核心素養(yǎng)視角下高中生物解題常見的思維障礙與對(duì)策

余建強(qiáng)

摘 要：新課程改革背景下的高中生物試題更注重發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，考查學(xué)生的學(xué)科能力。研究學(xué)生解題過(guò)程中出現(xiàn)的思維障礙和相應(yīng)的解決對(duì)策，能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生獲取信息的能力，增強(qiáng)學(xué)生破除思維定勢(shì)和新舊知識(shí)的互相干擾達(dá)到對(duì)知識(shí)遷移和應(yīng)用的能力，培養(yǎng)學(xué)生具有良好的科學(xué)思維等學(xué)科核心素養(yǎng)。常見的解題思維障礙有： 信息無(wú)法有效提取、思維取向錯(cuò)誤、科學(xué)思維發(fā)展不足。

關(guān)鍵詞：解題思維;思維障礙;解決對(duì)策;核心素養(yǎng)

前言：學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，由于其思維的起點(diǎn)、方向錯(cuò)誤，或者科學(xué)思維發(fā)展不足等因素，導(dǎo)致使用錯(cuò)誤的推理，思維的開展受到干擾造成解題過(guò)程異常而得不到正確答案，這就是思維障礙。在實(shí)際的高中生物教學(xué)中，我們不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的生物知識(shí)，還應(yīng)該在面對(duì)問(wèn)題的時(shí)能夠突破各種思維障礙，遷移、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去解決問(wèn)題，提升學(xué)習(xí)能力和成績(jī)。由此看出，研究學(xué)生解題思維障礙和解決對(duì)策，對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)生核心素養(yǎng)的良好發(fā)展具有十分重要現(xiàn)實(shí)意義。下面就以不同的試題示例對(duì)學(xué)生存在的幾種常見思維障礙進(jìn)行分析。

一、信息無(wú)法有效提取

審題并提取信息，是解題的第一步，是學(xué)生對(duì)題意進(jìn)行初步的分析和思維。而信息無(wú)法有效提取則意味著學(xué)生不能從題干中得到有用信息，導(dǎo)致產(chǎn)生思維障礙。主要表現(xiàn)在兩種情況：對(duì)題意誤解和抓不住“題眼”。

1.對(duì)題意誤解

學(xué)生往往因解題經(jīng)驗(yàn)不足、基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)、甚至注意力不集中，出現(xiàn)對(duì)題意的誤解，導(dǎo)致了問(wèn)題解決的錯(cuò)誤。

例如：某一親代DNA分子含有腺嘌呤脫氧核苷酸m個(gè)，放在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，則第n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸數(shù)為________？

這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生往往會(huì)計(jì)算出錯(cuò)誤的答案是m·（2n-1），而不是m·2n-1;原因在于把題意理解為：“n次復(fù)制”而不是“第n次復(fù)制”。產(chǎn)生錯(cuò)誤跟學(xué)生的審題認(rèn)真程度有關(guān)，也跟學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握是否牢靠有關(guān)，關(guān)鍵要理解“第n次復(fù)制”其實(shí)是從第n-1次到第n次的一次復(fù)制。

2.抓不住“題眼”

前述“審題并提取信息，是解題的第一步”，那么抓關(guān)鍵“題眼”，找出最有用的信息是解題的第二步。大部分學(xué)生由于缺乏獨(dú)立有效的判斷性思維，經(jīng)常找不到關(guān)鍵的“題眼”而影響解題。

例如：用某種高等植物的純合紅花植株與純合白花植株進(jìn)行雜交，F(xiàn)1全部表現(xiàn)為紅花。若F1自交，得到的F2植株中，紅花為272株，白花為212株;若用純合白花植株的花粉給F1紅花植株授粉，得到的子代植株中，紅花為101株，白花為302株。根據(jù)上述雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果推斷，下列敘述正確的是（ ）

A.F2中白花植株都是純合體B.控制紅花與白花的基因在一對(duì)同源染色體上

C.F2中紅花植株的基因型有2種D.F2中白花植株的基因型種類比紅花植株的多

本題的題眼是：F2植株中，紅花為272株，白花為212株紅花∶白花=9∶7花色是9：3：3：1的變形，可推斷該相對(duì)性狀受兩對(duì)等位基因控制，且獨(dú)立遺傳。這樣該題的思路就完全打開了，找出正確選項(xiàng)D項(xiàng)也就不難了。

信息提取是學(xué)生解題的前提，因此教師在教學(xué)中應(yīng)注意：第一、提高學(xué)生的審題意識(shí)。通過(guò)對(duì)錯(cuò)誤問(wèn)題的分析和評(píng)議，培養(yǎng)學(xué)生易錯(cuò)辨析能力;第二、傳授有效的審題方法。教師講解習(xí)題時(shí)，除了解釋解題思路外，要重點(diǎn)指出關(guān)聯(lián)性的信息，不斷強(qiáng)化學(xué)生抓關(guān)鍵信息能力。第三、利用典型的習(xí)題強(qiáng)化訓(xùn)練。讓學(xué)生接觸缺乏信息、冗余信息和隱藏信息的各種題型，分析和區(qū)分外觀相似、本質(zhì)不同的題型，從而逐步提高學(xué)生對(duì)有效信息的敏感度，甚至可以進(jìn)行專題訓(xùn)練，比如只要求學(xué)生找出關(guān)鍵信息即可，培養(yǎng)學(xué)生快速審題和提取信息的能力。

二、思維取向錯(cuò)誤

思維取向錯(cuò)誤是指學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)僵化的應(yīng)用到從題目中提取的信息，錯(cuò)誤地進(jìn)行歸類，思維方向偏離甚至相反，造成解題的錯(cuò)誤。錯(cuò)誤的思維取向類型有：思維定勢(shì)型和知識(shí)干擾型。

1.思維定勢(shì)型

所謂思維定勢(shì)，就是學(xué)生在解題思維活動(dòng)中，會(huì)憑借通過(guò)反復(fù)的練習(xí)形成的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣和已有的思維規(guī)律，套用到考查相同知識(shí)點(diǎn)且立意、圖形相似題目中來(lái)，結(jié)果因思維的固化影響作出正確的分析、判斷。

例如：圖1表示人體中甲、乙、丙、丁4種體液之間的關(guān)系。下列敘述正確的是（ ）

A.甲、乙、丁構(gòu)成人體的內(nèi)環(huán)境

B.乙表示血漿，丙表示淋巴

C.丁中O2濃度可能比甲中的高

D.組織細(xì)胞所處的內(nèi)環(huán)境多數(shù)是甲

這個(gè)題目學(xué)生會(huì)錯(cuò)選D，因?yàn)閷W(xué)生解題時(shí)基本會(huì)受圖2內(nèi)環(huán)境關(guān)系圖的思維束縛，產(chǎn)生思維定勢(shì)，忽略圖1和圖2中箭號(hào)的區(qū)別。如果換個(gè)角度考慮到人體的其他細(xì)胞，比如血細(xì)胞的直接生活內(nèi)環(huán)境是血漿，再根據(jù)題意和箭號(hào)代表物質(zhì)交換的流向，就可推測(cè)甲、乙、丙、丁4種體液就分別代表血漿、組織液、淋巴、血細(xì)胞，進(jìn)一步推理出C選項(xiàng)中的丁可能是紅細(xì)胞，得出正確答案C。

2.知識(shí)干擾型

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生由于不斷的接受新的知識(shí)和解題方法，導(dǎo)致新舊知識(shí)因相似或相近互相干擾，記憶材料互相抑制，產(chǎn)生知識(shí)的負(fù)遷移，以前的知識(shí)阻礙和抑制了當(dāng)前問(wèn)題的解決，從而使問(wèn)題的解決變得困難和錯(cuò)誤。

例如：圖3是某生物的細(xì)胞分裂圖是有絲分裂還是減數(shù)分裂呢？

學(xué)生經(jīng)常誤判該圖只是有絲分裂后期。忽略了二倍體生物有絲分裂后期和四倍體生物減數(shù)第二次分裂后期都可用該圖表示，這兩種分裂時(shí)期移向細(xì)胞同一極的染色體都有同源染色體，學(xué)生學(xué)習(xí)的新舊知識(shí)產(chǎn)生互相干擾而影響解題。

避免學(xué)生思維取向錯(cuò)誤，教師就必須在傳授知識(shí)和習(xí)題講解過(guò)程中注意：第一、不要一味強(qiáng)調(diào)解題套路而直接向?qū)W生呈現(xiàn)解決問(wèn)題的方法，應(yīng)注意分析指出題目的特性和共性，避免學(xué)生的思維產(chǎn)生路徑依賴;第二、注意積累相似的題型和變式的題目，通過(guò)訓(xùn)練來(lái)比較幫學(xué)生擺脫已有”框框”的束縛，防止產(chǎn)生思維定勢(shì);第三、教學(xué)中注意簡(jiǎn)化知識(shí)，給學(xué)生提供便于獲得知識(shí)的途徑，減少知識(shí)的相互干擾。知識(shí)的呈現(xiàn)順序要注意從一般到特殊的不斷分化，就像細(xì)胞分裂圖要從二倍體的一般區(qū)別講到多倍體的特殊性，知識(shí)逐漸的演化，學(xué)生的思維就會(huì)打開，也就能靈活多變。

三、科學(xué)思維發(fā)展不足

科學(xué)思維包括基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維和創(chuàng)造性思維。[1]這是較高層次的思維方式，學(xué)生可能因?yàn)橹R(shí)儲(chǔ)備少、缺乏訓(xùn)練引導(dǎo)或智力等因素造成這方面的思維障礙。

1、歸納與概括能力低

歸納概括能力的認(rèn)知基礎(chǔ)是對(duì)一組事物或現(xiàn)象進(jìn)行比較、對(duì)比，找出其異同點(diǎn)，然后在此基礎(chǔ)上形成關(guān)于這一組事物的基本認(rèn)識(shí)，這也是形成科學(xué)概念的基本過(guò)程。[2]學(xué)生缺乏自主歸納與概括的能力，就會(huì)出現(xiàn)分析不全或無(wú)法分析的局面。

例如：下列是有關(guān)T2噬菌體、硝化細(xì)菌和水綿的描述，它們的共同點(diǎn)都是（ ）

A.原核生物B.能通過(guò)有氧呼吸將有機(jī)物徹底氧化分解

C.以為DNA遺傳物質(zhì)D.具有雙層膜的細(xì)胞器且能合成有機(jī)物

這個(gè)題目要求學(xué)生提取事實(shí)性知識(shí)，判斷T2噬菌體、硝化細(xì)菌和水綿三種生物分別屬于病毒、原核生物、真核生物，然后在利用病毒、細(xì)胞結(jié)構(gòu)等的相關(guān)知識(shí)，對(duì)它們進(jìn)行比較，找到出異同點(diǎn)。該題要求學(xué)生平時(shí)要注意積累和歸納類比，不然容易錯(cuò)選。

2、無(wú)法實(shí)現(xiàn)模型建構(gòu)

一些題目可通過(guò)閱讀將題干中的重點(diǎn)名詞及其之間的關(guān)聯(lián)問(wèn)題轉(zhuǎn)換成圖形，進(jìn)行演繹推理、建立模型，則題意一目了然，就能從整體上把握和解決問(wèn)題了，學(xué)生經(jīng)常無(wú)法做到一點(diǎn)。

例如：果蠅的體細(xì)胞含有8條染色體?，F(xiàn)有一個(gè)果蠅體細(xì)胞，它的每條染色體的DNA雙鏈都被32P標(biāo)記。如果把該細(xì)胞放在不含32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，使其連續(xù)分裂，那么將會(huì)在第幾次細(xì)胞分裂中出現(xiàn)每個(gè)細(xì)胞的中期和后期都有8條染色體被32P標(biāo)記（ ）

A.第1次 B.第2次 C.第3次 D.第4次

若學(xué)生能依題意建立如下圖4的模型，很容易就能得出正確答案是B。（圖解以一條染色體為例）

3、創(chuàng)造性思維不足

平常學(xué)生習(xí)慣于沿著題意的方向去思考問(wèn)題并尋求解決辦法，往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力。其實(shí)對(duì)于某些問(wèn)題，倒過(guò)來(lái)思考，從求解回到已知條件或者應(yīng)用假說(shuō)-演繹法，也許會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)單化。

例如：已知興奮由興奮區(qū)向鄰近的未興奮區(qū)傳導(dǎo)后，未興奮區(qū)成為新的興奮區(qū)，而原興奮區(qū)則恢復(fù)靜息狀態(tài)（成為未興奮區(qū)）且有短暫的不應(yīng)期，所以興奮不回傳。下圖是一個(gè)神經(jīng)元的示意圖，O點(diǎn)為PQ的中點(diǎn)，若同時(shí)在O點(diǎn)、M點(diǎn)給予相同且適宜的刺激，如果電流表不偏轉(zhuǎn)，則M點(diǎn)的條件是________。

由題干信息可知，我們可以先假設(shè)MP略大于或等于PQ的一半時(shí)，那么O點(diǎn)的刺激同時(shí)傳到P、Q點(diǎn)，P點(diǎn)興奮后有短暫的不應(yīng)期，使M點(diǎn)同時(shí)或稍后傳來(lái)的興奮傳到P點(diǎn)中斷了，電流表就不偏轉(zhuǎn)了。這樣通過(guò)假說(shuō)進(jìn)行逆推，答案也就出來(lái)了。

教學(xué)中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維方法如下：第一、引導(dǎo)學(xué)生自己構(gòu)建思維導(dǎo)圖，嘗試建立模型，有利于知識(shí)聯(lián)系性記憶，提高學(xué)生歸納與概括能力。也可以嘗試列表法，對(duì)相關(guān)相近的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行比較記憶，提高學(xué)生相關(guān)類屬學(xué)習(xí)和并列結(jié)合學(xué)習(xí)的能力;第二、引導(dǎo)學(xué)生將試題和書本相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容做比較，找出思維的共同點(diǎn)，比如假說(shuō)-演繹法在各種遺傳題目中的推導(dǎo);第三、創(chuàng)造性思維本質(zhì)是發(fā)散性思維，遇到問(wèn)題時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生能從多角度、多層次去思考、尋找答案，不要受傳統(tǒng)方法的束縛。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，高中生物教學(xué)中，教師在傳授知識(shí)、打好學(xué)生基礎(chǔ)的同時(shí)要重視針對(duì)學(xué)生實(shí)際解題當(dāng)中出現(xiàn)的思維障礙，透徹講解題目、應(yīng)用各種解決對(duì)策，包括引導(dǎo)學(xué)生對(duì)題目進(jìn)行分類比較、歸納概括、開展正確的科學(xué)思維等，促使學(xué)生真正的學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移和綜合應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1][2]王健.基于學(xué)生核心素養(yǎng)的生物學(xué)科能力研究[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2018：105，24.