例谈假说演绎法中的“提问与追问”
2019-10-18张利霞
摘 要:假说演绎法是高中生物必修2中的重要方法,是实验设计题的基本思想。在实验探究中精心设计课堂追问,通过深层次追问引导学生探索和创新,让学生在开放积极的氛围中讨论,设计实验并表达。可以对该方法理解更透彻,应用更自如。
关键词:追问;假说演绎;实验设计
中图分类号:G633.91 文章编号:2095-624X(2019)16-0058-02
实例一
“基因在染色体上”,在生物新教材必修2(人教版)第二章,基因和染色体的关系第二节。其中的实验证据,涉及两个重点内容:①假说演绎法;②基因定位的应用。这段内容的教学过程中带领学生沿着摩尔根的思路展开探究之旅,体验假说演绎的全过程,感悟基因位于染色体上的实验定位的来源。内容先介绍了摩尔根发现白眼性状与雄性相关联的实验。
提出白眼的遗传和性别相联系,接着介绍了性染色体,可提问:如果控制果蝇眼色的基因在性染色体上,有几种可能?学生讨论后写出三种可能(见图1)。
假说一:控制眼色的基因在Y染色体上(III)
假说二:控制眼色的基因在XY同源区段(II)
假说三:控制眼色的基因在X染色体上(I)
笔者在教学中设计了以下问题:①哪种假说最容易否定,为什么?②如果假说二成立做相同的实验F2的表现型与比例是怎样的?③用假说二中的F1雌蝇与白眼雄性杂交结果如何?用假说三的F1雌蝇与白眼雄性杂交结果又如何?④设计杂交实验以区分假说二和假说三,并说明什么样的结果支持假说三?
第一个问题最容易回答。学生也能说出原因:雌蝇中有眼色的相关表现型。在解决第二和第三个问题时学生出现畏难情绪。这是学生初次接触基因在性染色体上,关于基因在XY同源区,课本并没有相关基因型写法的示范。这时可以通过追问设计几个小问题给学生思考搭好梯子:①按照假说二写出亲本的杂交组合;②按照假说二能否写出雄性群体红眼的3种基因型?③按照假说三写出亲本的杂交组合。当学生完成相关基因型的写法,相关遗传图解就简单多了。假说三的红眼雄性基因型XWY也就简单多了。这也为第三题写出遗传图解做足了准备。
假说二(见图2)
假说三(见图3)
第三题的答案不言而喻即无法确定基因在染色体上的位置。
学生在解决第四个问题时会显得比较茫然不知所措。这时可以继续追问。假说二和假说三的雄性根本差别是什么?经过讨论以及之前学生反复写遗传图解,他们已经发现假说二和假说三雄性的差别是Y上有没有基因。当他们明白要选择要确定基因究竟在XY同源区还是只位于X染色体就知道对父本是否纯合做出要求。
在对待这部分内容时若能设置问题配合许多小问题的追问,把问题展开,以开放性的态度再现研究过程并且让学生参与设计确定染色体上实验,追问起到深入引导、画龙点睛的作用。
实例二
有这么一道题:某种植物的花色有紫色、白色两种。为探究该植物花色的遗传规律,某生物兴趣小组用该植物的纯种进行杂交实验,实验结果如下表。
对此实验结果,兴趣小组内进行了讨论和交流,对该植物的花色遗传最后得出了如下假说。
①由一对基因(A、a)控制的,但含a的雄配子(花粉)部分不育;
②由多对基因共同控制的(A、a,B、b,C、c……),并且这些基因遵循基因自由组合定律。
(1)如果假说①正確,上述实验F1紫花植株产生的可育雄配子中a配子的概率是 。
(2)为验证上述假说,该小组一致同意对F1进行测交实验,请预测两种假说的实验结果。
假说①:(F1♀),(F1♂)。
假说②:(F1♀),(F1♂)。
如果实验证明假说②是正确的,则上述实验F2中的紫花植株中纯种占 。
(3)有学生认为还有其他假说可以解释上述现象,请提出第三种假说并作简单的合理解释:。
本题以杂交实验结果为信息载体,分析产生特殊分离比的原因。而试题的关键环节在于设计测交实验及对实验结果进行预测,即对“假说进行演绎”。难度和灵活性设置较高。
第二小题涉及实验设计及实验结果分析。可以通过设置追问帮助学生理清脉络。追问1:假说①中的信息关键是什么?F1做母本产生配子的比例是多少?这个问题旨在帮助学生理解假说①具体指向是“a的雄配子(花粉)部分不育”,并没有直接给出具体分析。
追问2:根据假说②F1基因型是怎样的?F1产生的哪种配子决定白花?雌配子和雄配子比例有无差别?这个问题旨在帮助学生从基因自由组合定律的假说进行深入分析,并与“配子不育”的假说①区分开来。
总之,假说演绎的全程四个步骤,代表了发现问题到检验假说猜想的过程:即提出假说→设计实验→演绎推理假说→利用演绎结果反推假说是否正确。在这个过程中追问的设计有时是为学生指明方向,有时是为学生搭好从假说到演绎的阶梯。
参考文献:
[1]叶凯,肖鹏.“假说—演绎法”对生物高考和衔接大学教学的重要性[J].读与写(教育教学刊),2018(7).
[2]谢仕波.基于“假说—演绎法”的高中生物科学史教学分析[J].学周刊,2018(13):56-57.
基金项目:“高中生物课堂教学有效追问的实践研究”(SGH17B386)。
作者简介:张利霞(1975—),女,陕西宝鸡人,中学一级教师,本科。