例析生物學(xué)科學(xué)思維中“歸納與概括”能力的測評

李秋石 楊 穎

(河北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 石家莊 050024)

科學(xué)思維的培養(yǎng)要通過實現(xiàn)學(xué)生“歸納與概括”“演繹與推理”“模型與建模”“批判性思維”和“審視或論證生物學(xué)社會性議題”等能力來落實[1]?！皻w納與概括”就是指在頭腦中把對象的各個組成部分聯(lián)系起來，或把事物的個別特性、個別方面結(jié)合成整體的過程[2]。在生物學(xué)測評中，常常要求學(xué)生能基于生物學(xué)事實或生物學(xué)現(xiàn)象，從事實或現(xiàn)象Ⅰ得出相應(yīng)的子結(jié)論Ⅰ，從事實或現(xiàn)象Ⅱ得出相應(yīng)的子結(jié)論Ⅱ，綜合子結(jié)論Ⅰ和子結(jié)論Ⅱ得出總結(jié)論?！皻w納與概括”的思維過程是要求學(xué)生能根據(jù)題意進行深度的分析、理性的判斷，而不是僅僅停留在事實、現(xiàn)象或相應(yīng)子結(jié)論的表面。

1 對現(xiàn)象描述的“歸納與概括”

2016年全國Ⅰ卷30題的第3問將光合作用強度的現(xiàn)象與遺傳的因素進行結(jié)合，考查學(xué)生的“歸納與概括”能力。較多學(xué)生在回答本題時，思維常停滯表面，答為：“隨光照強度的增加，光合作用強度也增加”。這種答案是屬于描述性知識，不是在結(jié)果的基礎(chǔ)上闡明觀點的結(jié)論；還有部分學(xué)生，答為：“乙組光合作用強度和甲組的不同，是由環(huán)境因素低光照引起”，沒有說明遺傳物質(zhì)的有無影響。這些回答都表現(xiàn)出學(xué)生對現(xiàn)象描述的“歸納與概括”能力的不足。要提升學(xué)生對現(xiàn)象描述的“歸納與概括”能力，教師可梳理解題圖示和過程，根據(jù)“單因素”及“對照”原則，可得出結(jié)論(圖1)。

圖1 現(xiàn)象描述的“歸納與概括”解題圖

2 對表格數(shù)據(jù)的“歸納與概括”

2016年全國Ⅲ卷29題的第1問以光合作用為背景，以表格、實驗數(shù)據(jù)的形式，考查學(xué)生“歸納與概括”能力。考生對回答本題的困難之處是在于對兩個獨立單一變量數(shù)據(jù)的歸納與分析方面。以至于不少考生會答為：“溫度和濕度對光合速率都有影響”這樣的模糊答案。還有部分考生單純敘述濕度對光合速率的影響，而不是解釋為什么濕度是影響較大的因素。這些情況都表現(xiàn)了學(xué)生對于表格數(shù)據(jù)的“歸納與概括”能力不足。要提升學(xué)生對表格數(shù)據(jù)的“歸納與概括”能力，教師可以梳理如下解題圖示和過程(圖2)。

圖2 表格數(shù)據(jù)的“歸納與概括”解題圖

3 對圖形分析的“歸納與概括”

2017年全國Ⅰ卷第3題是以葉片的葉綠素為材料，以葉片中的葉綠素下降可作為其衰老的檢測指標(biāo)為背景，呈現(xiàn)曲線圖形考查學(xué)生的“歸納與概括”能力?？忌鷮我坏那€分析能力較好，本題涉及到四條曲線的綜合分析，需要考生能對比歸納出不同曲線的意義，并概括出激素的相互作用和相應(yīng)規(guī)律。學(xué)生常犯的錯誤主要是停留在單一曲線的認(rèn)知，這反映出學(xué)生對圖形分析的“歸納與概括”能力的不足。要提升學(xué)生的圖形分析的“歸納與概括”能力，教師可梳理如下解題過程。

將四條曲線從上到下依次標(biāo)號為1、2、3和4，運用“單一變量”原則，可得出以下結(jié)論： ①由曲線1與曲線3可知，細胞分裂素具有減弱葉片的衰老程度的作用；②由曲線3與曲線4可知，脫落酸具有加快葉片的衰老程度的作用；③由曲線1與曲線2可知，與僅含有細胞分裂素的溶液相比，含有脫落酸、細胞分裂素的溶液中，葉片衰老程度加快。綜合以上結(jié)論，可“歸納與概括”為：“本實驗中細胞分裂素對該植物離體葉片的作用可被脫落酸削減”。

基于以上實例可總結(jié)出解決“歸納與概括”測評問題的思維步驟： ①厘清題干中有幾個關(guān)鍵的事實或現(xiàn)象；②基于事實或現(xiàn)象，分別分析得出其所對應(yīng)的子結(jié)論；③根據(jù)子結(jié)論，綜合分析得出最終的結(jié)論。此思維過程，往往伴隨著核心信息的獲取、關(guān)鍵信息的判斷和信息要素的整合等信息獲取與處理能力，這些都是解決“歸納與概括”測評問題的重要基礎(chǔ)。

(基金項目： 2017～2018年度河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目“師范生培養(yǎng)質(zhì)量評價體系構(gòu)建與實踐研究”，No.2017GJJG057；河北省教育科學(xué)研究“十三五”規(guī)劃2016年度重點資助課題“國際科學(xué)教師教育視野下職前教師教學(xué)能力發(fā)展研究”，No.1602055)