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生物解題思維障礙分析與對策
學(xué)生解題不僅能加強(qiáng)知識的應(yīng)用，培養(yǎng)解決問題的能力，還能培養(yǎng)其創(chuàng)造性思維品質(zhì)，因此，解題是學(xué)生十分重要的學(xué)習(xí)行為。學(xué)生的解題過程是一種獨(dú)特的思維過程，一般有以下３個(gè)步驟：（１）識別和理解問題過程，即通過審題提取解題信息；（２）生成解題路徑過程，包括思維定向（課題類化）和背景知識再現(xiàn)；（３）評價(jià)解題過程和結(jié)論過程。多年來，筆者在對學(xué)生的生物練習(xí)和統(tǒng)考、會考試卷分析與調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生常因知識缺陷或解題技能欠缺導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。從本質(zhì)上來看，這是由于學(xué)生在解題過程中發(fā)生思維障礙，表現(xiàn)為信息提取失真、思維定向失誤、知識再現(xiàn)失靈、解題評價(jià)失當(dāng)?shù)�，本文擬在分析這幾種解題思維障礙的基礎(chǔ)上，提出一點(diǎn)補(bǔ)救性和預(yù)防性教學(xué)對策。
１．信息提取失真
信息提取失真是指學(xué)生不能從題目中最大限度地抽取出對解題有用的信息。通過審題過程提取解題信息，是解題的第一步，需要學(xué)生進(jìn)行初步的分析與綜合的思維操作。學(xué)生審題過程中信息提取失真，主要表現(xiàn)為題意誤解型和題意遺忘型。
（１）題意誤解型
當(dāng)學(xué)生高度焦慮或粗心大意、注意力不集中時(shí)，時(shí)常人為地歪曲題意。例如：一個(gè)具有兩對等位基因的精原細(xì)胞（ＡａＢｂ）經(jīng)減數(shù)分裂形成的精子類型是（）。Ａ、４種；Ｂ、２種；Ｃ、２種或４種；Ｄ、６種。這樣一個(gè)問題，學(xué)生往往一看到基因型ＡａＢｂ就認(rèn)為應(yīng)選答案Ａ。錯(cuò)誤原因就在于他把題意理解為：“一個(gè)生物體”而不是“一個(gè)精原細(xì)胞”。題意誤解有時(shí)與學(xué)生不應(yīng)產(chǎn)生的問題類化有關(guān)。正確地進(jìn)行問題類化是快速解題的前提，但是學(xué)生有時(shí)因?yàn)轭}意誤解，把新問題歸入不應(yīng)包含它的某類題型中，以致套用此類題型的一般解法，這勢必導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。例如：某四倍體植物的基因型為ＡＡａａ，其配子基因型和比例如何？學(xué)生往往將多倍體的分離現(xiàn)象類化為二倍體的分離，把答案寫成１ＡＡ∶２Ａａ∶１ａａ，從而導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。
（２）題意遺忘型
有時(shí)學(xué)生正確理解與記憶題意之后，在解題過程中卻忘了題意的部分內(nèi)容，或增加了新的條件，這種憑想當(dāng)然的臆造題意引發(fā)的解題錯(cuò)誤稱為題意遺忘型。例如：在營養(yǎng)豐富、水分充足、溫度適宜的黑暗密閉系統(tǒng)中培養(yǎng)著乳酸菌、酵母菌、草履蟲、蚯蚓、苔蘚等幾種生物，幾天后，還能生活的是（）。
Ａ、酵母菌和草履蟲；Ｂ、酵母菌和乳酸菌；Ｃ、苔蘚和蚯蚓；Ｄ、草履蟲和苔蘚。不少學(xué)生選Ａ，其錯(cuò)誤的原因是在思考問題時(shí)，沒有注意到“黑暗、密閉”這一隱含條件（無光、無氧）。題意遺忘的原因有兩種：其一，動機(jī)水平不足或過高。動機(jī)水平不足時(shí)，由于缺乏對前提條件的精細(xì)的認(rèn)知加工，只是將它們不清晰、不穩(wěn)定地保持在工作記憶中，因此，這些信息抗干擾性差而容易遺忘；另一方面，過高的動機(jī)水平將使背景知識的提取閾提高，并使思維的變通性、流暢性降低，這樣會使解題中提取前提條件時(shí)顧此失彼，也可能忽視考慮某些問題條件。其二，短時(shí)記憶能力較差，不能把從題目中獲得的條件信息清晰而準(zhǔn)確地保持在頭腦中，由此很容易引起問題條件信息的丟失。
信息的提取是學(xué)生應(yīng)用背景知識解題的前提，教師應(yīng)十分重視教會學(xué)生提取信息的方法，培養(yǎng)學(xué)生的審題能力，在教學(xué)中應(yīng)注意：
１）培養(yǎng)審題習(xí)慣通過練習(xí)訓(xùn)練和錯(cuò)題分析評講，提高學(xué)生審題的自覺性。
２）教會審題方法要教給學(xué)生通過審題提取信息的方法。例如讀題、看題要仔細(xì)；重點(diǎn)、關(guān)鍵或難點(diǎn)要多讀幾遍；邊讀邊畫簡圖，把文字轉(zhuǎn)換為圖形，從整體上把握問題等。
３）提高審題技能通過典型的練習(xí)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生審題和提取信息的能力。例如：讓學(xué)生接觸缺少信息、信息冗余、信息隱蔽的題目，分析區(qū)別形似質(zhì)異的題目，使學(xué)生逐步提高對題目中信息的敏感性。
２．思維定向失誤
思維定向失誤是指學(xué)生不能正確地把從題目中提取的信息加以概括，錯(cuò)誤地進(jìn)行課題類化，從而迷失了解題方向，造成解題錯(cuò)誤。
（１）思維不足型當(dāng)學(xué)生思維活動因智力水平或努力程度的原因不夠深入時(shí)，就不能主動地從題目中獲取信息，加以概括，實(shí)現(xiàn)課題類化，從而對問題解決一籌莫展。例如：如果豌豆花中５個(gè)花粉母細(xì)胞產(chǎn)生的花粉粒全部成熟，并且其中的精子都完成受精作用并發(fā)育成種子，那么共能形成多少個(gè)精子和多少粒種子？學(xué)生不能很快找到此題的解題方向，其原因就在于學(xué)生思維不能充分地展開，不能對題目進(jìn)行概括。如果教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行如下思考：高等植物經(jīng)減數(shù)分裂時(shí)的直接產(chǎn)物是小孢子或大孢子，然后經(jīng)過一次有絲分裂才形成精子（或卵細(xì)胞），豌豆是自花傳粉植物，種子由受精卵發(fā)育成，如此概括后，就能推出此題的正確答案是４０個(gè)精子和２０粒種子。
（２）思維定勢型思維定勢是指用某種固定的思維模式去分析問題和解決問題。這種固定的模式是已知的、事先有所準(zhǔn)備的。思維定勢對解決問題有積極的一面，也有消極的一面，它使學(xué)生墨守成規(guī)，養(yǎng)成一種呆板、機(jī)械、千篇一律的解題習(xí)慣，往往導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。思維定勢的消極影響有兩種情況：一是學(xué)生沒有掌握豐富的典型題型，不能做到“見多識廣”，故對似曾相識的問題以偏概全盲目套用，導(dǎo)致解題錯(cuò)誤；二是學(xué)生思維靈活性、求異性不夠，不能具體問題具體分析。例如“豚鼠的黑毛對白毛是顯性，一對黑毛雜合體豚鼠交配，產(chǎn)生４個(gè)子代，它們的表現(xiàn)型可能是（）。Ａ．全部黑毛；Ｂ．３黑１白；Ｃ．１黑３白；Ｄ．以上都有可能。如果學(xué)生簡單套用分離規(guī)律：一對雜合等位基因雜交后代分離比是３∶１，就要錯(cuò)誤地選擇Ｂ。其原因不在于規(guī)律本身，而在于因解題定勢套用了一般化規(guī)律，沒有考慮到分離規(guī)律中３∶１分離比是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，適合足夠的樣本；而本題恰恰是小樣本，故使學(xué)生誤入歧途。
（３）知識干擾型知識干擾又稱知識的負(fù)遷移，指先前知識對解決當(dāng)前問題起阻礙、抑制作用，從而使解題發(fā)生困難，出現(xiàn)解題錯(cuò)誤。例如：用黃豆生豆芽，１ｋｇ黃豆生５ｋｇ豆芽，在這個(gè)過程中，有機(jī)物含量的變化是（）。Ａ．變多；Ｂ．變少；Ｃ．先變少后變多；Ｄ．不變。學(xué)生往往會錯(cuò)選Ａ，這是由于受生長發(fā)育同化作用（光合作用）大于異化作用的舊有知識的負(fù)遷移的影響，不能從題目中提取的信息“生豆芽”中概括出這是一個(gè)不能進(jìn)行光合作用（不見光），相反要消耗有機(jī)物（呼吸作用）的過程。
思維定向是學(xué)生應(yīng)用背景知識解題，展開思維活動，進(jìn)行概括類化等思維操作的關(guān)鍵步驟。要使學(xué)生迅速而正確地完成思維定向和課題類化，教學(xué)中應(yīng)注意：
１）培養(yǎng)學(xué)生的概括能力。概括能力是學(xué)生重要的思維能力之一。在生物教學(xué)中，要讓學(xué)生盡可能多地參與知識獲取過程，引導(dǎo)學(xué)生把已有的感性知識上升到理性認(rèn)識，把握生物學(xué)概念和規(guī)律的實(shí)質(zhì)，從而發(fā)展學(xué)生的抽象概括能力。
２）培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性和發(fā)散性。思維的靈活性是指根據(jù)客觀條件的發(fā)展與變化，靈活地尋找解決問題的新方法和新途徑，它與思維的發(fā)散性是相通的。為了培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性，可設(shè)計(jì)變式型習(xí)題，通過一題多變型習(xí)題和一題多解型習(xí)題的解題訓(xùn)練，從而使學(xué)生的思維活躍、靈活。
３．知識再現(xiàn)失靈
知識再現(xiàn)失靈是指不能再現(xiàn)解題所需要的背景知識。知識再現(xiàn)失靈主要表現(xiàn)為無法再現(xiàn)知識（遺忘）或再現(xiàn)不正確（錯(cuò)誤）或不具有再現(xiàn)的知識。
（１）知識遺忘型常有這種情況，在測驗(yàn)之后，有些學(xué)生后悔地說：“這么簡單的題目我當(dāng)時(shí)怎么想不起來�！彼坪醣徽莆盏闹R卻又不能回憶和再現(xiàn)了。這屬于知識遺忘型。知識遺忘型固然與測驗(yàn)焦慮引起提取背景知識的閾值升高有關(guān)，但更重要的原因是學(xué)生對所學(xué)的知識沒有進(jìn)行合理的編碼，使其難以通過問題情境的驅(qū)動提齲知識被編碼的實(shí)質(zhì)是指知識被條件化，即在認(rèn)知結(jié)構(gòu)中被編碼的知識附加有適于不同背景中的應(yīng)用條件，這些條件對應(yīng)著有關(guān)問題情境中的意義單位，這些意義單位通過條件驅(qū)動背景知識的提齲沒有被編碼的知識，則不具備被提取的中介——應(yīng)用條件。
（２）知識誤解型當(dāng)提取未被正確理解的背景知識用于解題時(shí)，即發(fā)生知識誤解型解題錯(cuò)誤。例如：“在一陰濕山洼草叢中，有一堆長滿苔蘚的腐木，其間聚集著螞蟻、蜘蛛、蚯蚓、老鼠等動物，它們共同構(gòu)成一個(gè)（）。Ａ．生態(tài)系統(tǒng)；Ｂ．生物群落；Ｃ．食物網(wǎng)；Ｄ．種群�！苯獯祟}需要學(xué)生準(zhǔn)確地提取關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)、生物群落、種群、食物網(wǎng)的概念性知識，當(dāng)學(xué)生不能正確理解和區(qū)別這些概念性知識時(shí)，就會選錯(cuò)答案。
（３）知識缺乏型如果學(xué)生根本不具備解決某問題所需的背景知識，那么顯然會導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。例如：有人將盆栽金蓮草幼苗的頂端用黑紙罩上，放在窗臺上，讓陽光從一個(gè)方向照過來，幾天后看到（）。Ａ．幼苗彎曲生長；Ｂ．幼苗向上直立生長；Ｃ．幼苗不再生長；Ｄ．幼苗彎向光源但不生長。學(xué)生選錯(cuò)答案的主要原因是對植物向光性的原因和植物感受光刺激的部位等知識的缺乏。
知識再現(xiàn)是解題的依據(jù)，要使學(xué)生能順利再現(xiàn)知識，教學(xué)中應(yīng)注意：
１）發(fā)展學(xué)生的編碼策略。通過學(xué)習(xí)材料的編碼，才能有效地保持和提齲在生物教學(xué)中，可以通過兩種方法對知識進(jìn)行編碼：一是把抽象的理論與具體實(shí)例相結(jié)合；二是進(jìn)行圖文雙重編碼。
２）幫助學(xué)生建立知識結(jié)構(gòu)。知識結(jié)構(gòu)的建立不僅給思維定向創(chuàng)造了條件，而且為學(xué)生提取和再現(xiàn)知識提供了線索。教師要通過分析教材，找出知識間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，把各章節(jié)的內(nèi)容有機(jī)地串聯(lián)起來，按單元或章節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，組織教材，板書提綱，使學(xué)生能提綱挈領(lǐng)地掌握所學(xué)的內(nèi)容。
４．解題評價(jià)失當(dāng)解題評價(jià)失當(dāng)是指不能有效地對解題過程、方法進(jìn)行自我評價(jià)和監(jiān)控，不能認(rèn)真地對解題結(jié)論進(jìn)行檢驗(yàn)查證。解題評價(jià)失當(dāng)是學(xué)生缺乏科學(xué)的懷疑精神和學(xué)習(xí)的無認(rèn)知策略的表現(xiàn)。（１）監(jiān)控不力型指學(xué)生對自己解題的思維過程不能進(jìn)行有效地反思與自我監(jiān)控，不能正確地矯正自己思考的線索和方向。例如：生物體精原細(xì)胞基因型為ＡａＢｂ，已知在生物體某一精原細(xì)胞經(jīng)減數(shù)分裂中，有一個(gè)基因型ＡＢ的精子，則其余３個(gè)精子可能為（）。①Ａｂ、ａＢ、ａｂ；②ＡＢ、ａｂ、ａｂ；③ＡＢ、ＡＢ、ａｂ；④ａＢ、ａＢ、ａｂ。Ａ．①；Ｂ．②；Ｃ．①或②；Ｄ．①和②。此題學(xué)生往往是胡亂猜測，主要原因是學(xué)生沒有深入地分析自己的解題思路，不能認(rèn)清題目的限制條件“一個(gè)精原細(xì)胞”，沒有全面考慮可能存在的遺傳方式（完全連鎖、互換或自由組合），從而造成解題錯(cuò)誤。
（２）驗(yàn)證缺乏型學(xué)生解題后，不能認(rèn)真地進(jìn)行檢驗(yàn)，缺乏懷疑精神，過早地草率得出結(jié)論，從而導(dǎo)致解題錯(cuò)誤。例題：一個(gè)男子把自己某一個(gè)基因傳給他的孫女的概率是１／４，對否？為什么？該題許多學(xué)生都錯(cuò)誤地給予了肯定的回答。原因在于學(xué)生沒有大膽假設(shè)、小心求證的態(tài)度。事實(shí)上，如果假定這一個(gè)基因在Ｘ染色體上或者在Ｙ染色體上，結(jié)果應(yīng)是１／４或０。
解題評價(jià)是成功解題的可靠保證，要提高學(xué)生的解題評價(jià)能力應(yīng)注意：
１）發(fā)展學(xué)生的自我監(jiān)控學(xué)習(xí)能力。要教給學(xué)生進(jìn)行自我監(jiān)控學(xué)習(xí)的知識，通過對解題過程的自我評價(jià)、自我監(jiān)控，使學(xué)生養(yǎng)成正確矯正自己的解題思路與方法的習(xí)慣。
２）培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性。思維的批判性是指思維活動中能嚴(yán)格評價(jià)思維過程和精細(xì)地檢驗(yàn)思維結(jié)果的品質(zhì)。在解題訓(xùn)練中，要通過設(shè)計(jì)辨別真?zhèn)问搅?xí)題，通過分析判斷解題的依據(jù)，提高學(xué)生思維的獨(dú)立性和批判性。在教學(xué)中，教師要鼓勵(lì)學(xué)生提出自己對問題的不同看法，不盲從，不輕信，大膽質(zhì)疑問難，以培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性和科學(xué)的懷疑精神。
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