生物學問題解決的過程性探討

探究性教學、研究性學習正在被多數人接受，而“探究”、“研究”的過程，實際上是一個“問題解決”的過程。在學習過程中，經常采用一定的策略，通過多角度、多層次的思維，有時甚至需要通過創造性的思維活動才能使問題解決，因此有專家把創造解釋為一種新穎獨特的問題解決過程。

本人在教學實踐中，對生物學問題的解決過程進行了理性思考和實踐探究。一個生物學問題的解決基本上可以從“問題意識的形成→內部思維的展開→問題信息的加工→解決過程的實現→問題解決的反思”這樣一個過程來操作。

例：果蠅灰身（B）對黑身（b）為顯性，將純種灰身果蠅與黑身果蠅雜交，產生F1代，再自交產生F2代，將F2代中的黑身果蠅全部除去，讓灰身果蠅自由交配產生后代，問F3中灰身與黑身的比例是多少？

解決這個生物問題的過程簡述如下：

喚醒：本例是遺傳概率問題，它符合哪個遺傳定律？用什么方法（原理）去解決？

樹立：果蠅的灰身和黑身只涉及一對相對性狀，符合基因分離定律，那么顯性性狀是什么？基因在什么染色體上？

強化：可分析得知黑身是顯性性狀，控制性狀的基因在常染色體上，同時推想概率問題常用加法和乘法原理。

碰撞：純種灰身（BB）與黑身（bb）雜交，F1代均為灰身（Bb），自由交配產生的F2代中，如果將所有黑身果蠅全部除去，剩下的是1/3的BB和2/3的Bb，其中雌雄各占一半。

探究：將F2中灰身果蠅自由交配，則有4種情況: 1/3BB（♂）×1/3BB（♀），1/3BB（♂）×2/3Bb（♀），2/3Bb（♂）×1/3BB（♀），2/3Bb（♂）×2/3Bb（♀）可用乘法原理分別求出概率，然后用加法原理相加（定勢思維，比較煩瑣）。

轉換：此題需將文字信息轉換為遺傳圖解，將表現型轉換為基因型。

簡約：本題中的關鍵有2點：① F2代中的灰身果蠅不管雌雄都應是1/3的BB和2/3的Bb；② 要區分自交和自由交配，前者是相同基因型的個體進行交配（F1→F2），后者是指一個較大的群體中，每一個個體可以與所有其他異性個體交配，且交配的機會是相等的（F2→F3）。

遷移：觀察發現上述4種情況中只有2/3Bb（♂）與2/3Bb（♀）交配才能產生黑身果蠅，可算出黑身的概率。（直覺歸納，把握本質）黑身果蠅占2/3×2/3×1/4=1/9，則灰身果蠅有1─1/9=8/9，那么灰身與黑身的比例為8∶1。

以上是生物問題解決的一般操作過程，應屬于實踐層面，下面是對生物問題解決過程的理性思考。

1 問題意識的形成

問題意識是指問題成為學生感知和思維的對象，從而在心里造成一種懸而未決但又必須解決的求知狀態，它是思維的動力，問題解決的開端，也是創新精神的基石。

1.1 喚起

問題意識不是天生的，它需要不斷地培養和激發。首先是教師要喚起學生的問題意識。喚起的過程主要是靠教師精心設計問題情境，關注學生的需要和愿望，細心呵護與生俱來的好奇心，使學生潛在或靜態的問題意識，轉化為外顯的問題意識。

1.2 樹立

學生在學習過程中，心理始終處于變化的狀態，教師應設法引導他們把心理調節到最佳狀態，對不同的心理（緊張、自卑、逆反、好勝、求進心理等）相應的設立關系。通過結合教學內容和學生實際，教師抓住不同的心理特征，充分調動不同心理學生的學習積極性，從而在其自身內軀力的作用下，使喚起的問題意識真正樹立。

1.3 強化

強化是“樹立”階段的加固。沒有強化，樹立起來的意識，也會日趨淡薄。教師應積極利用課堂練習、學生易產生問題的題目或教材中可以質疑的內容分對象展開討論，教師適當點撥，讓學生找到自信與快樂，促進問題意識明顯增強，同時使學生在解題的思路方法運行中得到思維的訓練和能力的提高。

2 內部思維的展開

在問題意識的喚起、樹立、強化過程中，學生的內部思維也相應地進行著碰撞、探究等活動。內部思維的積極活動激發了自覺意識跟非自覺意識的交互作用和相互交融，培養了學生思維的廣闊性、深刻性與靈活性。

2.1 碰撞

學生由于思維定勢，常常出現利用過去經驗的方式去針對新問題。定勢可能促進類似問題的解決，但也可能形成僵死的模式，錯過迸發智慧火花的時機，從而失去創造性。教師要營造開放的人際關系，創設寬廣的空間，創造更多的機會，實現思維的碰撞。

2.2 探究

在尋找問題的切入口過程中，主要可以從已有的經驗、基本的邏輯方法的應用為主的抽象思維、形象思維等角度加以考慮。教師應善于抓住思維的閃光點，讓學生在敢于質疑的氛圍中充分釋疑，形成敢于探究的學習氛圍，找到主體的地位，體現主體的價值。

3 問題信息的加工

3.1 轉換

生物學問題各種各樣，許多看似截然不同的問題有時可用相同的形式表述。當面臨信息生疏、概念模糊或內容煩瑣時，將題干信息轉換為比較熟悉、便于理解或等價的形式，如將圖表信息轉化為文字，或將文字信息轉化為直觀圖，從而變陌生為熟悉，化難為易，以求對原問題的解決。

3.2 簡約

對某些生物學問題而言，提供的信息有些是次要的或一些無關信息的干擾與設陷，解題者往往難以準確把握問題之關鍵或誤入歧途。因此可以通過簡約策略，使次要的、附屬的信息得到簡化，削去可能屏蔽思維的一些枝節內容，篩選提取出有價值的信息，從而在認知結構中呈現問題的主干，簡化問題的表述，明確問題的始態、終點和節點，選定解題的突破口。

3.3 遷移

遷移是指通過對現象、圖表、數據的分析和類比，按內在聯系進行抽象歸納，邏輯地統攝成規律，并進行合理的推想，使之歸納到一類，解題就會有的放矢，快捷準確。

4 解決過程的實現

這階段主要是問題解決者要確定解題計劃，尋求作答方案，并采取一系列行動貫徹計劃如運算、推理或進行其他操作。教師要注重經常性的培養和訓練，從而提高學生分析問題、解決問題等能力。

5 問題解決的反思

評價反思是問題解決者發展元認知能力的一個重要途徑，也是不斷提高問題解決水平不可缺少的重要環節。它包括2個方面的含義：一是問題解決者對自己問題解決行為的適時監控和評價；二是問題解決者在找到問題答案之后，對問題及整個問題解決行為進行評價。問題解決的過程只能說大體上是遵循上述程序的，并不是都要經過這過其中某一或某些階段，或從后一階段返回到前面的階段。因此，不能把問題解決過程看成一個刻板不變的程序，在實踐過程中往往是融合在一起的。