淺析高中生物試題對(duì)科學(xué)思維之歸納與概括的考查

龔 婷 李艷紅 胡 杰 胡 斌

（1.西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 四川南充 637000；2.西華師范大學(xué)美術(shù)學(xué)院 四川南充 637000；3.西華師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 四川南充 637000；4.成都市武侯高級(jí)中學(xué) 四川成都 610043）

普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)2017 版提出以來，我國(guó)學(xué)者陸續(xù)開展了生物學(xué)核心素養(yǎng)與生物教學(xué)的研究。目前較多研究是針對(duì)如何在高中生物教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，也有研究是分析某一套試卷中各試題是如何考查學(xué)生核心素養(yǎng)，而針對(duì)某一具體核心素養(yǎng)與試題結(jié)合分析研究的較少，尤其在科學(xué)思維方面?？茖W(xué)思維核心素養(yǎng)指出學(xué)生必須在學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)自身的理性思維能力，比如可以基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用多樣性的分析方法，其中比較具有代表性的包括歸納與概括、模型與建模等，進(jìn)而探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會(huì)議題[1]。對(duì)于歸納與概括而言，其主要將對(duì)象的各組成部分進(jìn)行關(guān)聯(lián)，或?qū)⑹挛锏膫€(gè)特性、個(gè)別方面組合為一個(gè)整體[2]，提升學(xué)生的歸納概括能力，可以幫助學(xué)生強(qiáng)化記憶，夯實(shí)基礎(chǔ)，更能幫助學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)能力。因此，本文對(duì)高中生物試題中科學(xué)思維之歸納與概括的考查進(jìn)行了初步探索，提出在日常教學(xué)中提高學(xué)生歸納概括能力的方法，以期能夠幫助教育教學(xué)工作者充分理解歸納與概括在教學(xué)中的應(yīng)用。

一、高中生物試題中涉及“歸納與概括”的內(nèi)容

生物學(xué)中的歸納與概括要求受教育者可以對(duì)客觀事實(shí)進(jìn)行歸納與總結(jié)，并推導(dǎo)出相應(yīng)的生物學(xué)規(guī)律。所以在進(jìn)行生物學(xué)測(cè)評(píng)的過程中，通常要求學(xué)生以某個(gè)生物學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，結(jié)合事實(shí)I推導(dǎo)出相應(yīng)的結(jié)論I，并根據(jù)事實(shí)II 推導(dǎo)相應(yīng)的結(jié)論II，最后將兩個(gè)結(jié)論進(jìn)行整理，最終獲得總結(jié)論。這個(gè)思維要求受教育者結(jié)合題意展開系統(tǒng)性的分析，而并非只進(jìn)行表面的分析[10]。

（一）對(duì)圖表題的“歸納與概括”

1.對(duì)圖形的“歸納與概括”

對(duì)曲線圖的解題思路：①首先看橫縱坐標(biāo)所表示的生物學(xué)含義，再看曲線中的特殊點(diǎn)：起點(diǎn)、拐點(diǎn)和終點(diǎn)，以及曲線的大致走勢(shì)。②探討圖中為何會(huì)產(chǎn)生特殊點(diǎn)，曲線產(chǎn)生該變化的整體趨勢(shì)是什么。③借助聯(lián)想、遷移等方式對(duì)多種原理和規(guī)律進(jìn)行展現(xiàn)。

例①：(2017·全國(guó)I，第3 題)一般而言，葉片內(nèi)葉綠素總量的減少能夠充當(dāng)其衰老的主要檢測(cè)指標(biāo)。為進(jìn)一步探討激素對(duì)葉片衰老產(chǎn)生的實(shí)際影響，可以先對(duì)離體葉片展開分組處理，并將其置于蒸餾水、細(xì)胞分裂素(CTK)、脫落酸(ABA)、CTK＋ABA 溶液中，此后把各組放置到陽(yáng)光下，葉綠素含量改變的整體情況具體參考下圖，下述選項(xiàng)中不正確的是( )。

A.細(xì)胞分裂素可以減慢離體葉片衰老的速率

B.本研究中ABA 能夠降低CTK 對(duì)離體葉片發(fā)揮的作用

C. NADPH 生成的實(shí)際速率明顯超過CTK 組

D.施用ABA 可以使銀杏樹的葉片更快地變黃

答案：C

試題分析：此類題需要學(xué)生對(duì)比歸納出不同曲線代表的意義，并結(jié)合題意概括出激素之間的相互作用從中找到規(guī)律。學(xué)生可根據(jù)單一變量原則來分析：①由CTK 曲線和蒸餾水曲線我們能夠發(fā)現(xiàn)：與對(duì)照組進(jìn)行比較，通過適量CTK 溶液對(duì)葉片展開處理之后，葉綠素的濃度明顯增加，因此CTK 可以減小葉片衰老的速率。②由CTK 曲線、CTK+ABA 曲線和ABA 曲線可知：通過適宜參數(shù)的CTK 溶液對(duì)葉片展開處理，在一定時(shí)間內(nèi)葉綠素含量處于較高的水平，而在通過ABA 溶液處理之后，葉綠素的濃度明顯減小，如果將兩者搭配應(yīng)用，則得到的葉綠素含量處于兩者之間，這表明本研究中CTK 對(duì)離體葉片的作用會(huì)受到ABA 的影響。③由CTK 曲線和ABA 曲線可知：因?yàn)槿~綠素可以對(duì)光能進(jìn)行吸收和利用，從而得到NADPH 和氧氣，因?yàn)镃TK 組對(duì)應(yīng)的指標(biāo)較高，另一組內(nèi)NADPH 合成速率處于較低的水平。

2.對(duì)表格的“歸納與概括”

對(duì)表格的解題思路：①表格信息的獲?。翰扇?duì)比或分組對(duì)法，認(rèn)真分析表格數(shù)據(jù)，一定要進(jìn)行縱橫比較，找出數(shù)據(jù)的變化規(guī)律，如上升或下降。②注重分析表格中的特殊數(shù)據(jù)，如最多、最少、平均等，并找出引起數(shù)據(jù)差異的原因。③兩個(gè)或兩個(gè)以上的表格要注意比較，得出相同與不同之處。

例②：（2016 年全國(guó)卷III，第29 題節(jié)選）為了分析某地區(qū)高溫環(huán)境中氣溫和相對(duì)濕度對(duì)A 品種小麥光合作用產(chǎn)生的實(shí)際影響，某小組將生長(zhǎng)狀態(tài)具有高度一致性的A 小麥劃分為5組，1 組在田間生長(zhǎng)，并將其充當(dāng)對(duì)照組，其他4 組在氣候室內(nèi)進(jìn)行培育，并將其充當(dāng)實(shí)驗(yàn)組，并保持另外的條件與對(duì)照組具有高度一致性，在中午12:30對(duì)所有葉片的光合速率展開測(cè)定，得到的結(jié)果具體參考下表：

?

回答下列問題：

（1）結(jié)合本研究的結(jié)果，可分析與作用速率存在緊密關(guān)聯(lián)的各類因素；除此之外，我們能夠推測(cè)相對(duì)濕度減小光合作用“午休”的實(shí)際情況。

答案：濕度在溫度條件完全一致的條件下，如果相對(duì)濕度發(fā)生變化，那么光合速率發(fā)生的改變也較為明顯。

試題解析：本題重點(diǎn)檢驗(yàn)答題者對(duì)表格數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)與分析的能力，從事實(shí)I：表格中對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組一和實(shí)驗(yàn)組二信息：溫度相同，相對(duì)濕度不同，光合速率不同。推出子結(jié)論I：即溫度完全一致的條件下，小麥光合速率伴隨相對(duì)濕度的提升而顯著增快；結(jié)合事實(shí)II 我們可知：二、三、四組的相對(duì)濕度不存在差異，溫度具有區(qū)別，光合速率幾乎相同。推出子結(jié)論II：相對(duì)濕度相同時(shí)，小麥光合速率隨溫度的變化不明顯；結(jié)合子結(jié)論I 和子結(jié)論II，推出總結(jié)論：即中午對(duì)光合作用速率影響較為顯著的因素為相對(duì)濕度；如果在一定程度上提升環(huán)境相對(duì)濕度，那么它能夠減少小麥“午休”的時(shí)間。

(二)對(duì)描述題的“歸納與概括”

這類試題主要需要學(xué)生結(jié)合客觀事實(shí)進(jìn)行歸納分析，進(jìn)而推導(dǎo)相應(yīng)的生物學(xué)規(guī)律。這方面的考查主要是讓學(xué)生產(chǎn)生更強(qiáng)的理性認(rèn)識(shí)，使其能夠探究事物的本質(zhì)顧慮，發(fā)現(xiàn)事物發(fā)展規(guī)律，這也能夠在一定程度上增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力[3]。該類題的解題思路是：①根據(jù)單一變量原則和對(duì)照原則，篩選分析題干所給事實(shí)條件，得出子結(jié)論；②結(jié)合所學(xué)生物學(xué)知識(shí)，綜合子結(jié)論歸納概括得出最終結(jié)論。

例3 ：（2016 年全國(guó)卷I，第30 題節(jié)選）為了明確生長(zhǎng)條件對(duì)光合作用產(chǎn)生的實(shí)際影響，先將盆栽苗換分為兩個(gè)組別，即甲組和乙組，并將其轉(zhuǎn)移至人工氣候室中，甲組主要對(duì)自然光照進(jìn)行模擬，而乙組的光照條件相對(duì)較差，另外的培養(yǎng)條件完全一致。在培養(yǎng)一定時(shí)間之后，測(cè)定其葉片伴隨光照強(qiáng)度變化的情況，核心指標(biāo)伴隨光照強(qiáng)度發(fā)生改變的整體趨勢(shì)具體參考下圖，回答下列問題。

播種乙組植株的種子，獲得的盆栽苗根據(jù)甲組的條件培養(yǎng)一段時(shí)間之后，檢測(cè)植株葉片伴隨光照強(qiáng)度變化的光合作用強(qiáng)度，獲得的曲線與甲組具有高度一致性，因此我們可以推導(dǎo)出的結(jié)論為_________。

答案：低光照（環(huán)境）并未改變植物的遺傳物質(zhì)（和遺傳規(guī)律）

試題解析：由事實(shí)I，即甲組在自然光照條件下光合作用強(qiáng)度較高，乙組在低光照條件下光合作用強(qiáng)度較低，得出子結(jié)論I，即光照強(qiáng)度會(huì)影響植物的光合作用。由事實(shí)II，即乙組植物的后代在自然光照條件下，光合作用強(qiáng)度與甲組相同，得出子結(jié)論II，即低光照使乙組植物光合作用強(qiáng)度較低這種影響不會(huì)遺傳給下一代。由子結(jié)論I 和子結(jié)論II 可以進(jìn)一步得出：甲組與乙組光合作用強(qiáng)度不同，可影響光合作用強(qiáng)度，但不改變遺傳物質(zhì)。從而得出：低光照未改變植物的遺傳物質(zhì)。

（三）對(duì)論述題的“歸納與概括”

通過文字表達(dá)考查受教育者在這方面的能力，具有邏輯性的表達(dá)是科學(xué)思維的重要部分。對(duì)于語言表達(dá)能力而言，它對(duì)于推理生命活動(dòng)的規(guī)律具有不可忽視的價(jià)值意義[4]

解題思路：①首先要通過閱讀表格信息，提取出表格中行標(biāo)題與列標(biāo)題對(duì)應(yīng)的文字材料信息；②提取有效信息結(jié)合題干信息轉(zhuǎn)化為可利用信息，進(jìn)一步遷移到題干所給情景中去回答問題。

例4 ：（2017 年北京卷，第31 題節(jié)選）臨床應(yīng)用青蒿素治療瘧疾獲得了成功，然而其抗瘧機(jī)制還沒有徹底明晰，國(guó)內(nèi)學(xué)者開展了下述實(shí)驗(yàn)。

?

1、2 組結(jié)果說明_________________；結(jié)合3、4 組結(jié)果我們能夠發(fā)現(xiàn)青蒿素對(duì)倉(cāng)鼠細(xì)胞線粒體膜電位不存在顯著影響。因此我們能夠推導(dǎo)的結(jié)論為____________________。

答案：青蒿素可以大幅度減少瘧原蟲線粒體膜電位青蒿素對(duì)核心指標(biāo)產(chǎn)生的影響具有明顯的物種間差異。

試題分析：本題以青蒿素治療瘧疾為背景材料，考查學(xué)生對(duì)論述解答題的歸納概括能力。以事實(shí)I，即1 組加入青蒿素，2 組不加青蒿素，加青蒿素的那組線粒體膜電位的相對(duì)值較低，得出子結(jié)論I，青蒿素可以大幅度減少瘧原蟲線粒體膜電位。除此之外，結(jié)合事實(shí)II，一組加青蒿素另一組不加青蒿素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與用瘧原蟲的線粒體為實(shí)驗(yàn)材料不同，得出子結(jié)論II，即青蒿素對(duì)線粒體膜電位的影響存在物種間差異。

二、高中生物教學(xué)中提高學(xué)生歸納與概括能力的措施

（一）概念圖法

概念圖是把所學(xué)的相關(guān)概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬瘓D標(biāo)的一種方法[5]。概念圖能夠體現(xiàn)所學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性和整體性，可以幫助學(xué)生厘清思路，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物學(xué)知識(shí)系統(tǒng)的掌握。如在學(xué)習(xí)新知識(shí)的過程中，概念圖能夠幫助學(xué)生串聯(lián)所學(xué)知識(shí)，化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，而在進(jìn)行系統(tǒng)性復(fù)習(xí)時(shí)，概念圖能夠幫助學(xué)生快速理清所學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)和層次，變局部為整體，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，使知識(shí)脈絡(luò)更加清晰。

例如：在學(xué)習(xí)無機(jī)鹽這節(jié)新課內(nèi)容時(shí)，課后可以讓學(xué)生把所學(xué)知識(shí)用概念圖的形式展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生更好地記憶新知識(shí)點(diǎn)，化繁為簡(jiǎn)，如圖1 所示：

圖1 細(xì)胞中的無機(jī)鹽

（二）表格法

文字表格可以對(duì)某些易于發(fā)生混淆的概念進(jìn)行區(qū)別和聯(lián)系，以明確知識(shí)點(diǎn)之間的異同，并加以比較和分析，使知識(shí)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)條理化。比如：學(xué)生在復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)時(shí)，可以把高中學(xué)過的所有蛋白質(zhì)的名稱、分布以及對(duì)應(yīng)的功能用表格的形式整理出來，使知識(shí)更加條理化，更加清晰如圖2 示所。

圖2 生物體中常見蛋白質(zhì)種類及其功能

（三）“說”“寫”表達(dá)訓(xùn)練法

表達(dá)是對(duì)信息內(nèi)容的高度概括與表述。教師在教學(xué)中要注意多為學(xué)生提供和創(chuàng)造機(jī)會(huì)進(jìn)行“說”“寫”表達(dá)訓(xùn)練，由此可提高學(xué)生語言、書寫表達(dá)能力。針對(duì)“說”表達(dá)訓(xùn)練，教師可以以分組討論，開展競(jìng)賽、辯論、講故事形式，鼓勵(lì)學(xué)生去“說”。例如：在學(xué)完必修三免疫新課時(shí)，教師可以結(jié)合時(shí)下新聞——新型冠狀肺炎病毒防疫情況充分調(diào)動(dòng)學(xué)生回答問題的積極性。建議學(xué)生用語言闡述病毒在機(jī)體中復(fù)制的過程，并論述體液免疫的原理。這樣的方式一方面幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)內(nèi)容的二次加工，使受教育者能夠?qū)φ莆盏闹R(shí)進(jìn)行鞏固，此外，其考查了受教育者的邏輯思維能力。此外，在開展教學(xué)活動(dòng)的過程中應(yīng)對(duì)“寫”的訓(xùn)練給予充分的重視。因此有必要在作業(yè)中設(shè)計(jì)類似的問題使學(xué)生能夠更好地書寫作答，學(xué)生先相互進(jìn)行評(píng)比，教師隨之進(jìn)行系統(tǒng)化、科學(xué)化、條理化的點(diǎn)評(píng)和概括。這種讓學(xué)生通過“說”“寫”表達(dá)訓(xùn)練來提高語言表達(dá)能力的方式，是培養(yǎng)學(xué)生歸納概括能力的重要方法。