摘要：
本文以孟德尔遗传定律单元复习课为例，提出“归纳与概括”“演绎与推理”“模型与建模”“迁移与拓展”等多项理性思维训练策略。旨在训练和发展学生理性思维能力，提升理性思维核心素养。
正文：
“理性思维”是人类思维的高级形式，是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式。《普通高中生物学课程标准(征求意见稿)》凝练与界定了四项生物学科核心素养，“理性思维”就是其中之一。借鉴“在游泳中学游泳”的思路，教师可在课堂教学中发掘思维素材进行训练，发展学生的理性思维能力，提升学生的理性思维核心素养。笔者以孟德尔遗传定律单元复习课为例，阐述理性思维训练的基本策略。
1“孟德尔遗传定律单元复习课”课例方案
1.1 设计意图 本课例为单元复习课，意在对孟德尔经典实验有个全面的梳理，在此基础上深化与巩固核心概念与主干知识，训练理性思维。课例设计以“基础性、递进性、拓展性”为基本指导思想，结合教学内容进行不同层次的理性思维训练。“活动一”强调基础性，围绕“梳理实验数据、归纳实验设计科学思想”来训练理性思维；“活动二”关注递进性，紧扣两个定律的异同点展开，在提炼“拆分组合法”及应用“拆分组合法”中训练理性的时间和空间，让学生在议错中分析、反驳，引发思维碰撞，在争论中深化拓展，内化知识。
例如，在学习“食物链和食物网”时，教师让学生写出“螳螂捕蝉，黄雀在后”和“大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃‘泥巴’”的食物链。在巡视过程中根据观察到的出错情况，找了两名学生到黑板上写出他们的结果： 一个是“蝉→螳螂→黄雀”，另一个是“泥巴→虾米→小鱼→大鱼”。然后让大家评议两位同学的写法： 有无错误？错在何处？产生错误的原因是什么？通过评议，总结出书写食物链要注意的一个问题，就是第一营养级必须是生产者,并且认识到“泥巴”应该是藻类，属于生产者。在此基础上，趁热打铁深化拓展，又展示了另一类错误“大树←蝉←螳螂←黄雀”让学生评议。有些学生认为该写法是正确，因为它表示了“大树被蝉所食，蝉又被螳螂所食，螳螂又被黄雀所食”的过程。更多学生认为是错误的，但说不出所以然来。这时教师可进行引导启发： 箭头仅仅是表示谁吃谁的问题吗？没有别的含义吗？黄雀捕食螳螂，能量能流入到螳螂的体内吗？在教师的启发下学生恍然大悟，又总结出书写食物链要注意的另一个问题： 就是箭头应该由被捕食者指向捕食者。
思维；“活动三”重视拓展性，提供“陌生性”的问题情景，引导学生架设“陌生情景”与“已知方法”的桥梁，迁移解决实际问题，在较高层次上进行理性思维训练。
1.2 学习目标 回顾孟德尔经典实验，梳理实验中的典型数据；体验孟德尔的实验设计思路及科学思想；理解两个定律的内在联系；采用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等理性思维方法解决遗传学问题。
1.3 师生活动 编制活动单，以活动单为统揽，推进复习流程。课前发放给学生，基础内容由学生课前完成，拓展内容由师生在课堂上交互完成，计划安排2课时。
1.3.1 活动一： 梳理孟德尔豌豆杂交实验 回顾孟德尔经典实验过程，请学生写出实验过程简图，写出解释实验现象的遗传图解，并依据遗传图解,完成表1填空。填表后，请学生体验孟德尔实验设计的思想方法： 总结孟德尔取得成功的原因，并分析孟德尔实验设计思路及其中蕴含的科学思想。
表1 一对相对性状杂交实验与两对相对性状杂交实验的异同
1.3.2 活动二： 对照分析孟德尔分离定律与自由组合定律 比较孟德尔两个定律的主要区别联系。请学生完成表2，并思考： 在解决“多对等位基因”控制的“多对相对性状”的遗传问题时，可以 拆分开来观察，再 回答问题(“拆分组合法”)。
教师继续追问： 多对等位基因的遗传问题，都可以这样来解决吗？
随后请学生运用“拆分组合法”，用简图写出孟德尔两对相对性状经典实验中“F2的基因型”，并求证孟德尔两对相对性状经典实验中，F2中基因型为“YYRr”个体占比为2/16；归纳求解后代基因型(表现型)比例的几种常见方法。
表2 孟德尔两个定律的异同
例1：豌豆四个杂交组合的实验统计数据如下表，请据表回答：
(1) 从 组别中，可以推知株高性状中，显性性状为 ；从 组别中，可以推知花色性状中，显性性状为 。
(2) 把各杂交组合亲本的基因型写在表格中。(株高用A、a表示；花色用B、b表示。)
(3) 从甲～丁组中选择一组简要说明推导过程。
1.3.3 活动三： 拓展分析非典型性遗传问题 教师选择3道非典型性遗传问题，拓展学生的理性思维
例2： 已知A与a、B与b、C与c 3对等位基因独立遗传，基因型分别为AaBbCc、AabbCc的两个体进行杂交。下列关于杂交后代的推测，正确的是( )
A. 表现型8种，AaBbCc个体比例为1/16
B. 表现型4种，aaBbcc个体的比例1/16
C. 表现型8种，Aabbcc个体比例为1/8
D. 表现型8种，aaBbCc个体比例为1/16
例3： 某水稻的A基因控制一种优良性状的表达，对不良性状a为显性。用该水稻杂合子(Aa)自交，子一代中淘汰aa个体，然后再自交，再淘汰aa个体……的方法育种，问子三代(此代已淘汰aa)中杂合子的概率和显性纯合子的概率为多少？
A. 1/8、1/16 B. 1/8、7/8
C. 2/9、7/9 D. 1/8、7/16
例4： 老鼠皮毛颜色受两对独立遗传的等位基因B、b和D、d控制，B为黑色皮毛基因，b为棕色皮毛基因，当基因d纯合时抑制毛色基因的表达，小鼠皮毛颜色表现为白色。现有棕色鼠与白色鼠杂交，F1均为黑色鼠，F1雌雄个体自由交配得F2，F2表现型及比例为黑色 ∶棕色 ∶白色=9 ∶3 ∶4。请回答：
(1) 亲本棕色鼠和白色鼠的基因型分别为 、 。
(2) F2黑色鼠中，杂合子所占的比例为 ，F2白色鼠中，纯合子所占的比例为 。
(3) 若F2中的棕色鼠雌雄个体间随机交配，后代表现型及比例为 。
2 学生“理性思维”的训练策略
2.1 在“归纳与概括”中训练学生的理性思维 “归纳”的基本释义是归拢并使有条理；由一系列具体的事实概括出一般原理。“概括”是形成概念的一种思维过程和方法，即从思想中把某些具有一些相同属性的事物中抽取出来的本质属性，推广到具有这些属性的一切事物，从而形成关于这类事物的普遍概念。
在本节复习课中，教师预设一些“归纳点”“概括点”，让学生进行梳理，使主干知识条理化、系统化。例如，课例“活动一”中，“写出实验过程简图、写出遗传图解”是对实验步骤的一个“归拢”；“依据遗传图解，完成相关填空”是对实验数据的一个“归类”；“总结孟德尔获得成功的原因”是对实验设计的一个“归纳”；“分析孟德尔实验设计思路及其中蕴含的科学思想”是对思想方法的一种“概括”。归类数据看似一种简单的思维，但后续的“再思考”，则训练了理性思维。其实关于孟德尔经典实验的梳理，重点应落在“假说演绎法”的概括上。教师要引导学生从实验的操作方法入手，概括出科学研究的一般思想方法。即总揽系列实验的过程： 豌豆杂交实验—解释实验现象—设计测交实验—得出实验结论。由此抽象出“假说演绎法”的本质： 根据观察到的生物学现象或事实—提出假说，演绎推理—设计实验进行验证—证实或证伪假说。
2.2 在“演绎与推理”中训练学生的理性思维 “推理”是由一个或几个已知的判断(前提)推出新判断(结论)的过程。“演绎”是从一般性的前提出发，通过推导得出具体陈述或个别结论的过程。演绎推理的逻辑形式对于理性思维的重要意义在于，它对思维保持严密性、一贯性有着不可替代的校正作用。
本课例“活动二”中，从F2表现型比为“9 ∶3 ∶3 ∶1”入手，进行推理。若只观察种子的颜色一对相对性状，“黄色籽粒 ∶绿色籽粒”=(9+3) ∶(3+1)=3 ∶1，符合分离定律；另一对粒形相对性状同理可得。通过演绎推理，可以找到两个定律的内在联系： 两对(独立)相对性状的遗传符合自由组合定律，若单独观察其中的“每一对”相对性状的遗传仍然符合分离定律。随后引导学生进行类比推理： 既然两对相对性状的遗传问题，可以拆成两个“一对”来观察，那么，解答“多对等位基因”控制“多对相对性状”的遗传问题时，同样可以把多对等位基因拆分开来观察，再组合起来回答问题，这就提炼出了“拆分组合法”解题思路。
2.3 在“模型与建模”中训练学生的理性思维 人教版生物学教材给“模型”下了这样的定义: 人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的、概括性的描述，是认识和阐明生命活动规律、原理的重要方法之一，其形式主要包括物理模型、概念模型和数学模型。“建模”就是建立模型，是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。
本课例主要是建立一些解决问题的模式、范式，提高解题熟练程度，同时在“建模”的过程中训练理性思维。本课例中包括四组模式、范式： ①数据模型。主要是指F2基因型、表现型种类及比例、F2中不同类型个体占比等。②自交、测交模式。③经典实验中F2基因型的推导范式。④求解亲本基因型的步骤范式。第①组模型可以归为数学模型，第②③④组模式、范式可以归为概念模型。例如，第④组范式的建立可与“活动二”例1的解答结合起来，先解题再归纳步骤。针对“已知子代表现型及其比例，求解亲本基因型”的问题，形成“四部曲”步骤范式： 第一步是判别显隐性关系。从乙组和丙组可以分别推知高茎和红花为显性性状；第二步是给出基因型通式。比如甲组“高茎红花×矮茎红花”，依据显隐性关系给出亲本基因型通式“A_B_×aaB_”；第三步是补全通式中的基因。甲组子代中，高茎 ∶矮茎=1 ∶1，符合测交模式，红花 ∶白花=3 ∶1，符合自交模式，补全甲组亲本基因型为“AaBb×aaBb”；第四步是对照题意进行验证。依据推导得出的基因型，写出子代的基因型、表现型，看是否与子代数据相吻合。
2． 4 在“迁移与拓展”中训练学生的理性思维“迁移”指的是一种学习对另一种学习的影响，指在一种情境中获得的技能、知识或态度对另一种情境中技能、知识的获得或态度的形成的影响。“拓展学习”是指教育教学过程中，学生学习内容、学习形式、学习方法的扩容增加和优化发展。
本课例“活动三”将两对以上等位基因的遗传问题、将非典型实验步骤的遗传问题、将非典型比例的遗传问题编制进入练习题，是对学生学习内容的扩容增加，意在迁移前述学习活动中总结的规则规律及方式方法，训练学生的逻辑推理能力。练习题的设计难度为中等，但对于对初学者来说，问题情境是陌生的，思维训练的跨度较大、强度较高。例2 意在迁移应用“拆分组合法”，只要学生掌握要领，不难得出正确答案为“D”。例3给出的是一个杂交育种的问题情境，杂合子多代自交，提高纯合比例。但这一题有它的“不寻常性”，即每一代都要淘汰具有不良性状的个体aa，再来计算概率。例4 是一种“9 ∶ 3 ∶ 3 ∶ 1”典型比例的变式问题，解题的突破口在如何判定不同体色鼠的基因型。
