在習(xí)題教學(xué)中提升學(xué)生思維能力的有效策略

習(xí)題教學(xué)對于深化基礎(chǔ)知識、完善知識結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)解題技巧有重要作用，在教學(xué)中有較大的比重。但如果把習(xí)題教學(xué)變成學(xué)生大量地、重復(fù)地、機(jī)械地訓(xùn)練，教師簡單地糾錯講解，往往會造成學(xué)生只會做套路題，思維形成定勢，題目一變，就無所適從。這顯然違背新課程目標(biāo)“發(fā)展能力”和“促進(jìn)學(xué)生持續(xù)發(fā)展”的要求。在習(xí)題教學(xué)中如何調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，發(fā)揮學(xué)生潛能，使習(xí)題教學(xué)過程成為知識和思維能力共同提高的過程，筆者在教學(xué)中進(jìn)行了探索和總結(jié)。

1 利用相似性習(xí)題，培養(yǎng)學(xué)生自主構(gòu)建系統(tǒng)性知識的能力

教學(xué)中有些習(xí)題源于同一知識點(diǎn)，對一個問題從不同角度去延伸拓展，教師利用這些相似性的習(xí)題，有意識引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對比分析，揭示題與題之間的相同和不同之處，并進(jìn)行總結(jié)歸納，構(gòu)建出系統(tǒng)化、規(guī)律化的知識，有利于儲存更多的信息。達(dá)到通過解決一個問題，學(xué)會解決一片問題的目的，大大提高學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的可利用性，使知識順利地升華為能力。如：在學(xué)習(xí)“基因工程”知識后，利用以下一組相似性習(xí)題進(jìn)行練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對“目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞”和“目的基因的檢測與鑒定”步驟中的許多細(xì)節(jié)知識進(jìn)行自主概括總結(jié)。

[例1]為擴(kuò)大可耕地面積，黃河三角洲等鹽堿地的開發(fā)利用備受關(guān)注。我國科學(xué)家應(yīng)用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻新品系。請回答：

(1)將重組DNA分子導(dǎo)入水稻受體細(xì)胞的常用方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和______________法。用帶有目的基因的土壤農(nóng)桿菌侵染受體細(xì)胞，受體細(xì)胞可以是______________。

(2)為了確定耐鹽轉(zhuǎn)基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標(biāo)記的______________作探針進(jìn)行分子雜交檢測，又要用______________方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。

[例2]繼哺乳動物乳腺發(fā)生器研發(fā)成功后，膀胱發(fā)生器的研究也取得了一定進(jìn)展。科學(xué)家培養(yǎng)出一種轉(zhuǎn)基因小鼠，其膀胱上皮細(xì)胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答：

(1)將人的生長激素基因?qū)胄∈笫荏w細(xì)胞，常用方法是______________。

(2)進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移時，通常要將外源基因轉(zhuǎn)入______________中，原因是______________。

(3)通常采用______________技術(shù)檢測外源基因是否插入了小鼠的基因組。

(4)在研制膀胱生物反應(yīng)器時，應(yīng)使外源基因在小鼠的______________細(xì)胞中特異表達(dá)。

[例3]圖1是將人的生長激素基因?qū)爰?xì)菌B內(nèi)制造“工程菌”示意圖。已知細(xì)菌B細(xì)胞內(nèi)不含質(zhì)粒A，也不含質(zhì)粒A上的基因。下列說法正確的是( )

A 將重組質(zhì)粒導(dǎo)入細(xì)菌B常用的方法是顯微注射法

B 將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上，能生長的只是導(dǎo)入了重組質(zhì)粒的細(xì)菌

C 將完成導(dǎo)入過程后的細(xì)菌涂布在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基上，能生長的就是導(dǎo)入了質(zhì)粒A的細(xì)菌

D 目的基因成功表達(dá)的標(biāo)志是受體細(xì)胞能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基上生長

通過以上題組的比較分析，學(xué)生會認(rèn)識到：將目的基因?qū)胫参铩游铩⑽⑸锸荏w細(xì)胞中的方法是不同的。又由于動、植物細(xì)胞全能性有差異，因此所選擇的受體細(xì)胞種類也不同。在“目的基因的檢測與鑒定”步驟中，檢測目的基因是否導(dǎo)入的方法和檢測目的基因是否表達(dá)的方法也是有區(qū)別的，而表達(dá)的檢測又有分子水平、細(xì)胞水平、個體水平上的檢測之分。引導(dǎo)學(xué)生對這些知識進(jìn)行歸納總結(jié)(表1)，所形成的概括性知識便于解決富于變化的、具體的問題，實(shí)現(xiàn)思維水平向更高臺階邁進(jìn)。

2 注重變式練習(xí)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生靈活遷移知識的能力

變式練習(xí)是指在常規(guī)練習(xí)的基礎(chǔ)上有所變化的練習(xí)，往往圍繞若干重點(diǎn)、難點(diǎn)或疑點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容從新的角度，多方位、多層次地設(shè)計問題，通過變化促進(jìn)學(xué)生不斷地思考，從而全面而準(zhǔn)確地理解問題的本質(zhì)屬性，拓展和深化學(xué)生所學(xué)的知識，促進(jìn)學(xué)生對知識的靈活遷移和應(yīng)用，提高思維的變通性和深刻性。

如生物選修1“生物技術(shù)實(shí)踐”和選修3“現(xiàn)代生物科技專題”中都有“植物組織培養(yǎng)”的內(nèi)容，將這兩個模塊中相關(guān)知識進(jìn)行整合，從植物組織培養(yǎng)過程中的植物生長發(fā)育角度及生產(chǎn)過程中主要操作環(huán)節(jié)角度設(shè)計不同的流程圖(圖2和圖3)，并多層次提出問題進(jìn)行訓(xùn)練。

問題：

(1)植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是什么?

(2)選擇怎樣的材料作為外植體更容易獲得成功?

(3)進(jìn)行組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基需滅菌后才能使用，可采用什么方法對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌?外植體如何消毒?

(4)誘導(dǎo)叢狀苗時，培養(yǎng)基中應(yīng)添加哪些植物激素?比例如何?

(5)將生根后的幼苗直接定植于土壤中，死亡率很高，應(yīng)如何鍛煉幼苗?

(6)若用紫杉細(xì)胞生產(chǎn)治療癌癥的紫杉醇，應(yīng)進(jìn)行到圖2中哪一階段?

(7)若用花藥離體培養(yǎng)，最終獲得的植株為幾倍體?葉片顏色如何?為什么?若用植物的葉片進(jìn)行組織培養(yǎng)，其愈傷組織的顏色如何?

(8)如何利用植物組織培養(yǎng)篩選耐鹽植株?

通過創(chuàng)設(shè)變化的練習(xí)，逐步設(shè)疑、釋疑，可發(fā)展學(xué)生接受、吸收、整合生物信息的能力，提升學(xué)生對知識在不同情境下進(jìn)行遷移應(yīng)用的能力。

3 重視圖表題分析，培養(yǎng)學(xué)生攝取并加工圖表信息的能力

生物練習(xí)中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖、生理過程圖、遺傳圖、生態(tài)圖、實(shí)驗圖等內(nèi)容豐富多彩，形式多樣，蘊(yùn)涵著大量的生物學(xué)信息，是許多生物知識的載體。以圖釋文，開闊學(xué)生的思維空間，為學(xué)生提供分析問題、解決問題、發(fā)展想象力的第一手資料。在教學(xué)中應(yīng)利用這些資料，指導(dǎo)學(xué)生讀圖，挖掘其中隱藏的信息，培養(yǎng)學(xué)生對圖表的理解、分析、判斷及攝取正確信息、加工信息的能力。

例：圖4示某種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系，圖5示該植物葉肉細(xì)胞的部分結(jié)構(gòu)(圖中M和N代表兩種氣體的體積)，據(jù)圖判斷，下列說法正確的是(注：不考慮無氧呼吸)( )

A 圖4中的縱坐標(biāo)數(shù)值即為圖5中的m₄

B 圖4中a、b、c、d、e任意一點(diǎn)，圖5中都有m₁=n₁>0，m₂=n₂>0

C 圖4中e點(diǎn)以后，圖5中n₄不再增加，其主要原因是m₁值太低

D 圖4中c點(diǎn)時，圖5中有m₁=n₁=m₄=n₄

教師指導(dǎo)學(xué)生解讀坐標(biāo)曲線圖時，要提醒學(xué)生注意橫、縱坐標(biāo)及關(guān)鍵點(diǎn)的生物學(xué)含義。對于該題中的圖4要引導(dǎo)學(xué)生從以下3個方面分析：(1)縱坐標(biāo)所示的CO₂吸收量，是否指光合作用同化的CO₂總量?它表示的是凈光合速率還是總光合速率?(2)a、b、c、d、e五個點(diǎn)表示的生物學(xué)含義是什么?(3)e點(diǎn)之后，有哪些因素會限制光合作用速率的增加?對于圖5引導(dǎo)學(xué)生分析兩個問題：(1)細(xì)胞中上、下兩種細(xì)胞器各是什么?(2)M和N、m₁和n₁、m₄和n₄、m₂和m₃、n₂和n₃分別表示什么數(shù)值?進(jìn)一步綜合這2個圖像分析：(1)圖4中的縱坐標(biāo)數(shù)值可由圖5中的哪個字母表示?(2)a、b、c、d、e點(diǎn)光合作用同化的CO₂及產(chǎn)生的O₂可分別用圖5中哪些字母表示?(3)c點(diǎn)時，m₂、m₃、n₂、n₃的數(shù)值分別為多少?m₁、n₁、m₄、n₄在數(shù)值上有什么關(guān)系?當(dāng)學(xué)生獲取圖像中這些信息后，對選項中的正誤就很容易做出判斷。

教師在教學(xué)中注重培養(yǎng)學(xué)生分析、獲取、加工圖表信息及圖文轉(zhuǎn)換的能力，不僅能使學(xué)生突破解題的思維障礙，還能提高思維的嚴(yán)謹(jǐn)性，促進(jìn)形象思維上升到抽象思維。

4 加強(qiáng)實(shí)驗設(shè)計題訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力和探究能力

實(shí)驗設(shè)計題往往是實(shí)驗題中的難點(diǎn)，包括寫出實(shí)驗原理、選擇實(shí)驗器材、完成實(shí)驗步驟、設(shè)計表格、坐標(biāo)圖記錄實(shí)驗結(jié)果及分析實(shí)驗現(xiàn)象等。實(shí)驗設(shè)計的過程是科學(xué)思維的過程，集知識、能力、創(chuàng)新思維于一體，要求學(xué)生具備較高的綜合能力，可訓(xùn)練學(xué)生思維的有序性、嚴(yán)密性，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用實(shí)驗知識的能力、實(shí)驗設(shè)計能力、探究能力，在倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)的今天，顯得尤為重要。

學(xué)生要答好生物實(shí)驗設(shè)計題，首先要明確實(shí)驗設(shè)計應(yīng)遵循的基本原則，并要了解實(shí)驗設(shè)計的基本模式。其中對于實(shí)驗原理的表達(dá)，絕大多數(shù)學(xué)生感覺很難把握，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗相關(guān)的理論知識、實(shí)驗大致的處理方案和觀測指標(biāo)的設(shè)置三方面去陳述。對于實(shí)驗步驟的設(shè)計，除掌握基本的“三步”表達(dá)方式外，還應(yīng)該掌握實(shí)驗步驟分四步或五步時該如何處理。另外，如何對實(shí)驗結(jié)論歸納提煉、如何設(shè)計用于記錄實(shí)驗數(shù)據(jù)的表格、坐標(biāo)圖及如何控制無關(guān)變量等問題，在進(jìn)行實(shí)驗設(shè)計題訓(xùn)練時，都是值得注意的。

在教學(xué)中還可以結(jié)合開放型習(xí)題培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性和靈活性，如設(shè)計一個良性循環(huán)的生態(tài)系統(tǒng)，做到投入少、產(chǎn)量高、有效避免或減輕環(huán)境污染。在有關(guān)蛋白質(zhì)形成、遺傳的分子基礎(chǔ)、遺傳的基本規(guī)律、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動等內(nèi)容中會涉及許多計算型習(xí)題，有效利用這些習(xí)題可培養(yǎng)學(xué)生的計算和推理能力。

可見，習(xí)題是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的一種重要的課程資源，只要教師在習(xí)題教學(xué)中依然注重學(xué)生思維的開拓、能力的培養(yǎng)，定能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮其潛能，收到意想不到的效果。