以一道高三生物期末統(tǒng)考題淺析思維品質(zhì)教學(xué)

許婷

摘要：對一道基于科學(xué)史的高三生物期末統(tǒng)考題進(jìn)行分析，從思維品質(zhì)教學(xué)的角度，提出了對高中生物學(xué)教學(xué)的啟示：進(jìn)行概念的深度學(xué)習(xí)，敦促思維的深刻性;注重知識的遷移應(yīng)用，提高思維的靈活性;訓(xùn)練語言的組織表述，培養(yǎng)思維的獨創(chuàng)性;重視信息的高效提取，增強(qiáng)思維的敏捷性;提供證據(jù)的篩選甄別，鼓勵思維的批判性。

關(guān)鍵詞：思維品質(zhì);科學(xué)思維;試題分析

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的特色之一是凝練了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。科學(xué)思維作為四要素之一，有著獨特地位，發(fā)揮著育人價值。思維品質(zhì)是科學(xué)思維的個性特征，主要包括思維的深刻性、靈活性、批判性、敏捷性和獨創(chuàng)性。思維品質(zhì)能揭示學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，思維品質(zhì)的差異表現(xiàn)可用客觀的方法加以記錄，且有利于進(jìn)一步挖掘?qū)W生科學(xué)思維的潛力。學(xué)校教育教學(xué)的主要目的之一就是要提高學(xué)生的科學(xué)思維能力，因此，除使學(xué)生掌握分析綜合、比較分類、抽象概括等科學(xué)思維方法外，培養(yǎng)科學(xué)思維品質(zhì)可作為發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的突破口。以中山市高三級2018-2019學(xué)年度第一學(xué)期期末統(tǒng)一考試?yán)砜粕镌嚲淼?5題（以下簡稱第25題）為例，淺析高中生物學(xué)的思維品質(zhì)教學(xué)。

1原題

1.1題干

遺傳學(xué)家摩爾根及其學(xué)生利用果蠅作為實驗材料，首次通過實驗證明基因位于染色體上。摩爾根的果蠅雜交實驗見表1。科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)果蠅的性別由受精卵中的x染色體的數(shù)目所決定，見表2。摩爾根的學(xué)生布里吉斯繼續(xù)重復(fù)表1中的“丁”組實驗，發(fā)現(xiàn)：子代2000～3000只紅眼雌果蠅中會出現(xiàn)一只白眼雌果蠅，同時又在2000～3000只白眼雄果蠅中會出現(xiàn)一只紅眼雄果蠅，該現(xiàn)象被稱之為“初級例外”。布里吉斯進(jìn)一步將“初級例外”中的白眼雌果蠅和野生型的紅眼雄果蠅進(jìn)行交配，除形成正常表現(xiàn)型，即“白眼雄果蠅”和“紅眼雌果蠅”之外，又出現(xiàn)少量的“白眼雌果蠅”和“紅眼雄果蠅”，該現(xiàn)象稱之為“次級例外”。“初級例外”和“次級例外”更進(jìn)一步的證明了基因位于染色體上（注：紅眼、白眼的基因分別用R.r表示）。

（1）表1中摩爾根首先發(fā)現(xiàn)果蠅眼色的遺傳也遵循孟德爾遺傳分離定律的證據(jù)是：__。

（2）表1的四組實驗中，摩爾根依據(jù)（填組別）

組的實驗結(jié)果推測白眼基因的遺傳與性別有關(guān)，即決定白眼的基因位于x染色體上，而非常染色體上。

（3）布里吉斯推測“初級例外”幾乎不可能是基因突變導(dǎo)致的，其原因是：__。

（4）布里吉斯進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)“初級例外”形成的原因是親本的白眼雌果蠅在減數(shù)分裂時x染色體未正常分離，移向細(xì)胞的同一極，形成含兩條x染色體或不含性染色體的卵細(xì)胞所致，據(jù)此推測“初級例外”的白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅的基因型分別是：

;“次級例外”的白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅的基因型分別是：__。

（5）與摩爾根的果蠅雜交實驗相比，布里吉斯的實驗更有力的證明了“基因位于染色體上”，為遺傳的染色體學(xué)說提供了更直接的實驗證據(jù)，其原因是：__。

1.2參考答案

（1）乙組實驗后代中紅眼果蠅與白眼果蠅的數(shù)量比約為3：1（1分）

（2）乙和丁（1分）

（3）基因突變的頻率極低，且紅眼雌果蠅突變成白眼雌果蠅與白眼雄果蠅突變成紅眼雄果蠅同時發(fā)生的概率更低（如只答到“基因突變頻率低”不給分）（2分）

（4）X^rX^rY和X^RO（2分） X^rX^rY和X^RY（2分）

（5）布里吉斯的初級例外和次級例外可通過顯微鏡觀察到性染色體的數(shù)目而得到證實（2分）

1.3常見錯誤答案

筆者參與了第25題的閱卷工作，將學(xué)生的常見錯誤答案進(jìn)行了歸類匯總，具體如下：

（1）“雜交后代出現(xiàn)性狀分離”/“后代雌果蠅都是紅眼，雄果蠅有紅眼也有白眼”/“丁組雜交后代紅眼雌果蠅：白眼雄果蠅=1：1”。

（2）“乙”/“丁”。

（3）“基因突變具有低頻性”/“基因突變具有不定向性”。

（4）第一空：“X^bX^bY和X^BO”/“X^aX^aY和x^Ao”;第二空：“X^rx^rY和X^RO”。

（5）“布里吉斯解釋了初級例外和次級例外的原因，而摩爾根沒有”/“布里吉斯的實驗在摩爾根實驗的基礎(chǔ)上，做了大量實驗，更具說服力”。

2對思維品質(zhì)教學(xué)的啟示

2.1進(jìn)行概念的深度學(xué)習(xí).敦促思維的深刻性

概念是人腦反映客觀事物本質(zhì)特征或本質(zhì)屬性的思維形式，是思維活動的最基本單位。思維的第一屬性是概括。教材中最主要的內(nèi)容就是概念，概念是通過抽象概括獲得的。第25題第（1）問考查了“分離定律”這一概念，答題時依據(jù)其內(nèi)涵“在形成配子時，控制同一性狀的遺傳因子發(fā)生分離”，結(jié)合題中真實情境，拓展外延出相應(yīng)答案“乙組實驗后代中紅眼果蠅與白眼果蠅的數(shù)量比約為3：1”。這一思維過程要求學(xué)生對概念“分離定律”具有本質(zhì)認(rèn)識，體現(xiàn)了概念的抽象程度和思維的邏輯水平，體現(xiàn)了思維的深刻性。深度學(xué)習(xí)的發(fā)生是以知識為媒介，在與學(xué)習(xí)情境構(gòu)建起交互對話的過程中進(jìn)行的概念重建，其機(jī)制為順應(yīng)——通過調(diào)整原有知識或重新定義原有知識的概念解決和以完全不同的知識結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)的概念轉(zhuǎn)變。思維的深刻性既是深度學(xué)習(xí)的內(nèi)在追求，也是深度學(xué)習(xí)的重要工具，思維的深刻性體現(xiàn)和滲透在深度學(xué)習(xí)的全過程。研究表明，思維的深刻性是諸品質(zhì)的基礎(chǔ)。日常教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對概念進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，從而促使學(xué)生對已有概念進(jìn)行修正和創(chuàng)新，在問題導(dǎo)向下進(jìn)行有意義的學(xué)習(xí)過程，進(jìn)行知識建模，完成概念建構(gòu)，敦促思維的深刻性。

2.2注重知識的遷移應(yīng)用，提高思維的靈活性

“遷移”是經(jīng)驗的擴(kuò)展與提升，“應(yīng)用”是將內(nèi)化了的知識外顯化、操作化的過程。如果把學(xué)習(xí)活動看作一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)，那么“遷移”便在閉合處，既是學(xué)習(xí)開始的端點，也是學(xué)習(xí)結(jié)束的端點，從別處“遷移”來，又從這里“遷移”到別處去;“應(yīng)用”也是如此。遷移應(yīng)用充分體現(xiàn)了思維的靈活性。第25題充實了教科書上摩爾根實驗的內(nèi)容，對于第（2）問，學(xué)生利用已掌握的知識，能夠聯(lián)想到：雌雄個體的表現(xiàn)型應(yīng)不一樣。但在此題中的遷移應(yīng)用需要更靈活的思維：子代表現(xiàn)型可以是雌性一種雄性兩種表現(xiàn)型（乙組），也可以是雌性一種雄性一種表現(xiàn)型（丁組）。答題時，在緊迫時間和大閱讀量的雙重壓力下，學(xué)生很容易只寫乙組或只寫丁組，思維的靈活變通性有所下降。究其原因，還是缺少知識在具體情境中的遷移應(yīng)用，表現(xiàn)為不夠靈活。因此，教師應(yīng)提供多重情境，促進(jìn)學(xué)生的多元思考、觸發(fā)相應(yīng)的遷移機(jī)制，將知識從符號轉(zhuǎn)化為實體、從抽象轉(zhuǎn)化為具象，活化知識，提高遷移應(yīng)用發(fā)生的可能性，提高思維的靈活性。

2.3訓(xùn)練語言的組織表述，培養(yǎng)思維的獨創(chuàng)性

語言是思維的外在表現(xiàn)形式，思維必須通過語言進(jìn)行表達(dá)和傳播。近年來高考題的一個趨勢就是考查學(xué)生從題干提取信息、自我組織并表達(dá)的能力。在短時間抽取信息，梳理建構(gòu)，用科學(xué)語言進(jìn)行簡潔、有邏輯的長句表達(dá)對大部分考生來說都是不小的挑戰(zhàn)，可體現(xiàn)思維的獨創(chuàng)性。第25題的第（3）問就進(jìn)行了思維獨創(chuàng)性的考查，大多數(shù)學(xué)生的答案相對簡單，只答到“低頻性”，甚至錯答到“不定向性”。此問需要學(xué)生組織自己的語言，在理解低頻性且答到低頻性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡釋出題中“紅眼雌果蠅突變成白眼雌果蠅與白眼雄果蠅突變成紅眼雄果蠅”現(xiàn)象同時發(fā)生的概率更低，進(jìn)而推斷出不可能為基因突變這一變異類型。研究表明，思維的獨創(chuàng)性相較其他品質(zhì)而言，發(fā)展的要遲、要慢，難度最大，日常教學(xué)中，教師應(yīng)給予學(xué)生更多的表達(dá)機(jī)會，讓學(xué)生在表達(dá)中學(xué)會思考、組織和應(yīng)用;多對學(xué)生的長句答案進(jìn)行語法分析、要素提煉、潤色通順，提高長句表達(dá)的科學(xué)性、簡潔性和邏輯性，鼓勵學(xué)生用自己的語言進(jìn)行總結(jié)和表達(dá)，培養(yǎng)思維的獨創(chuàng)性。

2.4重視信息的高效提取。增強(qiáng)思維的敏捷性

高考是高利害考試，是大規(guī)模的限時紙筆考試，除了考查思維的深刻性、靈活性和獨創(chuàng)性等，還考查思維的敏捷性。敏捷性指思維活動的速度，在保證答案準(zhǔn)確的情況下，作答所用時間越短，思維的敏捷性越高。第25題第（4）問在基于題干所給信息的前提下，大部分考生都能答對，是得分率最高的一個空。雖然難度不大，但需要運用邏輯思維進(jìn)行分析綜合、比較歸類，學(xué)生或因粗心將“R、r”寫成“A、a”或“B、b”，或因準(zhǔn)確性下降將“X^RY”寫成“x^Ro”，究其深層原因可能是因為在限時和大閱讀量的情況下，思維敏捷度下降所致。研究表明，思維的敏捷性與其他品質(zhì)的相關(guān)系數(shù)最高，說明思維的敏捷性主要是由各品質(zhì)派生或決定的。這提示，雖然在教學(xué)中，學(xué)生思維的敏捷性可能以不同程度被潛移默化地掌握，但還需教師進(jìn)一步通過限時訓(xùn)練、即興表達(dá)、頭腦風(fēng)暴、主題辯論等形式予以主動培養(yǎng)，重視信息的高效提取，提高學(xué)生限時作答的準(zhǔn)確性，增強(qiáng)思維的敏捷性。

2.5提供證據(jù)的篩選甄別，鼓勵思維的批判性

批判性思維是一種高階品質(zhì)思維，是核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的重要成分之一。德爾菲報告中將“批判性思維”的定義為：批判性思維是有目的的、反思性的判斷力，它表現(xiàn)為通過對證據(jù)、概念、方法、情境和標(biāo)準(zhǔn)給予縝密而公允的考查來決定相信什么或做什么。第25題第（5）問，需要學(xué)生在熟悉教科書內(nèi)容，快速消化試題信息、梳理科學(xué)史的前提下，依據(jù)教材內(nèi)容里的證據(jù)和題目所呈現(xiàn)的證據(jù)，比較摩爾根與其學(xué)生布里吉斯的實驗，作出符合題意的判斷。學(xué)生需理解布里吉斯的實驗將抽象的概念轉(zhuǎn)化為可見的現(xiàn)象，將“看不見”的基因行為轉(zhuǎn)化為“看得見”的染色體行為，因此，更有力地證明了“基因位于染色體上”，為遺傳的染色體學(xué)說提供了更直接的實驗證據(jù)。此空難度大，區(qū)分度大，體現(xiàn)了學(xué)生的高階思維能力。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生盯住一個目標(biāo)——決定信什么做什么，關(guān)注一種對象——論證（或推理），扣緊三個要點——會質(zhì)疑、重實證、講邏輯，使批判性思維培養(yǎng)盡可能簡易可行，同時又防止碎片化。因此，在日常教學(xué)過程中，教師要鼓勵學(xué)生開展批判性思維，可從證據(jù)的篩選甄別入手：補(bǔ)充相關(guān)科學(xué)史，充實教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)資源，保護(hù)學(xué)生打破常規(guī)、敢于質(zhì)疑精神，引導(dǎo)學(xué)生對證據(jù)進(jìn)行篩選甄別、形成自己的獨立判斷，運用邏輯進(jìn)行闡釋和論辯，從而鼓勵和培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性。