哲学视野下发展学生科学思维的策略初探

摘 要：站在哲学的高度，对《伴性遗传》教材内容作一番全方位的审视与剖析，紧紧围绕培养学生生物学科核心素养这一主线展开。从哲学辩证唯物主义认识论的角度，让学生学会将遗传现象通过“建立模型”方法，即转化为遗传系谱图，并通过分析遗传系谱图，从细胞水平和分子水平把握伴性遗传的本质与规律，并将建立模型的科学研究方法应用于实践。

关键词：哲学;模型与建模;生物学科核心素养

一、  哲学与生物学科核心素养

以哲学的思想和智慧，从知识结构的把握着手，以培养学生的认知思维结构，让学生从“知其然而知其所以然”到“知其意义与价值”。将学科知识体系、学科思想观念、学科思维方法、学科精神文化，有机融入教学之中，全面提升学科教学的深度、高度和品质，引领高中生形成基于学科本质、价值和文化的持久的内在的学科核心素养。

生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，是学科育人价值的集中体现，是学生在学习过程中逐渐发展起来的，在解决实际问题时所表现出来的价值观、必备品格与关键能力。

二、 从哲学的视角分析教材，提升学科教学的高度，培养学生科学思维

从哲学的角度分析《伴性遗传》教材内容，作一番全方位的审视与剖析，教材主要体现出辩证唯物主义认识论和矛盾的普遍性与特殊性的关系哲学思想。

（一）运用矛盾的共性与个性的辩证关系，学习生物学重要概念

在教材内容知识呈现的顺序上，先让学生学习红绿色盲遗传的规律和特点，然后归纳出伴X染色体隐性遗传方式的遗传规律和特点。从遗传现象入手，引导学生深入探讨遗传现象背后所隐藏的遗传规律。用相同知识呈现方法，以抗维生素D佝偻病为例，学习伴X染色体显性遗传的规律和特点。为了让学生对“伴性遗传知识结构”更为完整，教师可补充介绍“外耳道多毛症”的遗传现象，让学生寻找伴Y染色体遗传的规律与特点。学完上述三种类型的伴性遗传的规律和特点，进一步引导学生概括出核心概念“伴性遗传”的实质，即“性染色体上的基因传递和性别相关联”是伴性遗传的共性。

（二）运用矛盾的普遍性与特殊性的关系，学习生物学重要概念

教材先介绍XY型性别决定类型的伴性遗传，后介绍ZW型性别决定类型的伴性遗传，让学生能举一反三地推导出ZW型性别决定类型的伴性遗传规律和特点，并应用于指导如鸡、家蚕的选育等生产实践。让学生运用归纳与演绎的科学思维方法认识、探讨和阐释伴性遗传现象所蕴藏的遗传规律，掌握伴性遗传科学本质。

（三）运用辩证唯物主义认识论的方法，培养学生科学思维能力

1. 根据学生认知规律和思维习惯引导学生科学思维，学习科学本质

《伴性遗传》教材“资料分析”文本呈现一个红绿色盲家系图（如下图），如何引导学生去充分利用“遗传系谱图”这一模型，探索隐藏在文本背后的科学本质？根据学生已有的遗传的基本定律、减数分裂、基因在染色体上、对性染色体、常染色体已有一定认识，知道性染色体上的基因在遗传时会与性别发生关联等相关知识的基础上，按由现象到本质的逻辑思维方式来设计问题串，让学生通过感知达成认识，通过思考达成理解，通过应用达成内化的过程，来设计教学过程。

设计如下问题：

（1）家系图中患者是什么性别的？说明色盲遗传与什么有关？

设计意图：让学生从伴性遗传特有的现象着眼，激发學生探索的兴趣。

（2）Ⅰ代中的1号是色盲患者，他将自己的色盲基因传给了Ⅱ代中的几号？

设计意图：让学生根据第Ⅲ代出现患者的家庭，利用致病基因由亲代传给子代遗传规律进行大胆推断，初步体验“伴性遗传”与“常染色体遗传”的不同之处。

（3）Ⅰ代1号是否将自己的色盲基因传给了Ⅱ代2号？这说明红绿色盲基因位于X染色体上还是Y染色体上？说明理由。

设计意图：对第（2）个问题的结论进行验证，并引导学生利用已有的知识“基因在染色体上”“性染色体上的基因在遗传时会与性别发生关联”的相关知识，对基因究竟是在常染色体上，还是在性染色体上？学会推断基因位置的方法。

（4）为什么Ⅱ代3号和5号有色盲基因而没有表现出色盲症？红绿色盲基因是显性基因还是隐性基因？

设计意图：推断出色盲基因为隐性基因，让学生运用已学的知识解决实际问题。

（5）从图中看出，只有男性才表现为红绿色盲，对吗？有没有女性患红绿色盲的情况？（用B、b分别表示正常基因和红绿色盲基因）。

教师呈现人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型表格，其中部分的表现型和基因型由学生填写。

设计意图：让学生明确男性、女性表现型相同，基因型不同。在理解男性、女性红绿色盲基因型不同的基础上，再引导学生去探寻这种“内在”差异为什么会导致“外在”男女红绿色盲发病率不同？

（6）教师出示资料：“我国男女色盲患病率的数据：我国男性色盲患者近7%，而女性色盲患者近

0.5%。”请尝试利用表中信息分析，红绿色盲的患者男性为什么多于女性？

设计意图：让学生明确常染色体上的基因与性染色体上基因在控制性状（表现型）时的差异。

（7）为什么色盲基因只位于X染色体上？

教师呈现人体男性和女性染色体组型，介绍X、Y染色体的结构差异特点，让学生从结构的角度认识红绿色盲基因位于X染色体的非同源区段，为学生理解红绿色盲基因在亲子代之间传递与性别相关联进行知识铺垫。

（8）XY这对同源染色体上的基因，X染色体上的色盲基因和正常基因（等位基因）应遵循孟德尔的什么定律？

设计意图：引导学生将之前所学的基因分离定律的知识应用到伴性遗传的遗传现象的分析，并区分常染色体上的基因与性染色体上基因在遗传上的差别，为学生领悟红绿色盲的遗传特点做必要的知识铺垫。

（9）请写出Ⅲ6、Ⅱ3和Ⅱ4个体的基因型？Ⅱ3的红绿色盲基因来自谁？请写出Ⅰ2的基因型。

设计意图：让学生对伴性遗传知识进行巩固，通过运用而“内化”。

（10）请写出XbXb×XBY、XBXb×XBY、XbXb×XBY、XBXb×XbY婚配的遗传图解，通过观察子女的基因型及表现型你能发现红绿色盲基因具有什么遗传规律和特点？

设计意图：让学生通过书写遗传图解发现伴性遗传的特点，并能归纳总结伴X染色体隐性遗传的特点。培养学生具备自主学习伴X染色体显性遗传和伴Y染色体遗传的能力。

学生经历上述由现象到本质的逻辑思维过程，有了自己的思维介入，能较好地从细胞水平去理解红绿色盲的遗传规律，掌握伴X染色体隐性遗传的规律特点。利用上述探索“红绿色盲的遗传规律”的学习思维过程，自主学习教材所介绍的“抗维生素D佝偻病”遗传现象。归纳、总结伴X显性遗传的遗传规律和特点，并区别出伴X染色体隐、显性遗传规律特点的个性与共性之处。

由上可见，应用哲学思维，设计符合人们对事物的认识规律，让学生在发展知识的同时也发展科学思维，较好地训练了学生归纳与概括、演绎与推理等科学思维，教会学生学会用共性与个性的辩证关系看待遗传学问题，学会运用“透过现象看本质”的辩证唯物主义认识论来分析问题。学生不仅学习生物学科知识，还在此学习过程中，发展学生的生物学科核心素养的同时培养学生的哲学思想。

2. 创设源自于情境的问题，加深对学科本质的正确认识

从实践的层面探讨或尝试解决现实生活问题，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现，也是社会发展对人才的基本要求，同时也是进地一步内化学生哲学思維的有效方法。

情境资料：W是一位52岁的男性，患有血中丙种球蛋白缺乏症（XLA），这是一种B淋巴细胞缺失所造成的免疫缺陷性疾病。据调查，W的前辈正常，从W这一代起出现患者，且均为男性，W这一代的配偶均不携带致病基因，W的兄弟在41岁时因该病去世。W的姐姐生育了4子l女，儿子中3个患有该病，其中2个儿子在幼年时因该病夭折。

（1）请判断XLA的遗传方式。

（2）W家族的XLA男性患者拥有控制该病的相同基因型，在未接受有效治疗的前提下，一部分幼年夭折，一部分能活到四、五十岁，这一事实表明    （多选）。

A. 该致病基因的表达受到环境的影响

B. 患者的寿命随致病基因的复制次数增多而变短

C. 患者可以通过获得性免疫而延长生命

D. 该致病基因的表达与其他基因的表达相关

问题（1）设计意图：考查学生在真实情境中，能否将文字信息转化为遗传学的符号、模型，即建立遗传系谱图的建模思维方法来解决实际问题。

利用题中信息画出的遗传系谱图如下：

问题（2）设计意图：培养学生运用发散思维，利用已有的知识“表现型由基因型和环境共同决定”和“某些性状受多对基因共同控制”等知识，让学生将本节所学伴性遗传相关知识与之前的知识进行衔接，构成一个视野角度更为广阔的知识框架体系，了解遗传现象的“背后”遗传规律的复杂性，加深对学科本质的正确认识。

另外，选择真实情境作为情境，应用已有的生物学认识，对现实中的问题作出理性解释和判断，形成解决生产生活问题的能力。让学生从“知其然而知其所以然”到“知其意义与价值”，有助于培养学生“社会责任”，提升生物学科教学的深度、高度和品质。

总之，教师运用哲学视野开展教学，以培养学生学科核心素养为导向，将“学科知识”与“学科活动”融为一体，充分利用教材和现实生活中的情境，多角度引导学生学会认识事物、思考问题的哲学方法，提高学生的思维能力和品位修养，引领高中生形成基于学科本质、价值和文化的持久的内在的学科核心素养。

参考文献：

[1]余文森.核心素养的教学意义及其培育[J].今日教育，2016.

[2]赵占良.试论中学生物学的学科本质[J].中学生物教学，2016（21）：4-8.

作者简介：何惠霞，福建省晋江市，福建省晋江市第一中学。