如何落实科学思维
内容导读新课程标准中提到高中生物科学素养之一—科学思维。“科学思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。
学生应该在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。
问题：如何在可遗传变异基因突变和基因重组教学中落实科学思维？
01科学思维的解释
我在教学中努力让学生形成科学思维，出发点是好的，但是实施起来还是有点困难，有时对科学思维有点茫然，两位大伽的文章观点对我很有帮助。
赵占良老师在《高中生物科学思维及教学》一文中对科学思维进行了诠释后，具体讲到了如何在课堂教学中落实科学思维。
从学生学的角度看，加强科学思维的教学要有3个基本点：一是培养学生批判质疑的精神和态度；二是培养学生的证据意识、获取证据的能力、评价证据的能力；三是培养学生逻辑思维的严谨性、全面性、深刻性和流畅性。在此基础上，重视培养学生的创造性思维，并且结合生物学科的特点，培养学生的整体性思维、辩证思维和复杂性思维。
从教师教的角度看，加强科学思维的教学首先要加强概念的教学，因为概念是思维的基本形式，也是思维的工具；概念教学本质上也是思维教学，要将二者统一起来而不是进行割裂，注重引导学生在事实基础上通过抽象和概括等思维建构概念。
其次，要将思维教学与科学史的教学、探究活动的设计和实施有机结合起来，通过科学家不迷信权威、敢于质疑的事例，让学生感受批判质疑精神的启迪；通过分析科学家的实验和亲身参与探究活动，在获取证据、逻辑推理等方面提升能力。
最后，通过难度较大的思维训练活动，训练学生的逻辑思维，教材中的“思考与讨论”“思维训练”“练习与应用”“复习与提高”等栏目中的思维训练题目，要充分利用起来，调动学生积极思维、讨论交流，并且针对学生在交流过程中暴露的思维问题进行有效指导。
钱颖一在《中国教育的今天，就是中国经济的明天》文章中提到：创造性从哪里来？我认为有三个基本元素，那就是好奇心、想象力和批判性思维。它们都不是“知识”本身，都是超越“知识”本身的。这三个元素是相互关联的。好奇心是驱动力，推动我们去探寻；依靠想象力，我们拓展思维空间，使探寻超越现实的局限；而批判性思维让我们挑战已有的知识，永远去寻找新的、更好的答案。
02
殒变异的来源
该教学内容的重要概念：由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的。
根据上述两位专家有关的理论，可以尝试进行如下的教学设计。
1.根据下表1进行情境创设，通过班级学生的调查获取证据生物是多样性的。
设问：
（1）产生多样性原因是什么？
（2）产生多样性的机理是什么？（以镰刀型细胞贫血症为例）
（3）产生基因突变的类型和特点有哪些？
（4）引起基因突变的因素有哪些？
2.根据下表2的情境创设，通过班级学生的调查获取证据生物是多样性的。
设问：
（1）产生多样性原因是什么？
（2）产生多样性的机理是什么？
附带说明：大家可以回家通过家族系谱调查来确定遗传和变异的发生情况。
整个课堂的展开通过两个情境创设，有学生通过预习学案和教材的内容完成自主学习。通过亲身体验和获取证据，好奇心的驱动，想像力的拓展思维空间，通过生生互动的批判性思维达到概念的理解和掌握。相信会有不一样的教学效果，也会真正落实科学思维。
评价：
科学思维水平二：概述碱基的替换、插入或缺失会引发基因中碱基序列的改变。
科学思维水平二：阐明基因中碱基序列的改变有可能导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果。
社会责任水平一：描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下，基因突变概率可能提高，而某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。
科学思维水平二：阐明进行有性生殖的生物在减数分裂过程中，染色体所发生的自由组合和交叉互换，会导致控制不同性状的基因重组，从而使子代出现变异。
03
殒典型试题解析
试题1：（年11月选考）人类的镰刀形细胞贫血症是由于血红蛋白基因中一个碱基对A-T替换成了T-A,引起血红蛋白结构改变所致。该实例不能说明的是（）
A．该变异属于致死突变
B．基因突变是可逆的
C．碱基对替换会导致遗传信息改变
D．基因控制生物性状
解析：人类镰刀型细胞贫血症的发病根本原因是基因突变，直接原因是血红蛋白结构改变，若患者体内缺乏正常血红蛋白，该变异则属于致死突变，A正确；人类镰刀型细胞贫血症的发病原因是基因突变，不能说明基因突变具有可逆性的特点，B错误；人类的镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白基因中一个碱基对A-T替换成了T-A，说明控制血红蛋白的基因中遗传信息发生改变，C正确；人类镰刀型细胞贫血症的致病机理是：基因突变→转录形成的密码子改变→翻译形成的蛋白质中的氨基酸种类改变→蛋白质结构改变，说明基因能控制生物性状，D正确。答案为B。
试题2：下列有关遗传变异的说法,正确的是()
A.变异都是由于遗传物质的改变引起的
B.基因重组可以产生新基因,同时产生新的基因型
C.减数第二次分裂可能发生等位基因分离现象
D.A基因可自发突变为或基因,但或不可再突变为A
解析：可遗传变异都是因为遗传物质的改变引起的,不遗传变异是由环境因素引起的,A错误；基因重组可以产生新基因型,但不能产生新的基因，B错误；因为在减数第一次分裂过程中，同源染色体上的非姐妹染色单体可能发生交叉互换，所以在减数第一次分裂后期和减数第二次分裂后期都可能发生等位基因分离现象，C正确；基因突变具有不定向性,A基因可自发突变为或基因，或也可再突变为A，D错误。所以答案为C选项。
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王甫荣
