类比推理在高中生物教学中的应用例谈

于式娟

【内容摘要】随着我国新课程标准的深入实施，高中生物教学也与时俱进，开展教学改革，类比推理作为一种创新、有效的教学模式被广泛应用，在提升教学有效性、培养学生思维能力和学科核心素养方面成效显著。本文重点探讨类比推理在高中生物教学中的应用问题。

【关键词】类比推理  高中生物教学  应用例谈

类比推理在高中生物教学中的应用，有利于将抽象、晦涩难懂的生物知识形象化、具体化，突破重难点知识，大大降低教学和学习难度。激发学生学习生物兴趣与热情的同时，也能提高学生自信心，培养生物学科核心素养。

一、类比推理相关概述

类比推理本质上来说是一种思维过程，就是对比两种不同或部分属性相同的研究对象，进而推理出其他属性也相同。在运用类比推理时，首先要找到这两种或两个研究对象之间已经明确的相同或者相似的特点，然后用其中一种或者一个对象的已知条件去推理出另一种或另一个研究对象的特点，进而得出猜想和结论。值得一提的是，运用类比推理推断出来的猜想在逻辑上无必然联系，最终结论的合理性也无法确定，所以，仍需对猜想加以检驗、论证。

高中生物理论知识概念、定义抽象、晦涩难懂，加之学生抽象思维能力、逻辑思维能力不强，导致学生难以系统理解、全面掌握这些抽象知识。教师创新运用类比推理教学方法，有利于加强学生对知识点的记忆、理解和掌握，从而不会对生物学习产生抵触、厌烦心理，提高教学有效性。如，在讲解染色体、DNA和基因之间的关系时，教师利用中国、江苏、泰州之间位置关系进行类比推理，从而将抽象、晦涩的理论知识直观、形象展示出来，让学生能够全面掌握。其次，作为生物教师，应注重对知识点的有效迁移，引导学生举一反三、培养逻辑思维能力，从而构建完整的生物知识体系。仍然以染色体、DNA、基因之间的关系为例，学习完之后，教师可以将这种关系迁移到生态系统、群落、个体、细胞之间关系的知识点上，从而构建系统、全面的生物知识体系。

二、类比推理在高中生物教学中应用对策

1.通过类比推理，将知识条理化、系统化

高中生物知识系统、抽象、复杂，琐碎的知识增加了学生系统学习、有效记忆的难度。教师通过类比推理，将那些相似的知识串联在一起，产生系统化、条理化知识网络，降低记忆难度的同时，大大提升学习效率与水平。

高中生物知识抽象、逻辑性强，死记硬背的学习方式是行不通的，长此以往，会让学生丧失学习兴趣和自信心。所以，教师应创新使用类比推理，将复杂、抽象的知识形象化、具体化展示给学生。如，在讲解“染色体变异”章节知识点时，很多学生容易混淆单倍体、二倍体以及染色体等概念，此时，教师可以让学生观察自己的手，五指长短不一，类比染色体组，说明这个染色体组由五名成员组成。再拿出另一只手，对比左右手手指，从而类比两个染色体组。如此一来，通过两只手就能将该章节知识有效串联在一起。再如，在讲解光合作用章节知识点时，C5、ATP、[H]化合物与C3化合物变化是高三生物中的重难点。基于此，教师可以采用水箱、出水管和进水管工具，如果没有实物，在黑板画出也行，让学生观察什么决定水箱的装水量。学生一眼就能看出是进出水量的差值，接着教师类比建模：水箱中的水（ATP 积累量）=进水量（光反应下合成ATP量）-出水量（暗反应ATP消耗量），一旦光照强度减弱，那么合成ATP量就会变少，短时间内ATP的消耗量不变，因此，ATP积累量保持不变;一到CO2浓度变低，那么暗反应ATP量会变少，但短时间内合成ATP量保持不变，因此，ATP积累量有所增加。基于此，可以类比推理出C5、ATP、[H]化合物与C3化合物变化，大大提高教学有效性。

2.采用类比推理，提高学生解决实际问题的能力

在开展高中生物教学过沉重，教师应利用类比推理，引导学生发散思维，通过一个知识联想到诸多其他知识点，从而顺利解决生物问题。如，在讲解“Aa自交代数以及子代基因”相关问题时，大部分学生无法深入理解、全面掌握aa、Aa、AA这三者的关系，因此，在计算过程中，问题也是层出不穷，如果不加以改善，会影响学生计算方式，导致计算错误。为了有效解决这一问题，让学生充分掌握相关生物知识，教师应充分利用类比推理，联系生活实际中的切生日蛋糕例子，让学生能够正确认识到自交的第一代基因型是1/4（aa）、1/2（Aa）、1/4（AA），引导学生发散思维，全面掌握子一代生物知识，在一代中1/4（aa）与1/4（AA）始终不变，但是1/2（Aa）会根据情况产生自交运算规律，切蛋糕这一例子浅显易懂，学生通过联想、类比，很容易就掌握了子一代知识。由此可见，教师运用类比推理，联系生活实际，引导学生发散思维，充分掌握生活问题与生物知识之间的相似关系，从而渐渐掌握生物问题解题技巧，最终解决实际生物问题，大大提高教学有效性，促进学生全面发展。

3.运用类比推理，鼓励学生大大猜想，培养创造性思维能力

高中生物教师在运用类比推理教学时，针对生物问题，鼓励学生大胆猜想答案，进而得出相关结论，并进行有效验证，其实这也符合学生日常生活、学习思维模式，并能顺应高考需求，有利于调动学生学习积极性和主动性。如，非洲大草原上有狮子、鹿、兔子等生物，其中，雌鹿没有角、雄鹿有角。一般来说，雌雄鹿除了生殖季节外，都会分群活动，针对这种情况，社会上产生了“鹿角效应”，用来解释同性聚群现象，具体来说就是形态一样的吃草动物会对捕食者产生迷惑性，从而有效降低被捕风险。针对此，提出以下几个问题：第一，非洲大草原上的这些雄鹿和雌鹿是同一种群吗？第二，草、鹿、兔、狮子以及土壤中的微生物一起构成了一个种群？还是群落？还是生态系统？第三，有人想验证“鹿角效应”假设的科学性，有学生用沟、棍棒与项圈开展了三个实验：A组学生将两个一样的项圈同时扔进流水中，让狗去叼回;B组学生将两个相同的棍棒同时扔进流水中，让狗去叼回;C组学生同时扔进一个棍棒和一个项圈，让狗去叼回。并记录每次狗叼回的时间，如果C组平均时间（超过？等于？短于）其余两组，“鹿角效应”成立。在实验过程中，A、B、C三组扔出棍棒或者项圈的距离应该相同还是不同？实验中的棍棒或项圈应相当于非洲大草原上的什么？

其中，这个题目旨在考查学生对生态学基础知识、群落、种群等知识的掌握情况，并融合模拟实验来开展类比，对学生的动手实验、实验分析能力有了更高的要求。第三题主要考查学生实验探究能力，让狗叼棍棒、项圈来类比非洲大草原上活动，其中，“狗”指捕食者，“项圈”“棍棒”指雄鹿和雌鹿。用狗单独叼两个项圈、棍棒来模拟、类比捕食者捕食雄鹿和雌鹿，狗同时捕一个项圈、一个棍棒，类比捕食者同时捕雄鹿和雌鹿。狗只有同时叼项圈和棍棒的时间比单独叼两个项圈、两个棍棒的时间短，才能证明非洲草原上的捕食者同时补雄鹿和雌鹿比单独捕其中一种鹿要简单、容易。通过类比推理，引导学生大胆猜想，培养学生创造性思维能力。

结束语

综上所述，高中生物知识复杂、系统且抽象性强、晦涩难懂。新形势下，教师应顺应新课程标准，创新采用类比推理教学模式，能够将抽象的知识直观、具体的展示在学生面前，在激发学生学习兴趣与热情的同时，也有利于学生深入理解、全面掌握，从而不断提升高中生物教学有效性，培养学生生物学科素养，实现全面发展。

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（作者单位：山东省青岛西海岸新区第一高级中学）