对立统一规律在初中生物学教学中的渗透与运用
2023-07-06邱欣雨沙爱龙
邱欣雨 沙爱龙
摘要 以“性状遗传有一定的规律性”一课为例,挖掘其中体现对立统一哲学思想的知识点,并以“点”渗透和围绕教师、学生的运用进行教学设计,以供中学生物学教育工作者参考。
关键词 初中生物学对立统一规律教学设计
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
1 前言
马克思主义哲学中的对立统一规律认为事物的对立面同时存在统一和斗争,它是唯物辩证法的根本规律和核心,能解释事物联系和发展的动力,亦称为矛盾规律。哲学与科学密切相关,生物学作为自然科学中的基础学科之一,是研究生命现象和生命活动规律的科学,其中蕴含着丰富的哲学思想。初中生物学中存在很多具有对立统一关系的知识点,如高等和低等、完全变态和不完全变态、显性性状和隐性性状等。在教学中,教师有意识地以马克思主义对立统一规律作为理论指导进行教学,不仅有利于学生对知识的理解和把握,也有利于学生发展哲学思想体系,形成科学的世界观和方法论。目前关于在中学生物学教学中渗透对立统一规律的相关研究报道很少。因此,下文以“性状遗传有一定的规律性”一课为例,挖掘其中体现对立统一哲学思想的知识点,并在教学设计中对该思想进行渗透和运用,以供中学生物学教育工作者参考。
2 对立统一规律在初中生物学中的体现
对立统一规律主要包含了矛盾的同一性和斗争性、矛盾的普遍性与特殊性以及矛盾发展的不平衡原理。下文以北师大版初中生物學教材八年级上册“性状遗传有一定的规律性”一课为例,阐述对立统一规律在初中生物学中的体现。该部分内容主要涉及了以下几对矛盾:显性基因与隐性基因、显性基因对隐性基因的完全掩盖与不完全掩盖、显性性状与隐性性状。
2.1矛盾的同一性与斗争性
矛盾的同一性是指矛盾双方相互依存,共处于一个统一体中;同时,也指矛盾双方相互贯通的趋势和可能,在一定条件下能够互相转化。矛盾的斗争性是指矛盾双方之间相互排斥、相互对立的性质。显性基因与隐性基因这一矛盾中存在同一性和斗争性。如有耳垂基因(A)和无耳垂基因(a),A 为显性基因,控制有耳垂,a 为隐性基因,控制无耳垂,两种基因表达的结果对立。但 A 和 a 并不是孤立的存在,而是相互联系,两者组成等位基因,共同决定耳垂这一相对性状的表现;同时,A 和 a 还具有相互转化的趋势,矛盾双方始终存在斗争,A 和 a 的斗争可导致变异而相互转化。
2.2矛盾的普遍性与特殊性
矛盾的普遍性简单地说就是矛盾无处不在、无时不有,而矛盾的特殊性可指不同事物的矛盾各有特点,矛盾的普遍性和特殊性迁移到具体事物上即指事物的共性和个性。显性性状与隐性性状这一矛盾在不同生物的不同种性状中普遍存在。如花色这一性状在许多植物中均存在,并表现出显性性状或隐性性状,但在不同植物中,花朵花色的显性性状和隐性性状可能存在差异,如豌豆花色有红色和白色,红花为显性性状,白花为隐性性状;大豆花色有紫色和白色两种,紫花为显性性状,白花为隐性性状。
2.3矛盾的不平衡发展原理
事物在发展过程中存在众多矛盾,其中必然有一种主要矛盾处于支配地位,对事物发展起决定作用,而其他诸多矛盾处于从属地位,为次要矛盾,对事物发展不起决定作用。每一对矛盾又可分为主要方面和次要方面,在矛盾双方中,处于支配地位、起主导作用的一方为矛盾的主要方面,另一方则为次要方面。事物的性质主要由主要矛盾的主要方面决定。生物性状表现过程中具有多种矛盾,如显性基因与隐性基因、显性性状与隐性性状,以及共同影响生物性状的基因与环境,其本质是内因与外因的对立统一。生物性状表现是基因和环境共同作用的结果,很明显,在性状表现过程中基因与环境是主要矛盾,起决定作用,同时,在基因与环境中,基因是这一矛盾的主要方面,起主导作用,控制生物性状。
3 对立统一规律在初中生物学教学中的渗透和运用
教师以“性状遗传有一定的规律性”一课为例,将对立统一规律渗透并运用于初中生物学教学中,取得了良好的教学效果。下文详细阐述了教师的教学过程。
3.1由点到线,讲授新课
3.1.1导入新课
教师通过展示名人与其子女的照片,让学生观察长相有无相似之处,引导学生得出亲代与子代之间具有相似的现象,且这种现象是由于性状遗传,从而让学生回顾性状遗传和变异的内容。接着,教师进一步提问:根据哪些相似特征可以得出观察对象之间具有亲子关系?学生说出脸型、卷发/直发、双眼皮/单眼皮等相似特征。最后,教师引导学生回顾性状和相对性状的概念,并让学生回答图片中的对象有几组相对性状,再以单/双眼皮为例,向学生展示该性状遗传的不同情况,见表1,并提出问题:父母都是单眼皮,生的孩子为什么都是单眼皮?父母都是双眼皮,生的孩子为什么会出现单眼皮?教师进而引出主题:性状遗传具有一定的规律性。
设计意图:教师首先通过展示名人与其子女的照片,激发学生的学习兴趣,并引导学生回顾生物性状的遗传和变异以及性状和相对性状的概念。在众多性状遗传现象中,教师找准切入点,即常见性状的遗传现象:单/双眼皮遗传的不同情况,并提出问题,引起学生的认知冲突,激发学生的探究欲望,最后引出主题。
3.1.2基因组成决定性状表现
教师引导学生由性状表现出发,联系旧知,得出性状是由基因控制。然后教师讲解一种基因在染色体中通常成对存在部分内容,得出成对基因控制性状表现这一结论,并联系实例,提出问题:控制单眼皮和双眼皮这一相对性状的基因是否相同?学生回答出有区别后,教师引出显性基因与隐性基因、等位基因、显性性状与隐性性状的概念,以及显性基因、隐性基因与显性性状、隐性性状之间的关系,即显性基因(B)控制显性性状,隐性基因(b)控制隐性性状。接着,教师联系旧知:控制性状的基因成对存在,引导学生得出显性性状的基因组成(BB)、隐性性状的基因组成(bb),进一步提出问题:若一种性状的基因组成为Bb,此时性状表现为显性性状还是隐性性状?在讲解显性基因与隐性基因之间的关系时,教师可围绕对立统一哲学观点进行解释。
首先,教师利用矛盾的斗争性和不平衡发展原理,讲解显性基因(B)对隐性基因(b)有掩盖作用。B 和b 是两个对立面,始终存在斗争,并且此消彼长,而 B 的“力量”在大多数情况下都强于b,处于支配地位,具有主导作用。B 完全掩盖了b 的表现,它将自己所控制的性状全部展示,从而教师可以引导学生得出Bb 表现为显性性状,显性基因对隐性基因有掩盖作用。其次,教师利用矛盾的普遍性和特殊性原理,深层讲解显性基因对隐性基因的掩盖作用。该掩盖作用虽然广泛存在,但在不同的等位基因中却具有特殊性,可分为完全掩盖和不完全掩盖,亦可称为完全显性和不完全显性。完全掩盖,如上文中对 Bb 性状表现的推断则基于显性基因对隐性基因的完全掩盖,即在眼睑性状的遗传中,双眼皮基因对单眼皮基因完全掩盖,再如,在耳垂性状的遗传中,有耳垂基因对无耳垂基因完全掩盖。不完全掩盖,亦可用矛盾的斗争性和不平衡发展原理解释。以 B、b 为例,当 B 的“力量”减弱,不再处于支配地位和主导作用时,B 无法完全掩盖 b 的表现,此时,B 所控制的显性性状和 b 所控制的隐性性状均能得到一定的展示,Bb 的表现介于显性性状(BB)和隐性性状(bb)之间。如紫茉莉花色性状遗传中红花基因(C)对白花基因(c)不完全掩盖,CC 表现为红花,Cc 表现为粉红花, cc 表现为白花;再如头发性状遗传中卷发基因(D)对直发基因(d)不完全掩盖,DD 表现为十分卷曲, Dd 表现为中等卷曲,dd 表现为直发。最后,教师利用矛盾的同一性原理,总结显性基因与隐性基因的关系。虽然显性基因与隐性基因之间相互对立,但它们共同决定生物某一相对性状的表现,同时也影响着性状多样性。以 B、b 为例,若 B、b 两种基因中只存在 B,则只存在一种显性性状,没有相对性状的存在,性状多样性降低。反之亦然,只有 B、b 均存在时,才会具有两种(显性性状和隐性性状)或三种性状(显性性状、隐性性状和中间型)。
教师随即引导学生在显性基因对隐性基因完全掩盖的条件下得出:显性性状的基因组成为BB或Bb,隐性性状的基因组成为 bb,教师从而总结基因型和表现型的概念。最后,教师引导学生构建知识线(图1),得出性状表现决定于基因组成的结论,并让学生在课后根据自己的理解再次细化、梳理知识点之间的关系。
设计意图:教师由点到线,以性状表现为出发点,从现象到本质进行教学,连接性状与基因,串联知识点,形成知识线,有利于学生形成完整的知识体系。通过运用对立统一哲学观点,教师对显性基因与隐性基因的关系进行了生动的解释,便于学生理解。教师在课后进一步细化知识点,有利于学生巩固知识和发散思维。
3.1.3基因随配子代代相传
教师由基因出发,以 B、b 为例,让学生分析表1中亲代与子代的基因型,学生的总结分析见表2。由基因型的可能情况,呼应导入新课时提出的问题:双眼皮的父母如何生出单眼皮的孩子?教师让学生分析子女基因型获得的途径。依据学生的思路,教师适当引导,给出关键思路:子代由受精卵发育而来,受精卵由精子和卵细胞结合而成,父本形成的精子具有父本成对基因的其中一个,母本形成的卵细胞具有母本成对基因的其中一个。教师总结基因的传递线(图2),让学生顺着这个思路解决和分析问题,并根据学生的回答,适当点拨,解释疑惑。最后,教师利用基因的传递线,再次完整讲解双眼皮父母生出单眼皮孩子的遗传图谱,总结得出基因随配子代代相传这一结论。
设计意图:教师由点到线,以基因为出发点,得出基因随配子从亲代到子代的传递线,归纳出性状遗传规律。通过利用基因的传递线,教师让学生分析实际问题,有利于激发学生思维。通过讲解遗传图谱,其中能够体现基因的传递线,教师可促进学生对新知识的掌握和巩固。
3.2找“点”渗透,掌握方法
教师需要确定所要渗透的对立统一哲学观点:矛盾的普遍性,然后还要确定能够体现该哲学观点的相关知识点:显性基因与隐性基因、显性性状与隐性性状等,突出显性与隐性的对立。学生从已学的生物学知识中列举对立的知识点,如高等与低等、吸收与排出、进化与退化、完全与不完全、假与真、同与异、双与单等。教师引导学生发现规律,即这些概念总是相互对立,但又相互依存,从而点明它们之间是对立统一关系,且这种关系普遍存在,世间万物皆以成对的形式存在,任何一个事物都能找到它的对立面,跟它构成统一体。随后,教師让学生列举生活中存在哪些对立统一的事物,通过对其加以说明并进行印证,教师进一步向学生提出:在看待事物或问题时,要持有一分为二的观点,学会从事物对立面把握事物的统一。
设计意图:教师通过挖掘新课中体现该哲学观点的知识点和已学生物学知识或生活常识中的具体案例,提炼并印证对立统一的哲学观点,使学生更容易理解和接受。同时,教师向学生渗透贯彻该哲学观点的方法论,使学生发现并掌握认识世界、解决问题的思维方式和思维观念。
3.3实际运用,启发人生
根据新课讲授内容,教师提出实际问题:单眼皮的父母只能生出单眼皮的孩子?能不能生出双眼皮的孩子?教师引导学生从事物对立面去分析,揭示单眼皮的父母生出单眼皮的孩子是遗传稳定性的表现,并指出遗传稳定性的对立面是可变性,即遗传基因可能会发生突变,由b 变成 B,因此,单眼皮的父母也可能生出双眼皮的孩子。接着,教师进一步提出问题:我们该如何去看待自身?通过正确引导,教师让学生持有一分为二的观点去看待自身,世界上没有十全十美的人,没有人是没有缺点的,也没有人是没有优点的,要学会正确看待自己。
设计意图:通过实际问题,教师让学生学以致用,尝试运用对立统一的哲学观点和方法论解决问题,引导学生利用逆向思维,从事物对立面把握事物的统一。同时,教师利用对立统一规律指导学生的人生观,引导学生保持积极的人生态度。
4 小结
教师整个教学设计中的对立统一规律可用两点概括:一是渗透,二是运用。
渗透,指的是教师在教学设计中对对立统一的哲学观点和方法论的渗透。无论是新知识的讲授,还是哲学观点的渗透,关键在于“点”。在知识讲授时,教师由点到线,将知识点串联讲解,富有逻辑性,条理清晰,便于学生理解;在对立统一哲学观点的渗透中,教师需要找准“点”,即渗透的哲学观点和体现该哲学点的相关知识点,将两者相互匹配,实现哲学具体化,从而使哲学观点和方法论的渗透顺利进行。
运用,指的是教师在教学设计中对对立统一的哲学观点和相应方法论的运用,主要体现在教师的运用和学生的运用两个方面。教师的运用主要体现在教师用对立统一规律中的哲学观点解释生物学知识,有利于学生对知识的理解和把握,从而取得良好的教学效果。学生的运用主要体现在学生运用哲学观点和相应方法论解决实际问题和人生问题,从而发展科学思维,形成科学的人生观和世界观。此外,对立统一规律的运用还体现在教材内容的编排上,如在北师大版初中生物学教材中,编写者将尿的形成与排出、健康与疾病、生物的遗传和变异等对立统一的知识内容编排到一起,便于教学者教学。