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假说——演绎 由于学生在初中学习阶段已经了解一些孟德尔的事迹，在高中阶段可以“孟德尔对遗传学的杰出贡献”为专题，组织小型的师生研讨活动。孟德尔科学实验方法，最适于引导学生领悟科学探究的一般模式，在教学中可利用“假说——演绎法”教学，具体过程为： 提出问题：学生阅读，配以教师展示和讲解。学生了解孟德尔一对相对性状的杂交试验，包括实验现象和提出问题。 建立假说：教师介绍孟德尔的假说，学生讨论并提问，了解假说的内容。教师通过边绘制边讲解遗传图解，帮助学生进一步理解孟德尔的假说。 模拟实验：通过性状分离比的模拟实验，让学生加深对孟德尔假说的理解。 演绎推导：教师设问：如果我们就是当年的孟德尔，该如何验证自己的假说？教师将测交实验的亲本组合告诉学生，请学生假设自己就是当年的孟德尔，用自己的假说对测交实验的理论结果进行演绎推理，推导出理论上的预期。 实验检验：教师告诉学生测交实验的真实结果，判断假说真伪。教师启发学生思考测交后代的性状分离比例为什么会是1：1呢？当学生绘制遗传图解时，纠正他们可能出现的错误。 得出结论：子一代的遗传组成:形成配子时子一代遗传因子的分离行为。师生共同揭示“分离定律”的论点及实质。 因此，在教学中不仅要引导学生获得知识和技能，而且要引导学生体验知识形成的过程，领悟科学家的思维方式和加强科学方法的训练。 孟德尔的研究思路十分严谨，实验设计科学可行，他首先从一对相对性状的研究入手，进行实验、观察现象、统计数据、提出假说、进行演绎推理、设计实验进行验证、得出结论、进一步实验……。孟德尔遗传定律的发现过程就是“假说——演绎”法的充分体现 “假说——演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法，也是训练学生科学思维的一种重要的科学方法。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。“假说——演绎法”在科学发展中起着十分重要的作用，例如，道尔顿提出的原子学说；萨顿提出的基因和染色体之间的平行关系学说；DNA分子的半保留复制特点的提出，等等科学发现就是“假说——演绎法”的生动体现。 “假说——演绎法”不仅仅是科学家进行科学研究的方法，也是学生认识客观事物，形成客观规律的重要的科学探究方法，是普通高中学生将来从事科学研究，或走入社会普遍需要的科学思维方法。 以下以一对相对性状的分离实验为例，看看孟德尔在进行豌豆杂交实验过程中，以及提出基因的分离定律的过程中，是怎样体现假说——演绎法的。 1 模拟孟德尔的实验和思维过程 很多老师在讲课时，往往喜欢单刀直入，直接深入到基因分离定律的本质，即减数分裂中基因随染色体的分离而分离，这种讲授方式确实能促进学生对基因的分离定律的本质的理解和认识，但学生分析问题、形成假说和进行推理的能力并没有得到训练和提高，特别是假说——演绎的科学方法没有得到学习和训练，从教学的三维目标知识、能力和情感态度价值观来看，显然不是最优的教学策略，也达不到最优的教学效果。因此，模拟孟德尔当时的工作和知识背景，创设情景，引导学生从当时的实际情况出发，尝试以孟德尔的思维方式提出问题、进行分析、形成假说，演绎推理，进而设计测交实验，这种对重要科学史的再现，既是十分重要的思维能力和科学方法的训练，也是深入理解科学知识的一种重要的途径。 2 给学生更多思考的时间和空间 活跃的思维是课堂教学成功的保证，在再现孟德尔实验和思维的过程中，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，提出问题或由学生提出问题，引导学生分析，因此给学生足够的时间进行思考和讨论非常重要。以下的一些问题由教师提出或由学生提出，进行讨论是非常有必要的。 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？是什么原因导致遗传性状在F2代中按照一定的比例出现呢 针对以上的哪些现象，你能作出哪些相应的假说？ 针对这些假说，你能设计什么样的实验来证明你的假说成立？ 为什么孟德尔不是用F1代自交或用F1代与纯种高茎豌豆杂交来证明其假说，而是将F1代与矮茎豌豆进行测交呢？ 测交的预期结果如何？怎样才能说明你的假说是正确的？ 3 演绎推理是引导学生进行合理推理而非主观臆断 在引导学生演绎推理测交实验的设计方案时，很多教师主观臆断地告诉学生，孟德尔当时就是这么想的，就是将F1代与纯隐性类型杂交，至于为什么这样做没有必要进行分析。这种教学其直接结果是学生失去了思考的动力，不进行分析和思考就被动接受，其后果是学生遇到检验某一生物个体是否是杂种的实际问题时，只会想到测交而不会根据实际情况进行分析判断，这是一种教学的失败。 分析豌豆杂交的各种实验情况，就可以很好地推理出采取测交的原因：以高茎和矮茎一对相对性状的杂交实验为例，从性状来看，检验F1代高茎有以下的杂交和自交方式，分别是：F1代高茎与纯种高茎杂交；F1代高茎自交；F1代高茎与纯种矮茎杂交。第一种的后代全部为高茎，不能判断F1代高茎是杂种还是纯种。第二种是本实验中已有的实验步骤，不能用“提出假说的实验步骤”来证明根据这些实验步骤而作出的假说。第三种后代中高茎和矮茎的比值为1：1，正好解释所提出F1代是杂种的猜想，如果学生在老师的引导下推理出了测交实验的设计原因，就能很自然地理解测交的定义，并能灵活地解决生产中的一些实际问题。 引导学生质疑假说的关键环节。假说中关键的推测是：F1产生雌雄各两种配子：D和d，且比例相等，F1雌雄配子受精时随机结合，F2出现显性和隐性性状分离比。孟德尔假设推论出的基因组合及数量比是否科学呢？引入性状分离模拟实验。做模拟实验时注意：要始终引导学生理解体会其中蕴含的真实意义，在学生进行每一步操作时都要通过提出一系列的问题引导学生思辩： 4 帮助学生形成客观的科学史观 通过对生物科学史的学习，可以让学生体验科学家探索生物规律的过程，学习有关的概念、原理、规律和重要的科学方法，正确理解科学、技术、社会之间的关系。具体到本节，普通高中课程标准中要求：分析孟德尔遗传实验的科学方法。这种科学方法就是“假说——演绎法”，之所以有假说的提出，是因为孟德尔不知道基因的概念，也不知道性状是由基因控制的，更不知道等位基因在减数分裂时会随着同源染色体的分离而分开，孟德尔是通过一对相对性状的豌豆的杂交实验来提出假说的，要证明其假说的正确性，孟德尔是通过演绎推理来进行的，因此，在教学中遵循孟德尔的设计思路，进行分析和推理，不仅学习了“假说——演绎”的科学方法，而且还会在学习过程中逐步体验到孟德尔作为遗传学家的伟大性，其逻辑推理的严密性，其思维想像的创造性。这对于激发高中学生学习生物学科的兴趣，对于高中学生的生物科学素养的提高是十分重要的。 |
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