基于理性思維培養(yǎng)的生物學試題解析策略

葉小金

摘?要：理性思維是一種重要的核心素養(yǎng)，生物學試題解析是一項常態(tài)教學行為.通過得出結(jié)論、學以致用、引導質(zhì)疑、讀圖繪圖等試題解析手段，培養(yǎng)學生理性思維.

關鍵詞：試題解析;理性思維

理性思維是一種有明確的思維方向，有充分的思維依據(jù)，能對事物或問題進行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括，建立在證據(jù)和邏輯推理基礎上的思維方式[1].理性思維既是一種重要的思維方式，也是學生必備的核心素養(yǎng).生物學試題解析，是課堂教學的一項重要內(nèi)容，也是內(nèi)化生物學概念和規(guī)律的重要手段，但在實際教學中，教師往往注重解題過程的呈現(xiàn)、結(jié)論的得出，而忽視了學生理性思維的培養(yǎng).

庫恩認為，理性思維是智力發(fā)展的最終目標，教育的核心在于發(fā)展學生的思維，尤其是理性思維.為此通過生物學試題解析，開展了旨在培養(yǎng)學生歸納和概括，演繹和推理，模型和建模以及批判性思維的實踐與探索.

1?得出結(jié)論，培養(yǎng)學生概括與歸納思維

歸納和概括是認識事物本質(zhì)規(guī)律不可或缺的思維過程，是指在頭腦中把對象的各個組成部分聯(lián)系起來，從個別到一般、從特殊事例到一般原理的科學思維方法[2].通過實驗探究，收集實驗事實和證據(jù)，然后通過概括與歸納，得出實驗結(jié)論，是生物學常見的一類試題.通過生物學試題“得出結(jié)論”的解析，有助于培養(yǎng)學生的概括和歸納思維.

例1?為了探究“丁香提取液對馬鈴薯呼吸作用強度的影響.”某科學興趣小組做了以下實驗：

步驟1：選取體積大小相近、薯皮未損傷、其他狀況相同的馬鈴薯，分為16等份，每4等分為1組，分別均勻噴灑等質(zhì)量的不同溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)丁香提取液和清水（見表1），放在陰涼通風處迅速晾干.

步驟2：把經(jīng)過預處理的馬鈴薯用網(wǎng)袋裝好后，放在溫度為 12℃，濕度為50%的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中儲藏180天，儲藏期間每隔45天各取出一組樣品測定其呼吸作用強度，并繪圖（呼吸作用強度表示每千克馬鈴薯每小時減少的質(zhì)量為多少毫克），如圖1所示.

該實驗得出的結(jié)論是.

解析?該題探究“丁香提取液對馬鈴薯呼吸作用強度的影響”，如通過對0.0025%的4份樣品的丁香提取液實驗，可以概括出相應特點，并以折線圖表示，接著通過對0.005%、0.0075%的丁香提取液，以及清水進行對照實驗，概括出相應折線圖特點.在分析每類實驗結(jié)果的基礎上并與清水進行對照，歸納得出結(jié)論，即在相同條件下，丁香提取液的質(zhì)量分數(shù)越大，對馬鈴薯呼吸作用強度影響越小.

得出結(jié)論是科學探究的一個重要環(huán)節(jié)，在解析“得出結(jié)論”類生物學試題時，教師要積極引導學生通過分析實驗事實和證據(jù)，概括和歸納得出反映該類事物屬性的結(jié)論，進而培養(yǎng)學生概括歸納思維能力和實證意識.

2?學以致用，培養(yǎng)學生演繹推理思維

演繹和推理就是以一般性的全稱性知識判斷為前提，通過推導（即演繹），得出具體陳述或個別結(jié)論的過程[3].在生物學試題解析中，要求學生運用已有的生物學知識，通過演繹和推理的思維方式，對生物學現(xiàn)象進行探討和判斷，致力于問題的解決.

例2?幽門螺旋桿菌是一種具有螺旋結(jié)構(gòu)及鞭毛的細菌.當人胃部表皮細胞受到幽門螺旋桿菌感染時，會分泌水解酶（FUCA2），催化水解糖蛋白側(cè)鏈上的巖藻糖.幽門螺旋桿菌可以攝入胃部表皮細胞上巖藻糖的水解產(chǎn)物，獲得生長的養(yǎng)分與能量.此外，幽門螺旋桿菌可通過飲食等途徑傳播給健康人.根據(jù)上述信息回答下列問題：

（1）幽門螺旋桿菌與霉菌在細胞結(jié)構(gòu)上最本質(zhì)的差異是.

（2）FUCA2的催化作用具有的特點.若按同化作用的方式進行區(qū)分，幽門螺旋桿菌的營養(yǎng)方式屬于.幽門螺旋桿菌可以通過方式繁殖后代.

解析?細菌與真菌在細胞結(jié)構(gòu)上最本質(zhì)的差異是有無成形的細胞核，而幽門螺旋桿菌是細菌，霉菌是真菌，所以幽門螺旋桿菌與霉菌在細胞結(jié)構(gòu)上最本質(zhì)的差異，是幽門螺旋桿菌無成形的細胞核.

酶的催化作用是高效性和專一性，而水解酶（FUCA2）是一種酶，故具有酶的特點，也即具有高效性和專一性特點.按同化作用的方式進行區(qū)分，細菌的營養(yǎng)方式是異養(yǎng).細菌是通過分裂生殖方式繁殖后代.幽門螺旋桿菌是一種細菌，故它的營養(yǎng)方式是異養(yǎng)，通過分裂生殖方式繁殖.

通過該題的解析，可引導學生總結(jié)出一般模式，即：大前提——已知的一般原理，小前提——所研究的特殊情況，結(jié)論——根據(jù)一般原理，對特殊情況作出判斷，即“三段論”演繹推理模式.通過“三段論”演繹推理模式在生物學試題解析中的應用，既達到知識學以致用的目地，也有助于培養(yǎng)學生演繹推理的理性思維，提高學生解決問題能力.

3?引導質(zhì)疑，培養(yǎng)學生批判性思維

現(xiàn)代心理學家認為，思維的批判性是指思維過程中善于嚴格地估計思維材料和精細檢查思維過程的良好品質(zhì)[4].在生物學試題解析中，教師不僅要引導學生得出正確答案，而且也要結(jié)合試題實際，引導學生批判質(zhì)疑，鼓勵學生對試題開展評價，提出自己的觀點.

例3?為了探究pH對唾液淀粉酶催化作用的影響，某同學設計并進行了如下實驗：

請根據(jù)實驗過程和結(jié)果回答下列問題：

（1）實驗過程中控制溫度在“37℃”的原因是.

（2）試驗中第3支試管沒有出現(xiàn)預期現(xiàn)象，對于第3支試管不變藍原因的分析，除了考慮“唾液淀粉酶與溶液pH的關系”及“淀粉與氫氧化鈉溶液是否反應”這兩個因素外，還有可能的原因是.

解析?該題探究pH對唾液淀粉酶催化作用的影響，問題（1）實驗過程中控制溫度在37 ℃的原因是什么？要求學生運用溫度對酶催化作用的影響規(guī)律予以解決，即37℃時酶的活性最高，體現(xiàn)了關注實驗細節(jié)的要求.對于問題（2），實驗結(jié)果出現(xiàn)與預設不一致情況，引導學生提出質(zhì)疑，深入分析原因，得出可能的原因為碘液與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應，或氫氧化鈉變質(zhì)等原因.

教育家貝葉在其《什么是批判性思維》一文中指出，“批判性思維包括的不僅是具體的大腦活動，更重要的是一種思維模式，教師的責任是幫助學生形成這種模式[5].通過該題的解析，告訴了我們在生物學試題解析時，教師可先呈現(xiàn)題干內(nèi)容，引導學生尋找質(zhì)疑點，提出問題，通過小組交流討論來解決問題，基于這種解析模式來培養(yǎng)學生的批判性思維.

4?讀圖繪圖，培養(yǎng)學生模型與建模思維

模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認識對象所做的一種簡化的、概括性的描述，是認識和闡明生命活動規(guī)律、原理的重要方法之一[6]，圖形是生物學試題中常見的一類模型，通過讀圖、析圖、繪圖，可用來培養(yǎng)學生模型與建模的理性思維.

例4?如圖2甲所示為人體部分生理活動過程的示意圖，其中A、B、C表示物質(zhì)，①②表示相關生理過程.請分析回答下列問題.

（1）淀粉經(jīng)過①過程最終被消化為葡萄糖，隨著②過程的進行，健康人體內(nèi)（填一激素名稱）的分泌量將增多，從而使血糖的含量保持相對穩(wěn)定.

（2）圖乙曲線代表血液中某種成分含量變化的趨勢，結(jié)合圖甲分析，下列生理活動中物質(zhì)含量的變化能用圖乙曲線表示的有（填序號）.

Ⅰ.血液流經(jīng)肺部時B含量的變化

Ⅱ.血液流經(jīng)小腸時C含量的變化

Ⅲ.血液流經(jīng)組織細胞周圍時A含量的變化

Ⅳ.血液流經(jīng)腎臟時尿素含量的變化

解析?先讓學生根據(jù)圖甲來分析該模型表示了哪些生理活動過程，如：圖甲模型呈現(xiàn)的是食物消化、吸收、肺泡內(nèi)氣體交換、組織氣體交換、尿液的形成等生理活動.然后對②過程進行分析，隨著②過程的進行，即血糖濃度升高，而胰島素具有促進血糖合成糖元、加速血糖分解等作用，故為了使血糖的含量保持相對穩(wěn)定，胰島素的分泌量增加.

對于（2）小題的解析，教師可根據(jù)選項內(nèi)容引導學生分析各物質(zhì)含量變化趨勢，再畫出相應的數(shù)字模型，如小腸是消化和吸收的主要場所，當血液流經(jīng)小腸時，消化道中的水、無機鹽、葡萄糖、氨基酸等會通過消化道壁進入血液，血液中葡萄糖等養(yǎng)料的含量增高，如圖3所示.由此可判斷符合圖乙曲線表示的有Ⅰ、Ⅳ2個選項.以此來培養(yǎng)學生建模思維能力.在生物學試題解析中，教師通過引導學生讀圖析圖，來培養(yǎng)學生分析模型的理性思維能力.或根據(jù)試題內(nèi)容，引導學生繪圖，來培養(yǎng)學生建模的思維能力.

通過基于模型的試題解析，不僅有利于培養(yǎng)學生讀圖析圖能力，也有助于培養(yǎng)學生理性思維.

理性思維是生物學核心素養(yǎng)的重要組成部分，是學生在生物學課程中重要的，終身受益的學習成果[3].在生物學試題解析中，教師不要僅僅局限于解題過程的指導，關注結(jié)論的正確與否，更應把歸納與概括、演繹與推理、批判性思維、模型與建模等理性思維融入到生物學試題的解析過程中，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，顯化理性思維的培養(yǎng)，從而促進學生核心素養(yǎng)的提高.

參考文獻：

[1]陳興華.借助模型建構(gòu)發(fā)展學生的理性思維—以基因重組的概念教學為例[J].中學生物教學，2017（Z1）：138-139.

[2]史佳琴.例談理性思維在高中生物學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)中的應用[J].中學生物學，2017，33（10）：76-78.

[3]楊銘， 劉恩山.在生物學課堂中培養(yǎng)學生理性思維[J].生物學通報，2017，52（08）：12-15.

[4]相佃國.中學化學教學中批判性思維研究[J].化學教育，2005（07）：32-33+36.

[5]盧活源.論中學化學教學中批判性思維的培養(yǎng)[J].中學化學教學參考，2004（Z2）：34-35.

[6]唐東輝.基于理性思維的高中生物學原創(chuàng)試題命制探索[J].生物學教學，2017，42（12）：35-37.

（收稿日期：2020-01-08）