋白质、性状三者之间关系的概念图（见图2），然后是在此基础上构建基因、蛋白质、性状与环境之间的概念图（见图3）。通过引导学生构建概念模型，有利于培养学生透过事物现象揭示其本质特性的洞察力以及简约严密的思维品质，体验由具体到抽象的思维模式转化。建构概念模型还可以使学生深入理解基础知识，辨析知识点之间的联系与区别，使知识结构化，同时有利于培养学生的归纳、概括和语言表述能力。

生物学课程期待学生主动参与学习过程，在亲历发现问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律等过程中习得生物学知识，养成理性思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习的能力[3]。 “传道授业解惑”的模式很难培养具有理性思维的人才。教师要立足文本，对文本的素材进行分析、研究、整合，教学设计要有利于学生理性思维的培养。课堂教学要创设学习的情景，激发学生主动探究知识的产生、形成过程，教学过程中要给学生独立探究思考的时间和空间，与学生一道从对现象的分析归纳中获得对事物本质的规律性的认识，这种教学行为必然会对学生的理性思维产生积极的影响。

参考文献：

[1]李明海，王立乾.从一道高考遗传题看理性思维的考查与培养[J].中学生物教学，2017（6）：62.

[2] 人民教育出版社 课程教材研究所 生物课程教材研究开发中心.生物必修2 遗传与进化教师教学用书[M]. 北京：人民教育出版社，2007.

[3]徐婷.问题串在培养学生理性思维核心素养中的运用[J].生物学教学，2017（6）：36.