开展探究性学习，培养归纳推理能力

姜燕

摘   要：归纳推理的实质就是探究众多知识点之间的内在逻辑联系，归纳推理能力不仅是生物学科核心素养的要求之一，同时是一种高效的生物学习方法。归纳推理在帮助学生总结和记忆高中繁杂的生物知识的过程中具有重要作用。开展探究性学习能够让学生发现知识点之间的内在联系，是理解知识和强化记忆的必要手段，有助于培养学生的归纳推理能力。

关键词：高中生物   归纳推理能力   探究性学习   核心素养

生物学是基于对自然界生物现象的大量观察总结，依据观察得到的结果进行归纳推理，从而得出结论的一门学科。生物学具有很丰富的知识，虽然知识点看起来十分繁杂，但是实际上生物学的知识点之间都存在着一些内在的逻辑联系。因此，教师要结合教学内容，及时开展探究性学习，引导学生学习并利用归纳推理的方法，探究生物学知识点之间的内在联系和因果规律，在理解知识的同时加深印象，提高学生的学习能力与理解能力。

一、求同法，揭示规律

求同法是根据已有的现象探究生物结论的一种重要方法。在生物学中有许多类似的现象，这些现象之间存在一定的相似之处，如果我们能够弄清楚这个相似的地方并对其进行深入分析，就能够迅速得出相应的规律。求同法的主要运用场景是：大量不同的生物在某种情况下产生相同的现象，通过归纳比较，探究其中引起相同性状的因素，从而揭示规律。

例如，在讲解高中生物必修2中“基因突变及其他变异”这一小节的内容时，首先对几种常见的遗传病发病原因进行分析，可以发现比较典型的抗VD佝偻病和先天性内翻足等都是基因突变致病。对此进一步探究发现，更深层次的发病原因是患者体内缺乏某种蛋白质，导致该mRNA分子不能正常地生成蛋白质，并发挥其作用，这就是基因突变的定义。在此基础上，教师可以引导学生对基因突变的主要特征进行探究。

首先，教师给出几种不同的基因突变案例，包括一大片花海中突然出现的一只变色的花、很多同类中偶尔发现的患白血病的动物和人，然后观察患病之后对生物本身的危害。通过探究这些案例之间的相同之处可以发现，突变都是发生在很多样本中间的一小部分，并且不论在什么生物身上都有可能出现这一情况，而且这些变异往往都是有害的，从而得出基因突变具有普遍性、低頻性、有害性的特点。

其次，利用求同法探究比较复杂的生物学现象，分析这些现象中的相同之处能够比较简单快速地得出生物结论。因此，教师在课堂上需要为学生准备丰富的案例，引导其运用求同法主动探究，分析案例中的相通性，从而进行归纳并得出结论。

二、求异法，执果索因

求同法多用于探究规律而得出结论的场景，但是想要探究出现某一现象的原因就要用到求异法。求异法是指通过对出现异常现象或者不同特征的两种生物特性开展深入探究，分析出现不同现象的原因。这样才能了解生物学的内在知识，促进生物学的进一步发展，建构更加宏伟的生物知识殿堂。

例如，在讲解“植物生长素”这一小节的内容时，教师鼓励学生设计探究实验，通过求异法分析影响胚芽鞘生长的因素。让学生在相同的光照场合下，对长势相同的几个胚芽鞘做不同的处理，进而促进不同现象的产生。首先把尖端切割，然后分别用琼脂片和云母片插入到切割的位置，观察两个鞘，发现用了琼脂片的尖端长势没有变化，而另外一个则不再生长。针对这一不同，可以对比归纳得出：尖端产生的某种物质会促进植物的生长。之后进一步实验，用半个琼脂片分别放置在尖端切断处的左侧和右侧，观察发现二者均出现了弯曲现象，放置于左侧的一组向右侧弯曲，而另一个则相反。通过这个对比实验可以验证上一步实验中的猜想，之后让学生根据这一猜想去深入地探究尖端产生的哪种物质促进了植物的生长。

求异法是生物实验探究中的一种基本方法，通过设定实验的参数，使其出现不同的结果，然后执果索因验证猜想。教师在教学中要结合教学内容，引导学生自主开展实验，通过求异法完成对生物知识的对比归纳，在总结出生物结论的同时提高自己的归纳推理能力。

三、共变法，辨析变量

在生物学中，有许多现象会随着变量的变化而产生变化，要想弄清楚这些变量出现变化的原因和多个因素之间的内在关系就要用到共变法。共变法可以归纳其在什么情况下会发生共同变化及变化的方向，从而可以辨析这几种因素与变化原因之间的生物学关系。

比如，在讲解“基因在染色体上”这一小节内容时，教师引导学生对基因和染色体的关系进行归纳总结，发现两者存在十分相似的关系。首先，两者都是成对出现的，并且在生物体细胞中都是一半来自父方，一半来自母方。其次，在生物体减数分裂产生配子时，两者都是原先体量的一半，并且形成配子的过程都是一个自由组合的过程。根据这一现象可以提出一个假设，基因和染色体之间存在平行关系，两者是相互依存的。然后进行进一步的探究，探究之后总结出基因在染色体上的结论。

归纳推理的方法对于发现生物学现象中具有共变性的变量具有重要的作用，通过归纳多个因素的特点，类比其中的共变性，可以引出更深层次的思考方向，实现高效的探究。因此，教师在教学中要注意指导学生辨析具有共变性的变量，引导学生对其开展深层次的探究，进一步归纳推理得出结论。

四、剩余法，演绎解释

剩余法主要应用在以上几种方法都无法完全推理出结论的场景，在这种场景下，要根据已有的因果关系，在归纳的基础上展开演绎归纳，解释按照其他方法无法解释的现象。剩余法不是归纳生物学现象并得出其中蕴含的因果关系的方法，而是对一些已有现象进行演绎解释的方法，对于提高学生的演绎归纳推理能力有着重要的意义。

比如，在讲解高中生物必修3中“种群的数量变化”这部分的内容时，教师要引导学生抓住该部分内容的重点。这部分内容不仅要求学生深刻地理解生物群落数量的发展规律，而且要求学生能够灵活地运用上述结论。针对这一特点，教师可以鼓励学生采用剩余法展开演绎推理，通过归纳总结探究得出生物规律，并且让学生利用生物规律进行解题。

首先，要归纳和对比在理想情况和实际情况下不同的发展规律。从理论上来说，如果有充足的食物和场地，那么数量应该是持续增加的。但是这样却不能解释在实际情况下的“封顶”现象。教师可让学生结合这一剩余现象开始演绎推理，尝试探究影响种群数量的因素。经过探究发现，在理想条件下生物个体的数量只和初代数量及发展时间有关系，也就是Nt=N0λt。由此进行演绎解释，在实际场景中由于受到天敌的影响及环境的限制，种群数量无法持续上涨。在实际的自然条件下，种群的数量是按照“S”形增长的，在增长中存在一个转折点K值，当数量到达K值后就不再增长。

剩余法可用于探究一些理论情况下无法解释的生物学现象。通过对比归纳实际情况与理论情况之间的差异，合理地提出假设并进行演绎推理，能够得到更加准确的解释，帮助学生更深刻地理解生物学规律。因此，教师需要指导学生学会剩余法使用的技巧，教会他们对未知的知识进行演绎解释得出结论。

综上所述，求同法、求异法、共变法和剩余法四种方法是在高中生物课堂中开展探究性学习，培养学生的归纳推理能力的重要方法。通过上述方法的学习和使用，学生不仅能够掌握探究和解释生物学现象的本质原因的方法，而且能够更加透彻地理解和运用生物学知识，提高自己的归纳推理能力，促进生物学科核心素养的提升。

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（作者单位：苏州大学实验学校）