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假说演绎法在高中生物教学中的应用实例

2018-06-20李四尧

中学课程辅导·教师通讯 2018年6期
关键词:生物教学高中

李四尧

【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。演绎是由前提必然得出结论的推理,或是从一些假设的命题出发,运用逻辑规则,导出另一命题的过程。也就是从普遍性的理论知识出发,认识个别的、特殊的现象的一种逻辑推理方法。

“假说―演绎法”的一般步骤为:发现问题→提出假说→演绎推理→预期结果→实验结果与预期结果是否吻合→得出结论。

二、假说演绎法在高中生物教学中应用实例

根据教材中“DNA是主要遗传物质”这一内容,就可以让学生采用假说演绎推理法,让学生对这一部分内容进行自主研究学习,其操作的具体过程如下:

1.发现问题

1928年,英国科学家格里菲思利用肺炎双球菌进行转化实验如下:

(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如下:

(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。

2.做出假说

通过观察和实验,艾弗里提出假说:S型细菌的DNA是促成R型细菌转化为S型细菌的活性物质,DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。在格里菲斯实验中,蛋白质仅仅会变性,而DNA在缓慢降温后仍然可以复性,使单链重新聚合,恢复双螺旋结构,但此时DNA片段较小,约含15个基因,称为“转化因子”。另一方面,R型活肺炎双球菌(受体菌)在对数期后期(生长后期)约40分钟内处于“感受态”,吸收外源DNA的能力比其他时期大1000倍。加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌,外源DNA与受体细胞DNA之间的重组,受体细胞获得了新的遗传信息,使受体菌的遗传特性发生改变,于是R型细菌转化为S型细菌。

3.演绎推理

根据艾弗里提出DNA是遗传物质的假说,即DNA控制生物的遗传性状。噬菌体侵染细菌,噬菌体DNA进入细菌体内,蛋白质外壳留在细菌表面,在噬菌体DNA指导下利用细菌体内的核苷酸、氨基酸等原料合成噬菌体的DNA与蛋白质,新合成的子代噬菌体具有与亲代噬菌体相同的遗传特性。

4.实验过程

1952年,科学家赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体(一种病毒)作实验材料,用不同放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌,实验推理子代噬菌体具有与亲代噬菌体相同的遗传特性,同时部分子代噬菌体DNA有放射性,蛋白质外壳均无放射性。

结束语

综上所述 由于高中学生所学习的生物知识比较复杂,学生学习其具有一定难度,所以教师必须要合理根据生物内容,在教学中巧用假说演绎推理的方法,使学生在观察与想象、设疑与解疑、实验与验证的过程中完成生物知识的学习,有效的提升学生对生物學习的喜爱程度,促进生物教学效率的提升,此外,教师在设计教学方案时应尽量还原科学发现的本来面目,以保证生物教学的合理性。

【参考文献】

[1]张红梅.生物课程教材研究开发中心编著.生物·必修2·遗传与进化[M].北京市:人民教育出版社,2016.

[2] 闫桂琴.遗传学[M].北京:科学出版社.2014.

[3]乔红思.普通高中生物课程标准[S].北京:人民教育出版社,2013.

(作者单位:安徽省明光中学)

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