论假说演绎推理在高中生物教学中的妙用

韩公汉

摘要：在高中生物教学的过程中利用假说演绎推理法来进行教学实践有利于解决生物教学过程中的一些难点，例如DNA半保留复制就是高中生物教学中的一个难点，因为它属于分子水平时间，是一个比较抽象的生物知识，因此学生在刚开始学习的时候就会比较困难。

关键词：假说演绎推理；高中生物；DNA半保留复制

从实际上来说，假说演绎推理法其实就是让学生通过观察和分析来对相关的内容提出问题，通过自己的想象与推理来得出一个解决问题的假设方法，然后根据得到的假设方法在进行推理，并且通过实际的试验来检验这个假设方法。如果实验的结果与预期的结论是一致的，那么说明这个假设方法是正确的，反之则是错误的。

在自然科学研究中，假说演绎推理法是非常重要的一种研究手段，而却著名的孟菲尔遗传定律就是通过这个方法来发明的。在学习DNA的半保留復制时如果老师在上课的时候就直接给学生讲关于它的特点，虽然学生能够快速地掌握结论，但实际上是一个非常被动的学习过程，而且在这个过程中也体会不到自己动手进行科学研究的乐趣。而根据新课标的要求，学生在学习这个知识点的时候要将假说演绎推理法进行领悟并且应用，因此这篇文章就根据新课标的要求将DNA的半保留复制这个知识点的教学进行了论述。

一、教学的目的与片段

1.教学的目的

在讲授这个知识点的时候要设计相应的场景让学生能够积极参与到科学发现的过程中，让学生的生物科学素养精神得到提高。

2.教学片段

在利用假说演绎推理教学过程中，第一部分就是推测DNA分子的复制，老师可以让学生先自己思考一下DNA分子进行复制时可能使用什么样的形式。学生通过思考与讨论以后会将分子的复制分为三种形式，分别为弥散复制、半保留复制和全保留复制。那么下一步就是让学生进行实验，来证明分析复制的形式到底是哪一种。学生会自行进行试验，利用同位素示踪技术来标记DNA分子的亲代与子代，然后利用离心法将两种不同的DNA进行区分。

接下来让学生思考，如果DNA分子的复制是使用半保留复制的形式结果会是什么样的。学生在这个环节会通过推理的方法来进行，假设DNA分子复制的形式是半保留式，那么在进行离心法区分分子的时候子一代应该在试管中心的位置，而子二代在试管一半而且也是居中的位置。如果假设是全保留复制的话DNA在试管中子一代则分为两个部分，一部分的位置应该比较靠近上部，而另一部分则比较靠近试管的下部，子二代的四分之一在上部，剩下的在下部。

那么接下来就让学生利用图解的方式来将子一代和子二代分布的情况进行表述，学生讲DNA分子的分布情况进行推算，得出半保留复制是形势下DNA分子中子一代有中带，有两个DNA全是轻带，如果是全保留复制则子一代中两条全是重带，子二代中也有两条链全是轻带。因此得出半保留复制式在试管中会有三条带出现，而全保留复制式在试管中则有两条带，而且这只是推测。

下一步就是进行试验，证明在试管中出现三条带的是半保留复制的方式，也就是说明亲代的两条链的跟随DNA的分子中含有亲代的链。用这种方法让学生进行思考和学习不仅能将教学难点解决，而且让学生自己动手动脑得出DNA分子复制时使用的方式，将学生对于科学的兴趣进行了很大程度的提升，也充分感受到了进行生物科学探究的魅力。

二、教学讨论

目前我国进行学生教学的步骤一般都是：观察（试验）→发现问题→进行假设→试验→分析结果，然后根据试验的结果来与预期的假设是否一致，如果一直则表明假设正确，如果实验结果与假设不一样则修改假设并且重新进行实验。假设结果是设计实验的原理，假设的结果并不是是通过演绎假设的试验来的出的，而实验的结果也不能证明假说，只能说利用假说来判断实验结果。

其实在上文中提出和证明的DNA复制方法就是非常典型的假说演绎。在一个蛋白质的空间里呈现出的是一个螺旋型的内部，而克里克和沃森就根据这个现象受到了启发，他们推向DNA的结构也许和蛋白质的空间结构是一样的，同样是螺旋形。然后他们两个将原来的DNA模型进行了修改，并且与DNA分析的X射线照进行了细致的研究与对比，最终证明他们的推理是正确的。

他们在一篇非常注明的DNA分子相关论文中写到，他们将碱基特异性配对的假说提出以后有理科提出了遗传物质进行复制时候能够使用另一种方式的假说。而他们在随后发表的另外一篇论文中有写到，又提出遗传物质能够进行自我复制的假说，在DNA分子进行复制的时候会将双螺旋解开，将双螺旋分解为两条单链来进行复制，根据碱基互补的特性形成一个新链，而且在复制好的新的DNA分子中又都保留了原来DNA分子中的一条旧链，而这种DNA分子进行复制的方式就叫做半保留复制。在1958年，一位科学家利用同位素标记法试验大肠杆菌，最终的试验与他预期的假说演绎推理是保持一致的，因此最终证明DNA分子进行复制的方式是利用半保留方式进行的。

三、案例分析

在运用假说演绎推理方法教学的过程中，有许多实用和经典的案例。如人教版生物必修一第五章中，通过讨论酶的催化作用来进行选择，老师给出信息，让学生自由地假设酶的催化作用对生命活动的正常进行有无至关重要的作用。在这个案例中，百分之四十的学生认为有一定的作用，没有至关重要的作用，百分之六十的学生认为有至关重要的作用。

而老师没有直接给出答案，而是给出一个案例，当人体高烧的情况下，内环境将会失衡，也就是酶的活性被大大降低，引导学生思考——人体能否在持续高烧的情况下正常生活，答案自然是否定的。通过这个推理，推翻了酶对生命活动的进行没有至关重要的作用这一假设，让学生清晰地知道酶的重要意义，这个案例也让学生印象深刻，学会举一反三，达到有效的教学目的。

结束语：在高中生物教学中假说演绎推理是一种重要的学习方法，它能够利用所学的知识内容将学生对于假说演绎法的理解更加深入，并且学生对于它的认识会更加深刻。因此老师不能讲科学方法放置在知识内容之上，不能认为这只有科学家能够做到，随着新课改的提出，老师应该在实际的教学过程中将这种研究方法进行运用。

参考文献：

[1]闫桂琴.遗传学[J].北京科学出版社，2016（08）.

（作者单位：四川省成都市实验外国语学校610031）endprint