1.1“假说—演绎法”在高中生物新课程教学中运用的探究 素材(人教版必修2).ppt
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“假说——演绎法”在高中生物教学中的应用作者:叶凯来源:《文理导航》2019年第23期【摘要】在“遗传密码的破译”的教学中,按照科学发现史的线索,采用“假说——演绎法”对学生进行科学方法的教育,提高了学生的科学素养。
【关键词】假说——演绎法;遗传密码的破译;教学策略1.教材分析与设计思路本节内容属于选学,可用1课时,本节的主要内容是遗传密码的破译过程,是对本章第1节的重要补充。
学生在第1节中学过遗传密码,但并不了解遗传密码的破译方法,本节课引导学生认识遗传密码的破译过程,使学生通过这一研究过程,学习其中蕴含的现代常用科学研究方法“假说——演绎法”。
采用“假说——演绎法”可以提高学生分析材料、提炼关键信息以及逻辑推理能力。
以分析“尼伦伯格和马太实验”的设计思路为突破口,初步理解遗传密码的破译方法,并在一定程度进行思维延伸:霍拉纳发明了一种新的RNA合成方法,合成的RNA可以是2个、3个或4个碱基为单位的重复序列,仍采用“假说——演绎法”,进一步破解了遗传密码的对应规则。
2.教学目标2.1知识目标说出遗传密码的阅读方式及遗传密码的破译过程,理解克里克设计实验的思路与尼伦伯格和马太——体外蛋白质合成实验的思路。
2.2能力目标通过学习克里克——移码突变杂交实验过程与尼伦伯格和马太——体外蛋白质合成实验过程,体验科学研究的一般过程。
以问题为线索,引导学生通过质疑和推理学习本节内容,按照科学发现史的线索,采用“假说——演绎法”对学生进行科学方法的教育,从而提高学生的科学素养。
2.3情感态度与价值观目标通过对“遗传密码的破译”的学习,使学生明确科学的成功离不开坚实的知识基础、持之以恒的实验探究以及创新的实验方法。
3.教学过程3.1遗传密码的阅读方式引导学生从排列组合的角度和最简原则进行分析,最终推出:3个碱基编码1个氨基酸最为合理,并用PPT展示非重叠和重叠的阅读方式(教材74页图4—10),最终引导学生提出两种关于遗传密码阅读方式的假说:假说①:3个碱基编码1个氨基酸,以非重叠方式阅读;假说②:3个碱基编码1个氨基酸,以重叠方式阅读。
“假设―演绎法”在高中生物教学中应用例析教学关键是使学生陈述性知识转化为程序性知识,发展其能力,而这方面在现实教学中恰恰是欠缺。
英国思维训练专家爱德华?德?波诺认为:“知识不能代替思维,思维也不能代替知识。
”思维以知识为加工材料,以产生新知识为结果,以知识为内容与载体,训练思维技能、技巧与策略以激发思维过程本身已被证实为思维训练好方法。
1.“假说―演绎法”概述1.1“假设―演绎法”在高中生物新课程中地位新课程特别强调教师在各种类型教学活动中,都要努力使学生学会科学剖析一般方法,包括提出问题、做出假设与实践验证等。
“遗传与进化”模块教学有助于学生领悟“假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中应用”。
1.2“假说―演绎法”概念“假说―演绎法”是科学发现一种方式。
一种从创立假说演绎出推论,到实验检验与修正方法。
假说―演绎法是科学认识从经验水平向理论水平上升所必需工具,它肯定了理性与演绎在科学发现中作用,强调了由假说演绎得出结论须用实验来检验,以及假说最后标准是与经验事实对应。
2.“假设―演绎法”在高中生物教学中应用例析2.1利用课本经典素材充分展现假说演绎孟德尔遗传定律揭示过程就是需要精心组织教学“假说―演绎法”经典范例,并让学生以“假设―演绎法”模式为书本标题立副标题,使学生进一步领悟“假说―演绎法”基本框架。
2.2用“假设―演绎法”重组、重演教材在复习“核酸是遗传物质证据”时,首先提出了两个问题:这两个实验实验假说是什么?为什么都能证明DNA是遗传物质?实验背景知识:①萨顿染色体学说②染色体主要成分是DNA与蛋白质③格里菲思提出了“转化因子”④遗传物质应具有基本特性基于事实引领学生形成假说:遗传物质是DNA(或蛋白质),如果把DNA与蛋白质分开,单独地研究它们作用,其中之一必将体现遗传物质应具有基本特性。
▲艾弗里实验为什么能证明DNA是遗传物质?R型肺炎双球菌 S型肺炎双球菌 S型肺炎双球菌。
假说演绎法在高中生物教学中的应用实例作者:李四尧来源:《中学课程辅导·教师通讯》2018年第06期【内容摘要】所谓假说演绎法,指的就是能够让学生对生物现象进行自主观察分析,并针对观察到的生物现象,提出相应的问题,针对这一问题进行合理的想象与推理,进而得出解决这一问题的方法,再据这一方法进行思考,通过实验来检验这一解决问题的方法是否正确的一种生物教学方法。
若是生物实验结果与其相符,则证明假设正确,若是实验结果与其不符,则证明这一假设错误。
其假设演绎推理在高中生物教学中的应用,能够有效的促进学生思维能力的拓展,并且培养学生的动手能力,让学生在实际实验操作中加强对生物知识的理解和掌握,有效的提升高中生物的教学效率,促进学生生物知识水平的提升。
下文就假说演绎推理在高中生物教学中的妙用展开论述。
【关键词】假说演绎法高中生物教学引言高中生物是高中生需要学习的重要科目之一,高中生物知识的学习,有利于拓展学生的知识面,加强学生对生物特征的了解,提升学生的生活技巧,促进学生思维能力的发展,所以在高中时期对学生进行生物知识的教学,有利于促进学生全面发展进步。
但是传统的生物教学中,教师一味对学生进行生物教材内容的灌输,严重影响了学生学习生物的兴趣,不利于生物教学效率的增加,所以这就需要教师创新生物教学方法,进行合理有效的生物教学,那么假说演绎推理方法的应用,不仅能够最大程度上调动学生学习生物知识的主动性,还能够强化学生对生物知识的理解记忆,提升教学效率。
一、假说演绎推理方法在人类发展过程中,许多重要的生物科学结论都是通过假说演绎推理方法发现的,比如牛顿发现光的颜色理论、凯库勒提出苯分子的环状结构、爱因斯坦相对论的提出和验证过程,这些无不体现“假说―演绎法”在科学研究中的重要性。
假说是人们以一定的经验材料和已知的科学事实为依据,以已有的科学推论和技术为指导,对未知的自然现象或事物产生的原因而作出的推测性解释。
高中生物必修2遗传与进化知识点汇总第一章遗传因子的发现 (2)第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一) (2)第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释 (2)第2课时对分离现象解释的验证和分离定律 (8)专题一分离定律的解题方法与攻略 (11)第2节孟德尔的豌豆杂交实验(二) (22)专题二自由组合定律的解题方法与攻略 (29)第二章基因和染色体的关系 (33)第1节减数分裂和受精作用 (33)第1课时减数分裂精子的形成过程 (33)专题三减数分裂的解题方法 (38)第2课时受精作用 (45)第2节基因在染色体上 (49)第3节伴性遗传 (54)专题四伴性遗传的解题方法 (61)第三章基因的本质 (66)第1节DNA是主要的遗传物质 (66)第2节DNA的结构 (72)第3节DNA的复制 (77)第4节基因通常是有效遗传的DNA片段 (77)第四章基因的表达 (83)第1节基因指导蛋白质的合成 (83)第2节基因表达与性状的关系 (90)专题五基因表达相关的题型及解题方法 (94)第五章基因突变及其他变异 (99)第1节基因突变和基因重组 (99)第2节染色体变异 (103)第3节人类遗传病 (109)专题六可遗传变异及其在育种实践中的应用 (113)第六章生物的进化 (119)第1节生物有共同祖先的证据 (119)第2节自然选择与适应的形成 (119)第3节种群基因组成的变化与物种的形成 (123)第1课时种群基因组成的变化 (123)专题七基因频率和基因型频率的计算方法 (130)第2课时隔离在物种形成中的作用 (133)第4节协同进化与生物多样性的形成 (136)第一章遗传因子的发现第1节孟德尔的豌豆杂交实验(一)第1课时一对相对性状的杂交实验过程和解释1.豌豆用作遗传学实验材料的优点豌豆的自花传粉和玉米的同株异花传粉都称为自交2.豌豆人工异花传粉(杂交)的一般步骤3.相对性状一种生物的同一种性状的不同表现类型,叫做相对性状。
“假说—演绎法”在高中生物新课程教学中的应用作者:雷美华李国强来源:《新课程·中学》2013年第08期摘要:“假说—演绎法”应用于高中生物教学不仅可以帮助学生学习理解相关知识,体验科学研究的过程,还可以锻炼学生的逻辑推理能力,同时引导学生去质疑、思考、探索和创新。
谈了“假说—演绎法”在“DNA是遗传物质”探索历程中的应用。
关键词:假说—演绎法;DNA;遗传物质;促胰液素;发现一、方法介绍“假说—演绎法”是在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理得出的预期结果。
如果实验结果与预期结果一致,就证明假说是正确的;反之,则证明假说是错误的。
其基本思路简要表示如下:提出问题→做出假说→演绎推理→预期结果→根据实验结果与预测结果是否一致,判断假说是否正确→得出结论(即正确的假说)。
二、“假说—演绎法”应用举例素材:人教版高中生物必修二第三章第一节“DNA是主要的遗传物质”。
其中DNA是遗传物质的发现史是“假设—演绎法”一次成功的应用。
案例如下:1.提出问题20世纪20年代以前,人们一直认为蛋白质是遗传物质。
首先向这一观点提出挑战的是艾弗里,而艾弗里的实验又是在英国科学家格里菲斯的实验基础上进行的。
1928年,英国科学家格里菲思利用肺炎双球菌进行转化实验:(1)无毒性的R型活细菌注射到鼠体内,小鼠不死亡;(2)有毒性的S型活细菌注射到鼠体内,小鼠死亡;(3)加热杀死的S型细菌注射到鼠体内,小鼠不死亡;(4)无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内,小鼠死亡。
格里菲思的结论:第(4)组实验鼠体内可分离出有毒性的S型活细菌,推测已加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质。
在此基础上,1944年美国的科学家艾弗里和他的同事改进了格里菲斯的实验:(1)从S 型活细菌中提取得到DNA、蛋白质和多糖等物质;(2)将上述提取得到的DNA加入已培养了R型细菌的培养基中,培养一段时间后,在培养基上出现了有毒性的活的S型细菌菌落和无毒性的活的R型细菌菌落;(3)将上述提取得到的蛋白质或多糖加入已培养了R型细菌的培养基中,培养一段时间后,在培养基上只出现了无毒性的活的R型细菌菌落;(4)将上述提取得到的DNA先与DNA酶混合一段时间后,再加入已培养了R型细菌的培养基中,培养一段时间后,在培养基上只出现了无毒性的活的R型细菌菌落。
课例研究“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法,它是指在观察和分析的基础上提出问题以后,通过推理和想像提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结果。
如果实验结果与预期结果相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。
图1为“假说—演绎法”的逻辑关系[1]。
在《普通高中生物课程标准(实验)》的“课程设计思路”部分,阐述“遗传与进化”模块的教学价值时指出,该模块有助于学生领悟“假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”[2]。
在新课标中分为了解、理解、应用三个水平要求,其中属于应用水平的仅有两项,一项是“总结人类对遗传物质的探索过程”,另一项是“分析孟德尔遗传实验的科学方法”。
在课程标准必修二模块的前言部分,还特别指出要让学生“体验科学家探索生物生殖、遗传和进化奥秘的过程”[3],可见引导学生体验科学的过程和方法,是必修二模块的重要任务之一。
本文试归纳、分析高中生物必修2《遗传与进化》中应用了“假说—演绎法”的经典实验。
1.孟德尔遗传定律的提出孟德尔在一对相对性状的杂交实验中,发现了两个问题:F 1为什么全部表现为显性性状?F 2为什么出现3:1的性状分离比?他抛弃了当时流行的融合遗传观点,提出颗粒性遗传因子的假说,这个假说包含以下假设:①性状是由遗传因子控制的,各自独立,既不融合也不消失,显性因子对隐性因子有显性作用;②遗传因子在体细胞内是成对存在的,其中一个来自母本,另一个来自父本;③在形成配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中;④受精时雌雄配子的结合是随机的。
孟德尔的这个假说圆满地解释了实验结果,他还巧妙地设计测交实验以检验假说的核心内容,即如果F 1能产生数目相等的2种配子,那么用F 1和隐性亲本杂交的子代应该出现2种性状,且分离比为1:1。
实验的结果与预期推理的结果相符。
孟德尔的假说加上逻辑的推理,把不可见遗传因子的传递过程转化为肉眼可观察的实验结果,从而提出了遗传学的两大基本定律。
“假说—演绎法”在高中生物教学中的应用——以“探究DNA复制的方式”为例摘要本文以“探究DNA复制的方式”为例,引导学生借助“假说—演绎法”的科学研究方法,逐步还原DNA复制方式的探究历程。
让学生体验科学发现的过程,探寻科学本质,提升演绎与推理的科学思维能力。
关键词 DNA复制假说—演绎法科学思维《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称新课标)提出高中生物教学中既要让学生获得基础的生物学知识,又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。
新课标中也明确提出了要培养学生的演绎与推理能力的要求[1]。
在生物学等科学领域探索中,“假说—演绎法”常被广泛应用。
1 假说—演绎法的内涵“假说一演绎法”是指在观察、实验和分析的基础上提出问题后,通过推理和想象提出解释问题的假说,并根据假说进行演绎推理,预测实验结果,再通过实验来检验。
如果实验结果与预期推理的结论相符,就证明假说是正确的;反之,则说明假说是错误的。
本文以人教版《生物•必修2•遗传与进化》第3章第3节“DNA的复制”中DNA复制方式的探究过程为例,开展演绎推理,逐步建构“DNA分子通过半保留方式进行”这一重要概念,并为发展学生归纳与演绎等科学思维搭建脚手架。
2 基于假说—演绎法的教学过程2.1 创设情境,确定问题学生观看“3·21” 东航MU5735航空器飞行事故搜救视频,并阅读相关资料:公安部物证鉴定中心搭建了遇难者身份识别DNA专项比对工作平台,采集132名机上人员生前DNA样本和亲属DNA样本。
在进行比对时,需大量的DNA,专家组会利用PCR技术扩增DNA,PCR技术实质就是DNA复制。
教师创设问题:DNA是怎样精确复制和传递遗传信息的呢?设计意图:以热点情境引入课堂,激发学生的探究热情。
同时让学生意识到自己所学的知识存在的实质性价值,引起学生主动利用所学知识解释生活和社会问题,助力社会责任的落实。
假说 演绎法 助力高中生物解题的运用分析杜成成(福建省浦城县第二中学ꎬ福建南平353400)摘㊀要: 假说 演绎法 建立在学生观察与分析的基础上ꎬ通过推理ꎬ假设问题可能存在的答案ꎬ再根据答案进行推理ꎬ最后通过实验检验是否正确.如果实验结果与假设答案一致ꎬ则假设正确ꎬ反之则说明学生的假设错误. 假说 演绎法 的基本思路是学生提出问题㊁基于问题提出假设㊁进行推理㊁实验检验㊁判断正误㊁得出答案.通过严谨的解题方法ꎬ能够有效提高学生解题效率ꎬ使学生在解决生物题目时做到游刃有余.关键词:假说演绎法ꎻ解题ꎻ运用探索ꎻ高中生物中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)21-0137-03收稿日期:2023-04-25作者简介:杜成成(1984.7-)ꎬ女ꎬ四川省广安人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中生物教学研究.㊀㊀在高中生物学习过程中ꎬ学生可能会因为知识储备量不足而产生生物学习上的困难.因此ꎬ教师需要将 假说 演绎法 引入到高中生物课堂中ꎬ帮助学生提高学习能力ꎬ使学生形成正确的解题思维.1利用 假说 演绎法 ꎬ强化学生的逻辑思维例题1㊀现在有一种人工膜制成的袋子ꎬ要求学生通过实验检测淀粉和碘是否能够通过该膜.实验室提供实验用具:铁架台㊁烧杯㊁一根棉线以及人工膜袋.提供试剂:1%的淀粉溶液㊁稀碘溶液.解析㊀学生在解决这类题型时ꎬ需要先仔细审题ꎬ明确题目中给出的关键信息.这是一类实验设计生物题型.学生需要根据题目中给出的实验用具ꎬ以及试剂设计相应的实验装置图ꎬ以便更好地解题ꎬ然后根据所学的知识进行分析.题目中要求检验淀粉和碘是否能通过人工膜?根据所学知识ꎬ淀粉遇碘会变蓝的特性进行分析.首先ꎬ按照 假说 演绎法 ꎬ学生假设将碘和淀粉分开放置ꎬ将淀粉放入人工膜ꎬ将碘溶液放置于烧杯中ꎬ假设一:淀粉能够通过人工膜ꎻ假设二:碘能通过人工膜ꎻ假设三:淀粉和碘都能通过人工膜ꎻ假设四ꎬ淀粉和碘两个都不能通过人工膜.然后根据实验室给出的试剂以及工具装置实验.如图1所示ꎬ将实验装置放置一段时间后ꎬ如果人工膜内以及烧杯内液体均不变蓝ꎬ则表明假设四成立.如果人工膜袋内液体以及烧杯内液体均变蓝ꎬ则假设三成立.如果人工膜袋内液体变蓝ꎬ而烧杯内液体不变蓝ꎬ则表明假设二成立.如果烧杯内液体变蓝ꎬ而人工膜袋内液体不变蓝ꎬ则假设一成立.通过使用 假说 演绎法 ꎬ能够使高中生物答案题目更全面㊁更完善ꎬ学生的解题效率也进一步提高.图1㊀实验装置7312利用 假说 演绎法 ꎬ培养学生的严谨态度在高中生物教学中ꎬ遗传学是教学重要内容之一.孟德尔运用 假说 演绎法 发现了基因的分离定律以及自由组合定律.在高中生物遗传学教学过程中ꎬ学生经常遇到基因问题ꎬ利用 假说 演绎法 ꎬ能够有效提高学生的解题效率.例题2㊀已知牛的有角与无角为一对相对性状ꎬ分别由常染色体上的等位基因A与a控制.现有一个农场主养殖有一群牛ꎬ其中无角基因频率与有角基因频率相等.如果从牛群中随机选出一头无角公牛以及六头有角母牛ꎬ让它们进行交配ꎬ每头母牛只生产一只小牛ꎬ生产的六头小牛中ꎬ三头有角ꎬ三头五角.如果让学生根据上述内容ꎬ能否判断出在有角与无角这对相对性状中哪一个为显性性状.如果不能ꎬ请学生设计交配过程ꎬ从而得出正确的显性性状结论.解析㊀根据 假说 演绎法 的基本思路.首先ꎬ学生需要明确所给问题ꎬ牛的有角与无角哪一个为显性性状.基于题目给出的材料ꎬ提出假说.学生在解决基因型遗传问题时ꎬ一般情况下ꎬ假设只存在两种情况ꎬ所以学生只需要提出两种假设ꎬ即无角为显性性状ꎬ或者有角为显性性状ꎬ然后根据假设进行推理.假设无角为显性性状ꎬ则一头无角公牛常染色体的基因型为Aaꎬ有角母牛为aaꎬ两者进行交配ꎬ产出的子代有角与无角的概率分别为1/2ꎬ所以将一头无角公牛与六头有角母牛进行交配ꎬ会产出三头有角小牛与三头无角小牛.假设有角为显性性状ꎬ则无角公牛基因型存在一种情况ꎬ即aaꎬ有角母牛存在两种基因型情况ꎬ即Aa和AA.基因型为AA的母牛的子代都为有角小牛.而AA基因型的母牛产出的子代可能有角也可能无角ꎬ概率均为一半.这种情况下还需要考虑配子的随机性以及后代数量ꎬ所以可能会出现不同的结果.所以根据推理ꎬ不能得出结论ꎬ无法确定有角与无角哪一个为显性性状.学生需要根据自己得出的结论ꎬ以及推理的过程进行杂交环节的设计.在牛群中选择数量较多的有角公牛与有角母牛进行杂交ꎬ缩小可变因素的范围ꎬ以便得到正确的答案.如果后代中出现无角小牛ꎬ则有角为显性性状ꎬ无角为隐性性状ꎻ如果后代全部为有角小牛ꎬ则无角为显性性状ꎬ有角为隐性性状.通过 假说 演绎法 ꎬ能够使学生在面对基因型问题时ꎬ做到游刃有余ꎬ学生的解题效率也得到进一步提高[1].3利用 假说 演绎法 ꎬ锻炼学生的实验能力在高中生物解题教学过程中ꎬ不仅需要重视学生理论问题的解题方法的形成ꎬ也需要注重学生实验设计问题解决效率的提高.例题3㊀农药残留问题一直受到社会的广泛关注ꎬ现在将一块农田作为实验田地ꎬ往实验农田中施加农药Aꎬ一段时间后ꎬ通过测量记录土壤中农药A的含量逐渐下降.请学生设计实验环节ꎬ分析农药A含量下降是由于物理分解ꎬ还是由于微生物降解或是两者共同作用的结果.解析㊀学生需要仔细阅读题目给出的信息ꎬ找出关键信息ꎬ以便更好地解决生物题目ꎬ得出正确生物题目结论.首先ꎬ为避免实验的偶然性ꎬ学生需要选取不同的土壤ꎬ将不同的土壤混合在一起ꎬ并等量的将其放置在烧杯中ꎬ防止其他因素对实验产生的影响(等量控制ꎬ控制变量ꎬ防止其他因素对实验产生影响).然后对不同烧杯进行分组编号.对编号1的烧杯进行灭菌处理ꎬ编号2烧杯不作处理.处理完成后再分别向两个烧杯的土壤中施加无菌农药Aꎬ施加完成后ꎬ马上测量两组烧杯中农药A的平均含量Mꎬ然后将两组烧杯放置在温箱中进行培养(同一个温箱ꎬ控制变量ꎬ防止其他因素对实验结果的干扰)ꎬ培养一段时间后再进行测量ꎬ记录两组烧杯中土壤含有农药A剩余量的平均含量值.根据所得数据进行分析ꎬ即可得出结论.如果编号1烧杯中的土壤农药Aꎬ六周后的平均含量与六周前的平均含量相等ꎬ而且大于编号2烧杯中的土壤农药剩余含量ꎬ则表明农药A的分解仅仅是微生物降解的结果.如果编号1烧杯中土壤农药平均含量ꎬ六周前的大于六周后ꎬ编号2烧杯中的土壤农药含量六周前的大约六周后的ꎬ而且编号1烧杯中与编号2烧杯中的831土壤农药含量相等ꎬ则说明农药的分解是物理分解的结果.如果编号1烧杯与编号2烧杯中土壤农药平均含量均减小ꎬ而且烧杯1中的农药剩余含量大于烧杯2中的农药剩余含量ꎬ则说明农药A的分解是物理分解和微生物降解共同作用的结果.通过 假说 演绎法 能够使学生生物题目解决效率提高ꎬ高中生物答案更全面ꎬ有助于学生后期的学习ꎬ为学生后面的学习奠定夯实的基础[2].4利用 假说 演绎法 ꎬ提高学生的推理能力假定能使学生对生物学现象有新的理解ꎬ进而使他们对生物学现象有明显的兴趣.在教学中ꎬ教师要主动引导学生深入地剖析有关的现象ꎬ并逐步提出逻辑性的假定ꎬ以提高他们的逻辑思维能力.例题4㊀有丝分裂中期DNA数与染色体数的比与后期DNA数与染色体数的比分别为和.解析㊀该题考查了有丝分裂过程中染色体数目和DNA分子数的变化规律.有丝分裂中期的细胞ꎬ其DNA已经完成了复制.即每条染色体包含两条染色单体ꎬ每条染色单体含有1个DNA分子ꎬ所以ꎬ每条染色体含有2个DNA分子.即DNA分子数和染色体数的比为2ʒ1.在有丝分裂后期ꎬ由于着丝粒一分为二ꎬ导致两条染色单体彼此分离变成了两条染色体ꎬ结果染色体数目暂时加倍ꎬ但DNA分子数没变ꎬ故DNA分子数与染色体数的比为1ʒ1.DNA分子复制方式的提出与证实也是采用假说 演绎法[3].5利用 假说 演绎法 ꎬ发展学生的总结能力实验的结果可以很好地证明现象的结论ꎬ并且必须经过实验的检验ꎬ才能得出所有假定推理的合理法则和理论.因此ꎬ在教学过程中ꎬ教师要主动引导学生对实验设计㊁操作过程和最后的结论进行深入的研究ꎬ让学生更好地了解其形成过程ꎬ并体会其与实验的一致性ꎬ从而让他们体会到 假说 演绎 的魅力.这样ꎬ学生就能从假定中推断出一个合理的结论ꎬ并进行验证.例题5㊀控制眼睛颜色的基因在X染色体上ꎬ它的基因是A㊁a它的控制翅膀长度的基因在常染色体上面ꎬ基因是B㊁b.两个果蝇都变现为红色眼睛较长翅膀ꎬ他们的后代的表现见表1ꎬ那么亲本的基因型为.表1㊀果蝇后代的表现表现型红眼长翅红眼残翅白眼长翅白眼残翅雌蝇2101雄蝇3131㊀㊀解析㊀首先ꎬ这个问题的目的是看学生是否掌握了外在表现ꎬ特别是推断出他们内在基因的变化.然后找到对应的方法ꎬ具体方法有两种ꎬ一种是用填空法考查基因的遗传:看不见的隐性基因为纯合体ꎻ显性表达可以是纯合体或杂合体ꎬ即至少一个基因是显性的ꎬ而另一个基因是从其后代的实现形式推断出来的.另一种是比例分析:通过观察其后代表现形式的分布来推断:一对不同的表现形式的亲代自交ꎬ后代的两个不同的性状比例为3ʒ1ꎬ则亲本一定是杂合体ꎻ二对相对性状自交ꎬ后代之比为9ʒ3ʒ3ʒ1ꎬ则亲本一定是双杂合体.例如这道题中的翅膀长度的基因ꎬ它的比例是3ʒ1ꎬ那么它一定是杂合体.在做题的过程中ꎬ要总结两种方法ꎬ深入了解ꎬ了解内在原因ꎬ做透彻.无法记住分配比例ꎬ不仅成本高ꎬ而且效果不佳.做题过程中ꎬ要将两种方法进行总结ꎬ深入地理解ꎬ将其内在的原因弄明白ꎬ搞透彻.不能死记硬背其分布比率ꎬ这样的方法不仅耗费精力ꎬ效果也不明显. 假说 演绎法 的目的不仅在于判断真假ꎬ更在于形成科学的结论.参考文献:[1]杨东波ꎬ罗会棱.假说 演绎法在生物解题中的应用[J].中学生数理化(教与学)ꎬ2011(5):85. [2]陈卫东. 假设演绎法 在生物解题中的运用[J].中学生物教学ꎬ2013(12):54-56. [3]林庆娟ꎬ杨军.假说 演绎法在高中生物教学中的应用[J].中学教学参考ꎬ2019(35):86-87.[责任编辑:季春阳]931。
例谈“假说—演绎法”在高中生物教学中的应用优秀获奖科研论文摘要:“假说—演绎法”是人们认识事物、探究规律的重要科学方法之一。
“假说—演绎法”在高中生物课堂中的实施,以观察为基础,以演绎为核心,以实验为重点,引导学生积极探究、自主思考、掌握方法,拓展学生的热情和思维空间。
关键词:高中生物假说—演绎法逻辑推理能力《高中生物新课程标准》明确强调:对学生探究能力、创新能力的发展,要求学生掌握基本的探索方法和技巧,以便为将来的学习和工作奠定基础。
“假说—演绎法”是高中生物学习的最基本方法,学生要结合原有认识建立假说,通过层层推进、逻辑演绎、实验操作来验证假说的正确性,从而获取新知,提升能力。
一、“假说—演绎法”的概念和逻辑关系“假说—演绎法”是指通过对事物的观察与分析,提出问题,并据此进行猜想、推理而得出解释问题的一种或几种假说,以假说为出发点进行演绎推理、设置实验、推理验证,得出与实验事实相符的假说或者推翻某种假说,最终获取真理。
“假说—演绎法”又被称为演绎推理,是科学研究的常用方法之一,是形成和构造科学理论的重要思维方法。
该方法具有“预期结论,推理验证”的特点,在问题提出后,根据自身的认知特点和生活经验来尝试解决问题。
在推理中提出假说,并对其中的理论或规律进行预测,学生围绕假说进行分析、推理和讨论,设置一系列的实验进行验证,在不断的检验和修正中,构成相关的理论。
可见,“假说—演绎法”是培养学生逻辑推理能力的优秀载体,对学生逻辑思维、创新能力等方面的发展起到了积极的作用,图1为“假说—演绎法”中的逻辑关系。
二、“假说—演绎法”的教学实施策略1.观察是基础,提出问题激发思维意识观察是开启学生思维模式的钥匙,是对个别、特殊、具体事物进行演绎归纳的前提。
学生在观察的过程中,教师要引导学生对事物的细节进行细致观察,找出事物之间的联系,推进学生由感性认识向理性思考的过渡,调动学生的原有认知、情感和经验,对事物进行积极地分析,找出其中的核心,让学生全身心地投入到建立假说的模式中去。
假说—演绎法、自由组合定律的应用一、教材分析孟德尔豌豆杂交实验(二)是高中生物人教版必修2《遗传与进化》第1章第2节的内容。
本节的主要内容是基因的自由组合定律,教材通过再现孟德尔的两对相对性状杂交实验完整过程,用假说演绎的方法解释两对相对性状的杂交实验现象,对这个现象的解释及对这个实验的验证。
教学重点:对自由组合现象的解释;阐明自由组合定律;分析孟德尔遗传实验获得成功的原因。
教学难点:对自由组合现象的解释。
它是下一章《减数分裂与受精作用》的基础,也是后面学习生物变异和进化的基础,因此它不仅是本章的重点,更是这本书的重点内容。
本节内容分为两课时。
由于学生在第1节孟德尔豌豆杂交实验(一)中已经了解了一对相对性状的杂交实验过程、现象以及解释和验证,所以在这一节内容中可以更多的让学生自己参与这个探究过程。
体验假说演绎法这一科学研究的一般过程,体验孟德尔敢于质疑、敢于创新、勇于实践以及严谨、求实的科学态度和科学精神。
二、设计思想孟德尔豌豆杂交实验的内容在传统的教学中基本上是以讲授为主线进行,很少有学生的参与,限制了学生思维的积极性,使知识传授和能力培养相互脱节。
在新课程背景下要求提高学生生物科学素养,面向全体学生,倡导探究性学习和注重与现实生活相联系,所以我根据新课程理念的指导,参照《课程标准》对本节课的要求,本设计采用“假说—演绎法”开展本节内容的教学,在对两对相对性状的杂交实验探索过程中设置一系列环环相扣的问题,让学生主动参与问题的分析。
同时,利用简易模具让学生自己参与到两对相对性状杂交实验分析中,深入理解棋盘法。
在分析和解决问题的过程中不仅让学生自主建构知识框架,同时体验到了孟德尔科学的研究方法。
三、重点难点教学重点:自由组合现象、实质及其应用;孟德尔遗传实验获得成功的原因。
教学难点:对自由组合现象的解释。
四、教学目标知识目标(1)阐明孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律;(2)分析孟德尔遗传实验获得成功的原因;(3)说出基因型、表现型和等位基因的含义。
假说-演绎法在高中生物教学中的应用作者:杜军来源:《课程教育研究》2020年第40期【摘要】众所周知,我国由于深受传统教学观念的影响,很多高校的老师都比较重视向学生传授知识,但是却忽略了教导学生如何培养科学的思维能力。
在生物这一学科中,需要学生进行试验才能更好的传授知识,但是老师在学习孟德尔的豌豆杂交实验时,往往仅传授了遗传规律的知识,但是却忽视了假说-演绎法在教学中的重要作用。
本文主要阐述假说-演绎法是什么,以及其在高中生物教学中的应用。
【关键词】假说-演绎法; 高中生物; 邏辑思维【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2020)40-0084-02随着新课改的不断深入和发展,高中生物的课程标准也发生了很大的改变,其要求老师在教学的过程中要不断地激发学生的探究、创新能力,让学生掌握一些基本的探究技巧,这样才能够顺应时代的发展,成为社会的有用之才。
“假说-演绎法”其实在我国高中生物就是学习过程中的一种最基本的科学方法,只有高中学生在重新结合自身原有的科学认识之后我们才能重新建立一种科学假说,才真的能够在通过层层的不断推进,逻辑上的演绎以及其在实践中的操作之后来不断地重新验证这种假说方法是否正确,从而在这一连串的验证过程中才能学习到新的科学知识、提升自己的科学能力。
一、什么是假说-演绎法假说-逻辑演绎验证法就是通过对一件特殊事物的实验观察、分析,提出一些实验问题,然后再依据其中的问题性质进行逻辑猜测、推理而最终获得几种基本能够有效解决这些问题的实验假说,最后再根据这些假说问题进行演绎推理、通过验证实验推理来进行验证逻辑推理,得出几种符合原有实验推理事实的验证假说或者说就是通过推翻几种原有的实验假说,从而最终获取实验真理。
假说-演绎法是目前我国科学家们比较常用的方法之一,在一定程度上能够推理科学理论的形成和构造。
由于这个方法主要是要先预知结果,然后再进行推理验证,这就需要学生围绕假说来不断地分析、讨论,在一次又一次的实验验证中得出相关的理论知识。
浅谈假说演绎法在高中生物科学史教学中的应用【摘要】在高中生物必修模块的学习中, 很多的生物科学史完整或部分应用了假说演绎法, 在新的高考考察生物学科核心素养的背景下, 对科学史的学习能更好的体现生物学科核心素养的科学探究、理性思维、社会责任和生命观念。
【关键词】假说演绎法;生物学科核心素养假说演绎法(Hypothetico-deductive-method)又称为假说演绎推理, 是指在观察和分析基础上提出问题以后, 通过推理和想象提出解释问题的假说, 根据假说进行演绎推理, 再通过实验检验演绎推理的结论。
如果实验结果与预期结论相符, 就证明假说是正确的, 反之, 则说明假说是错误的。
在新的高考考察生物学科核心素养的背景下, 对科学史的学习能更好的体现生物学科核心素养的科学探究、理性思维、社会责任和生命观念。
核心素养的提出就是我国素质教育的另一个新台阶, 这对传统教学模式下的教学方法和教师的教学能力提出了新的要求, 这就要求我们教师能够转变教学观念, 调整教学策略, 改变教学行为, 以学生为中心, 尊重学生的独立性和自主性, 给予学生自主讨论解决问题的机会。
所以, 对高中生物科学史的教学, 能有效应用假说演绎法可以提高课堂的有效性, 增加师生的交流和互动, 培养学生的理性思维和科学学探究, 现在就对运用假说演绎法对科学史的教学做简单示例。
一、孟德尔对遗传规律的探究史——认识假说演绎法的基本步骤1.科学实验发现事实孟德尔以豌豆为实验材料进行了一对及两对相对性状的杂交实验, 基本程序是:以具有相对性状的亲本(P)杂交得F1→让F1自交得F2→对F2的性状表现进行统计分析→得出性状分离比为3:1(一对)或9:3:3:1(两对)。
2.推理想像提出假说如何解释“F1表现一种性状, F2性状分离且呈现一定分离比”呢?孟德尔通过推理想像, 提出如下假说:(1)生物的性状由遗传因子决定。
(2)体细胞中遗传因子成对存在: 纯合体的遗传因子组成相同, 杂合体的组成不同。
高中生物“演绎法”教学分析——以人教版为例摘要:高中生物具有较强的探索性,要想使学生学好这门科目,教师就必须积极改进教学方法、合理安排教学活动,以此来促使学生激发学习兴趣并增强探索意识。假说—演绎法旨在通过引导学生观察、演绎、实验等过程促使其积极思考探究相关知识并掌握学习生物的方法技能,不仅有利于帮助其提升其学习热情,而且也有利于培养学生的核心素养。只有将假说—演绎法积极地引入到教学活动中,才能够促使学生对所学知识产生更加深刻的理解。关键词:高中生物;假说—演绎法;教学活动1“假说———演绎法”的内涵与作用“假说———演绎法”作为常用于现代科研的科学方法,在使用过程中以观察为基础,通过想象推理提出解决问题的假说,通过假说去进行演绎推理,最后以试验结果检验推理结论的正确性,试验结果与预期结论相符则假说就是正确可行的,试验结果与预期结论有差异则证明假说是错误的。处于高度理论概括和实践检验的现代科学正注重对各种假说的检验,传统的经验材料收集已经不符合现阶段的科学需求了。除了在科学的研究过程中被广泛应用外,“假说———演绎法”也逐渐被应用于现阶段的生物教学中,在高中生物教学过程中的广泛应用不仅能够加深学生对生物知识的学习,而且还能够培养学生的自主探究学习能力。2高中生物“假说———演绎法”教学分析2.1提出问题在20世纪20年代以前人们对于“蛋白质是遗传物质”的说法深信不疑,首次质疑这个观点的人是美国科学家艾弗里,其在英国科学家格里菲斯的实验基础上进行研究探索最终证明自己观点是正确的。英国科学家格里菲斯在1928年利用肺炎双球菌进行体内转化实验,通过实验格里菲斯指出S型死细菌中存在某种“转化因子”能够使R型活细菌转化成S型细菌。但是“转化因子”是什么物质一直困扰着科学家。在传统的高中生物教学过程中,以考试重点为教学依据,在教育教学中注重对学生理论知识的积累教育,忽视了学生学习能力的培养,大多数学生有知其然不知其所以然。演绎法与生物教学的有效融合,在提出问题阶段不仅能让学生明晰理论知识的前因后果,而且对于学生在学习过程中提出问题的勇气和正确提问的能力培养也有积极的促进作用,因此在教学过程中教师应该注重学生提出问题能力的培养,通过学生的提问去进行学生学习情况的判断,从而制定针对性的教学方案。2.2做出假说通过了前期的观察、质疑、提出问题这个过程,艾弗里勇敢的提出了不同于别人的看法(也就是假说),艾弗里的观点是:DNA是遗传物质,蛋白质等其他物质不是遗传物质。在传统高中生物教学中对已有知识结论背记的注重无形中加剧了学生对课本知识和教师讲授内容的权威性认知,这样的想法不仅固化了学生在生物知识学习过程中的学习模式,而且限制了学生提出问题和假说的能力。使用演绎法教学不仅是通过这种科学的教学方法针学生的基础知识认知,而且通过演绎法的方法展示打破了课本为标准的固有认知,解放了学生独立思考的能力和解决问题的勇气,有利于实践性人才的培养。2.3演绎推理艾弗里根据自己的观点做出了一下推理:设想将S型细菌破碎,然后通过提取、纯化等操作得到DNA和蛋白质等物质。接下来再将得到的各种物质加入到R型细菌培养基中培养R型细菌,应该只有加入DNA的培养基中生长出S型细菌的菌落。在高中生物教育中除了要鼓励学生提出问题和解决问题,还要注重通过演绎推理来培养学生根据自我问题的整体规划和可行性分析的能力,避免因为对自我问题的盲目探索所产生的错误结论对学生积极性的打击。2.4设计实验艾弗里按照设想设计实验,进行实验,最终的确只有加入S型细菌DNA的培养基上长出S型细菌的菌落,而其他的培养基上都只有R型细菌的菌落。现阶段的高中生物教学除了注重学生理论知识的教学,对于学生试验能力的培养也逐渐成为教学重点,通过设计试验重要性的普及,从根本上改变学生对于试验设计的不重视,养成学生试验前进行试验设计的好习惯。2.5分析结果,得出结论艾弗里实验结果与推测结果吻合,说明其实验假说的正确性。但是由于当时物质提纯技术的限制,造成艾弗里提取的DNA中有0.02%的蛋白质,所以实验结果遭到了其他科学家的质疑。面对质疑,艾弗里认真分析,提出了补充对照组:加入S型细菌的DNA和DNA酶,R型细菌不能转化。通过补充实验充分证明了其实验结论的准确性。在教学过程中除了培养学生标准的试验操作和试验能力,还要培养学生在试验后对试验结果进行分析检验的能力,以保证试验的有效性。另外,通过对艾弗里实验的分析,使学生明白在科学研究中要有直面困难的勇气,不怕失败,才能取得最终的成功。3演绎法在高中生物中的应用策略3.1以观察为基础,拓展学生的思维空间观察是培养学生思维模式的钥匙,在《DNA是主要的遗传物质》的教学过程中,不仅有提出问题、提出假说、演绎推理、设计试验、分析结果的流程,在教学过程中教师应该通过引导学生进行细致观察拓展学生的思维空间,促进学生对感性观察知识转变为理性认知,从而调动学生的经验、情感、认知于生物教学。3.2以演绎为核心,运用假说进行推理演绎指的是对客观现象进行推理分析的过程,学生对相关生物现象进行演绎后可以形成初步的学习认知。在推理演绎时,教师不得单方面地为学生讲授、灌输整个过程,必须为学生留一定是思考空间,使其能够充分利用原有知识储备来思考所提问题,并促使其在互相交流中提出合理的生物假说,进而使其感受到探索问题的乐趣,从而确保学生能够积极踊跃地参与到实验探究与规律验证当中。假说可以帮助学生对相应的生物现象形成新的认知,能够显著提升学生对于生物现象的学习兴趣。在这个过程中,教师务必要积极引导学生对相关现象进行深层分析,逐步提出合乎逻辑的假说,从而增强学生的逻辑推理思维。3.3以实验为重点,提升判断总结能力实验结果是现象结论的有力保证,所有的假说—演绎只有通过实验验证才能够得出合理的规律与理论。因此,教师要积极引导学生分析课本中的实验设计、操作过程以及最终结论,使其深刻感悟知识结论的形成过程并体会演绎结论与实验结果的一致性,从而让学生们感受到假说—演绎法的魅力。例如,师生们在提出前文所述假说后可以设计合理的测交实验来对这一假说予以验证,此时也要告诉学生要对该假说进行直接验证就必须使用显微镜来对遗传因子与繁殖子代时的传递方式予以观察,这明显是不可取的;因此,同学们便能够依据假说内容来演绎出一个合理的结果并对其予以验证。测交实验的讲授内容如下:①为学生指出:若F1代豌豆是杂合体则其在繁殖时必会形成等量的两种配子;②告知学生:孟德尔由该假说设计出了如下的豌豆测交方法:取F1代杂合体与隐性纯合子进行杂交,统计其后代中的高、矮茎比例,预测结果为1:1,实际结果也为1:1。③引导学生仔细思考上述实验并总结相关结论。学生从这一结果中便可得到以下结论:遗传因子之间是成对组合的,各因子在繁殖子代时分离并形成配子,高、矮茎因子经过分离来传给不同的子代。4结语在高中生物学教学过程中运用“假说———演绎法”不仅能使高中生物学科学史教学合理展开,而且能够从根本上促进学生对生物知识的理解。学生在学习过程中可以探寻知识与实践之间的奇妙联系,从而培养学生的生物逻辑思维,这样不仅在理解生物科学知识的前提下提升学生理论知识的积累,而且有助于培养学生自主学习的能力。参考文献:[1]潘宇.“假说—演绎法”在高中生物教学中的应用与反思———以《基因在染色体上》的教学为例[J].中学教学参考,2018(35):77-78.[2]祝晓雨,郭宇红,王弋博.高中生物实验“从生活中来,经实验之路,到理论中去”———以天水一中为例[J].考试周刊,2017(80):166.[3]循着科学家的足迹探索————“DNA是主要的遗传物质”一节课堂实录[J].考中学生物教学,2013(9):52-54.。
课堂艺术假说演绎法在高中生物教学中的应用■郭智力摘要:高中阶段的生物课程教学过程中,要充分注重教学方法的创新应用,为学生学习生物知识起到积极促进作用,让学生能够在实际学习中不仅掌握知识内容,也要掌握学习的方法。
本文先就高中生物教学假说演绎法的应用程序以及应用要点简要阐述,然后就假说演绎法的应用措施详细探究,希冀能借此假说演绎法的研究分析,为生物教学起到积极作用。
关键词:高中生物;假说演绎法;应用措施引言:高中生物课程教学过程中通过对假说演绎法的应用,能够为学生生物课程的学习起到积极作用,有助于培养学生探究以及创新能力,辅助学生掌握相应探究学习的方法,为学生综合学习发展打下坚实基础。
1.高中生物教学假说演绎法应用程序及要点1.1高中生物教学假说演绎法应用程序高中生物教学质量的提升需要在教学方法的创新方面加强重视,将假说演绎法作为改善教学现状的重要动力,发挥假说演绎法的应用价值,为生物教学质量的有效提升起到积极促进作用。
假说演绎法的应用有着相应的步骤,教师在应用该教学方法的时候要把握好要点,通过假说演绎法的应用来促进学生高效化学习。
主要的步骤是:①客观事实观察分析;②提出假说;③演绎推理;④实验验证;⑤实际结果和预期结果;⑥不符合的假说不成立,符合的假说成立。
1.2高中生物教学假说演绎法应用要点为促进学生学习生物知识的效率提升,需要在实际教学当中能从教学方法的创新层面加以重视,将假说演绎法加以科学化运用,对提升学生学习质量发挥积极作用。
但在应用假说演绎法的时候教师要从每个环节要点上加强重视,给学生留有足够思考的空间以及时间,让学生对生物知识内容进行思考,对培养学生探究思考能力发挥积极作用。
另外,假说演绎法的实际应用中教师要引导学生合理推理,并在科学发现当中加以科学应用,从这些层面得到了强化,才能有助于发挥假说演绎法的应用作用。
2.高中生物教学假说演绎法应用措施生物课程教学中运用假说演绎法要结合实际教学的内容而设计,从以下几点加强重视:2.1注重学生观察,调动学生思维培养学生观察能力是比较重要的,这是调动学生思维、培养学生探究能力的关键。
“假说——演绎法”的专题教学探究方钧摘要:“假说——演绎法”是高中生物学中的重要教学内容,对提高学生的科学素养有着重要意义。
因此有必要开展“假说——演绎法”的专题教学。
在教学过程中从三个方面引导学生系统学习“假说——演绎法”:理解假说——演绎法在科学研究中的作用、以经典实验模仿科学家的思维过程、实践应用“假说——演绎法”。
关键词:假说——演绎法、高中生物、专题教学假说——演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,是提高学生科学素养的重要内容,也是高考中常考的内容。
因此在高中生物教学过程中,开设“假说——演绎法”的专题教学是很有必要的。
1“假说——演绎法”在科学研究中的作用“假说——演绎法”是指在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想像提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。
如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。
“假说——演绎法”是形成和构造科学理论的一种重要思维方法。
现代科学研究的基本步骤是:图11.1假说是设计实验的原理。
1.2预期实验结果是根据假说进行演绎得出的。
1.3实验结果并不直接证明假说本身,而是证明依据假说演绎的预期实验结果是否正确。
1.4可以结合数学中的程序设计思想来看待此流程图,“假说——演绎法”使现代科学的研究通过不断地修正假说,最终指向正确的结论,从这个意义上说,“假说——演绎法”是现代科学研究的核心方法。
2 感悟教材中的经典实例在教材中,提供了较多的与假说——演绎法相关的经典实验,在对于这些经典实例的教学中,一定要让学生去总结、感悟“假说——演绎法”与科学发现之间的关系,教师的关键是引导学生思考并总结归纳。
2.1孟德尔实验2.2摩尔根实验表22.3 DNA的半保留自复制实验以上表格可以课前准备好,学生在课堂上分小组讨论完成。
3 实战演练假说演绎法的学习不是一下子就能掌握的,而是要通过一定阶段的训练才能真正领会并熟练运用,教师要精选一些试题让学生进行演练,巩固加深学生对假说——演绎法的认识,从而提高学生的思维层次。
例析假说演绎法在高中生物教学中的应用发表时间:2020-08-28T03:32:34.666Z 来源:《教育考试与评价》2020年第2期作者:周昌莲[导读] 以实验为重点,引导学生积极探究、自主思考、掌握方法,拓展学生的热情和思维空间。
安徽省濉溪中学 235100摘要:假说演绎法是一种重要的科学发现模式和重要的科学研究法。
在高中生物教学中有效应用假说演绎法,首先要理解假说演绎法的概念和逻辑关系,再通过挖掘教材具体实例分析其各个步骤,方可促进学生更好地学习生物。
关键词:假说演绎法;高中生物教学;应用“假说一演绎法”是人们认识事物、探究规律的重要科学方法之一。
“假说一演绎法”在高中生物课堂中的实施,以观察为基础,以演绎为核心,以实验为重点,引导学生积极探究、自主思考、掌握方法,拓展学生的热情和思维空间。
一、“假说一演绎法”的概念和逻辑关系根据高中生物教材,“假说一演绎法”的定义可以理解为根据实验现象或结果提出问题,然后经过严密的逻辑推理和想象提出假说,接着以假说为出发点进行演绎推理、设计实验并推理验证,最终总结规律,得出结论的一种科学研究方法。
假说演绎法的基本步骤包括“观察现象、提出问题、作出假设、演绎推理、验证假设、得出结论”六个基本环节。
该方法是培养学生逻辑推理能力的优秀载体,对学生逻辑思维、创新能力等方面的发展起到了积极的作用,下图为“假说一演绎法”中的逻辑关系。
二、“假说一演绎法”在教学中的应用1.观察是基础,提出问题激发思维意识有认知、情感和经验,对事物进行积极地分析,找出其中的核心,让学生全身心地投入到建立假说的模式中去。
例如,在《DNA复制》一节中,教师要积极引导学生阅读教材“对DNA分子的复制的推测”部分内容,让学生通过观察,认识和了解沃森和克里克关于DNA复制的“半保留复制”假说。
然后教师引导提出有探究价值的另一种假说- “全保留复制”,并补充,其他科学家也提出了“全保留复制”的假说。
“假说—演绎法”在高中生物新课程教学中运用的探究摘要:伴随着世界科学技术的的快速发展,新一轮的基础教育课程改革已在各个学科中全面开花。
这就要求在教育第一阵线上的广大教师要顺应时代的步伐,审时度势,不断更新教学观念,合理选择教学策略和教学方式,对于落实高中生物新课程标准倡导的“提高每个高中学生的生物科学素养”的课程理念是至关重要的。
因此,本文在查阅大量文献资料的基础上,以“假说—演绎法”为立意核心,简要阐述了“假说—演绎法”的含义、《遗传与进化》模块中适用“假说—演绎法”教学的素材、典型案例分析及教学建议、试题运用等方面进行了论述。
关键词:高中生物新课程;假说一演绎法;案例分析;运用养成。
“假说—演绎法”在高中生物新课程中运用的探究《普通高中生物课程标准(实验)》的“课程设计思路”部分,关于“遗传与进化”模块的教学价值时指出:该模块有助于学生领悟“假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。
这里提到的“假说演绎”不经意间是很容易被人们忽视的。
因为“假说——演绎法”在我国以前的中学生物学教学中没有明确要求,许多教师不仅对假说演绎的内涵感到陌生,而且对其教学的落实更加困惑;因而在新课程的高中生物学教学中出现忽略“假说一演绎法”的教学或者教学不到位的现象。
事实上,“假说一演绎法”对于落实“标准”倡导的“提高每个高中学生的生物科学素养”的新课程理念是至关重要的。
一、“假说—演绎法”的教学思维是提高学生生物科学素养的重要手段。
科学假说是人们以一定的经验材料和已知的科学事实为依据,以已有的科学理论和技术方法为指导,对未知的自然事物或现象产生的原因和运动规律及其未知事物的存在或尚待发现的预期事物的形象等所做出的推测性解释(或猜测、猜想)。
“假说—演绎法”是形成和构造科学理论的一种重要思维方法。
对学生来讲是“授之以渔”的过程重要手段之一;学完课程以后,别的都可以忘记,这些方法会存留下来,这就是真正的素养和能力。
考纲也明确要求:能运用“假说—演绎法”等科学探究的方法解决基本的生物学现象。
“假说—演绎法”的基本特点是:在科学研究过程中,研究者在观察、实验的基础上,对所获得的事实材料进行加工制作,首先提出某种作为理论基本前提的假说来;然后以假说作为出发点,逻辑地演绎出可由经验检验的结论,构成一个理论系统。
用这个理论系统解释和预见所研究的对象系统的各正。
通俗的讲,“假说—演绎法”是在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。
如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的,反之,则证明假说是错误的。
所以,“假说—演绎法”的基本思路可以概括为右图。
在“生物必修2——遗传与进化”模块中的教材设计的核心理念之一:主要就采用了“假说一演绎法”。
在孟德尔证明遗传因子的分离规律时,他以“假说”作为理论依据,推导出可出现的具体事例(测交后代会出现1:1),并以实验去验证,这一发现过程就是“假说一演绎法”基本思路的完整体现。
所以有关这一节内容是高中生物新课程教学渗透“假说一演绎法”教学的难得的好素材,特别是在促进学生感悟创新科学研究方法及探究生物科学的能力培养上,有着不可替代的作用。
二、运用“假设—演绎法”进行新课程教学的案例分析,旨在引领学生生成“假说-演绎法”的科学思维方式。
素材1:孟德尔“一对相对性状的实验”中“假设——演绎法”的实施及探究。
案例如下:尤其值得说明的是:本案例的教学难点在于让学生理解孟德尔研究过程中的哪个步骤是演绎。
学生看到的是,孟德尔提出假说后,就设计测交实验进行检验了,那么哪一步是演绎呢?事实上,观察、实验所检验的常常不是假说本身,而是假说的推论,即从假说中逻辑地推导出来的描述个别现象或事件的推论。
如果孟德尔要直接验证他的假说,只能用显微镜观察的方法,确定遗传因子的真实存在和遗传因子的传递方式,这在当时是不可能的。
那么,孟德尔设计的测交实验,实际上检验的是“推论”。
这个“推论”,就是根据假说对测交实验所进行的演绎推理得到的论题——杂合子生成配子时具有对性关系的遗传究竟是不是杂合子因子分离,也就是课本中提到的测交实验结果所要证实的推论:⑴F1(Dd)?⑵如果是杂合子,生成配子时具有对性关系的遗传因子果真分离吗?……2.教学中要注意引领学生自我生成“假说——演绎法”的科学思维方式。
首先,“假说——演绎法”的过程是不能用灌输、堆砌等教育方式的,而需要教师引导,学生自觉认同。
科学是经得起检验的,在质疑中,科学将越来越成熟。
同样,在学生质疑中,将增强学生对科学的认同感。
对于学习中有不同看法的学生,要鼓励他们发言,发表不同观点。
对于有意义的问题,加强讨论、交流,培养学生学会倾听的好习惯是十分有益的。
一旦讨论开始,讨论者会逐渐意识到,权威、迷信、书本、感情、传统等等左右人看法的因素,在讨论场上都显得无能为力。
唯一的仲裁者是理性,即事实和逻辑。
在本课学习中,要使学生体会到孟德尔生活的时代是根本无法看到“遗传因子”的,借助“观察——归纳法”是无法研究出遗传规律的。
因此,引导学生从当时的实际情况出发,尝试把自己变成孟德尔,以他的思维方式提出问题,进行分析,形成假说,进行演绎推理,进而引导他们自行设计出测交实验,这种对重要科学史的重现,既能深入理解科学知识,也是培养思维能力和科学方法的重要途径。
其次,活跃的思维是课堂教学成功的保证。
在重现孟德尔实验和思维方法的过程中,不仅有分析、推理、归纳、演绎,还有设计和想象等思维活动。
教师要有足够的耐心,精心设计问题和提出问题或由学生提出问题,引领学生主动思维和分析。
鉴于此,给学生足够的时间进行思考和讨论是非常重要的。
比如:为什么子一代都是高茎的?难道矮茎性状消失了吗?为什么F2代中又出现了矮茎呢?F2代出现3:1的性状分离比是偶然的吗?另外,还可以依据学生理解能力的实际情况,设计更深一步的问题:为什么孟德尔不是用F1代自交来证明其假说,而是将F1代与矮茎进行测交呢?……再次,以“假设—演绎法”的思维模式为教材标题立意副标题,对学生能够科学领悟“假说—演绎法”的精髓也起到了画龙点睛的作用。
如为教科书中标题起的副标题如下:书中标题相应副标题一对相对性状的实验观察实验,发现问题对分离现象的解释分析问题,提出假说对分离现象的验证演绎推理,实验验证分离定律得到证实,假说成立3.可以采用“假设—演绎法”教学的其它内容的案例及简要说明。
素材 2:如果孟德尔假设的遗传因子,即基因确实存在,那么,它到底在哪里呢?1903年,美国遗传学家萨顿发现,孟德尔假设的一对遗传因子即等位基因的分离,与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。
萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系,提出假说:基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的,也就是说,基因位于染色体上。
美国遗传学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论,也怀疑萨顿的假说,后来他做了大量的果蝇杂交实验,用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体— X染色体联系起来,从而证实了萨顿的假说。
由此可以看出,对基因与染色体的关系的探究历程,也是假说一演绎的过程。
素材3 :DNA分子结构和复制方式的提出与证实,以及整个中心法则的提出与证实,都是“假说一演绎法”的案例。
以DNA分子的复制方式的阐明为例。
美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名的论文的最后写道:“在提出碱基特异性配对的看法后,我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。
”他们紧接着发表了第2篇论文,提出了遗传物质自我复制的假说:DNA分子复制时,双螺旋解开,解开的两条单链分别作为模板,根据碱基互补配对原则形成新链,因而每个新的DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。
这种复制方式被称为半保留复制。
1958年,科学家以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记法设计了巧妙的实验,实验结果与根据假说一演绎推导的预期现象一致,证实了DNA的确是以半保留方式复制的。
三、“假设—演绎法”在破解经典遗传探究题中的科学运用。
遗传探究题题目在高考中占很大比重,而其类型差异较大,呈现的形式灵活多变,提供的信息较为隐晦,常常令学生手足无措,思维混乱,得分甚微。
其实,遗传探究题的解题思路不外乎“假设→推断→结果→结论”,其实就是“假设—演绎”的过程。
因此,只要掌握了“假设—演绎法”的思维方法,此类问题往往容易迎刃而解。
例如:(2006年高考理综全国卷1)从一个自然果绳种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇,这两种体色的果蝇数量相等,每种体色的果蝇雌雄各半。
已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制,所有果蝇均能正常生活,性状的分离符合遗传的基本定律。
现用两个杂交组合:灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇,只做一代杂交试验,每个杂交组合选用多对果蝇。
推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状,并以此为依据,对哪一种体色为显性性状,以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题,做出相应的推断。
解题思路:(1)理清条件:自然种群、灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇、一代杂交;(2)明确问题:显性性状?基因位于X染色体上还是常染色体上?(3)作出假设:①假设黄色为显性性状且控制体色的基因在常染色体上。
(4)演绎推理:若黄色为显性性状且控制体色的基因在常染色体上,则自然种群中两个杂交组合的基因型分别为:(aa)灰雌×黄雄(A_) (A_)黄雌×灰雄(aa)↓↓结果:F1:黄多于灰,且不论黄体色还是灰体色,雌雄比例相等(5)得出结论::若两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体,并且体色的遗传与性别无关,则黄色为显性,基因位于常染色体上。
同理可作出②灰色为显性性状且控制体色的基因在常染色体上,③黄色为显性性状且控制体色的基因在X染色体上,④灰色为显性性状且控制体色的基因在X染色体的其余三种假设并推理之。
像这样,用“假设—演绎法”来推理和解决一些实际问题,就可以有效避免了盲目做题和老虎吃天——无从下口的窘境,能大大提高做题的准确性和效率。
总之,不管在学生的“假设—演绎法”的生成还是应用过程中,不要忽视学生的能力发展,不能直接地告诉学生应该这样想,那样做;主观认为只要反复地强调了,学生就掌握了。
这样,实际上反而剥夺了学生自主学习的权力,让学生失去了体会方法生成的过程,在被动接受中逐渐丧失了思考的动力。
所以,教师的引领是至关重要的。
尤其体现在平时教学的可利用素材的一点一滴的渗透中,只有引领学生自我建立并会自行运用“假说——演绎法”的思维模式去分析教材,去处理遇到的实际问题,才能收到事半功倍的效果。