例談運用創新思維解答生物試題

主動地、獨創地發現新問題，提出新見解的思維就是創新思維。創新思維是人類心理活動的高級過程，是創造力的核心。創新思維能力的培養是教學的生命，也是教學的最高目標。這一目標在紙筆考試評價中則體現為考察學生是否能夠在解題的過程中擺脫思維誤區，運用創新思維。

下面結合一些生物學例題，探討如何指導學生運用創新思維解決生物試題。

1、突破定勢思維

定勢思維是在不斷的生活和學習中逐步形成的，它大部分是在生活和學習中的經驗的反映。思維定式的好處在于，我們用來處理一般性問題的時候，能夠駕輕就熟、得心應手，使問題得到完滿的解決。然而，思維定式的弊端在于，當我們面臨新情況、新問題的時候，它就會變成“思維枷鎖”，阻礙新觀念、新點子的構想，同時也阻礙頭腦對新知識的吸收。正如法國生物學家貝納所說：“妨礙人們學習的最大障礙，并不是未知的東西，而是已知的東西。”

[例1](2005年廣東省高考試題)38.(1)用電刺激皮層運動區某一區域，可觀察到大腦皮層對軀體運動的調節作用。那么接受刺激的是反射弧中的——。

分析大腦屬于反射弧的哪部分，這本來不算什么困難的問題，可是卻有不少學生答錯，這是什么原因呢?

雖然誰也沒有說過接受刺激的必須是感受器，而學生在從接觸“反射弧”這個概念開始，就不斷的通過各種練習強化這樣一個觀點“接受刺激的是感受器”，漸漸地就形成了一種慣例，似乎接受刺激的都只能是感受器，不是感受器就不能接受刺激。這樣的慣例、常規，反映在學生的頭腦中，便形成一種心理定勢、思維定勢。時間越長，這種定勢對學生思維的束縛力就越強，要擺脫它的束縛也就越困難，越需要作出更大的努力。

2、發散思維——點燃靈感的星星之火

發散思維也叫多向思維、輻射思維或擴散思維。是指對某一問題或事物的思考過程中，不拘泥于一點或一條線索，而是從僅有的信息中盡可能向多方向擴展，而不受已經確定的方式、方法、規則和范圍等的約束，并且從這種擴散的思考中求得常規的和非常規的多種設想的思維

多向思維的概念，最早是由武德沃斯于1918年提出。美國心理學家吉爾福特在“智力結構的三維模式”中，便明確地提出了發散性思維，也即是多向思維。他認為，發散思維是從給定的信息中產生信息，其著重點是從同一的來源中產生各種各樣的為數眾多的輸出。

[例2] (2002年粵豫桂等省高考試題)37.現有一種由人工膜制成的袋，為檢測淀粉和碘能否透過該膜，現提供試劑和用品如下：鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個、1％的淀粉溶液、稀碘溶液和細棉線。

(1)請用上述試劑和用品，設計一個實驗裝置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過該膜。請用示意圖表示(加圖注)。

(2)實驗結果預測及分析：

分析 淀粉和碘能否透過這種人工膜?由于題目并沒有給出人工膜的孔隙大小，所以這個問題就可以有多種可能性，很好的考察了學生的發散思維。

發散思維的特點：一是“多端”，對一個問題可以多開端，產生許多聯想，獲得各式各樣的結論；二是“靈活”，對一個問題能根據客觀情況變化而變化；三是“精細”，能全面細致地考慮問題；四是“新穎”，答案可以有個體差異，各不相同，新穎不俗。

通過對發散性思維的研究，有研究者進一步提出了發散性思維的流暢度、變通度(發散的靈活性)和獨創度(發散的新奇成份)3個維度，而這些特性是創新性思維的重要內容。此題主要考察了前2個維度。3側向思維——跳出原來的圈子

有句成語叫做“他山之石，可以攻玉”。當在一定的條件下解決不了問題或雖能解決但只是用習以為常的方案時，教師可以引導學生用側向思維來產生創新性的突破。

3.1側向移入

側向移入是指跳出原本所屬的范圍，擺脫習慣性思維，側視其他方向，將注意力引向更廣闊的領域；或者將其他領域已成熟的、較好的技術方法、原理等直接移植過來加以利用；或者從其他領域事物的特征、屬性、機理中得到啟發，導致對原來思考問題的創新設想。

[例3](2006年廣東省高考試題)生活中有許多問題，需要我們仔細地觀察，創造性地思維，創新性地實踐。中學生需要加強創新精神的培養，課題“延長玫瑰切花保鮮期的探究”就是一例。

43.(1)提出問題，進行推測

插在水中的玫瑰花過幾天就凋謝了，怎樣讓鮮花開得更久?觀察凋謝的玫瑰花莖部的切口，發現有發黑和腐爛現象，這是由于——。由此推測，玫瑰切花凋謝的原因可能是——。

(2)查閱資料，獲取信息

針對提出的問題，查閱有關資料，發現海藻酸鈉是比較合適的實驗藥品。海藻酸鈉又稱海藻膠，白色或淡黃色粉末，溶于水，其水溶液與鈣離子反應時可形成粘膠膜。無毒，可用作食品添加劑，醫藥上作血漿代用品、止血劑、膠囊等。

根據以上信息，選擇海藻酸鈉作為延長玫瑰切花保鮮期的比較合適的實驗藥品的主要依據是——

分析本題研究的是如何防止微生物對切花切口的危害。雖然題目的立意是解決生物學問題，但實驗設計方案卻是跳出了微生物學的范疇，使用一種在食品加工和醫藥領域廣泛應用的藥品。根據海藻酸鈉的化學特性和在其他領域的應用情況，讓考生去思考如何將其“移入”的研究，本題(2)問，正是對學生的側向移入思維能力的考察。

3.2側向轉換

就是指不按最初設想或常規直接解決問題，而是將問題轉換成為它的側面的其他問題，或將解決問題的手段轉為側面的其他手段等。這種方法在解選擇題時很常用。

分析 這類關于多肽的氨基酸數目、堿基數目計算的題目學生做過不少，所以許多學生見到這道題目往往會先分析5種氨基酸的結構特點，當發現天門冬氨酸的氧元素是其他氨基酸的2倍時，就以此為突破口埋頭計算，而且本題比較靈活，相當一部分學生未必能夠算出結果。

但實際上，只要轉換一下著手解決問題方向，這道題目是人人都能做對的。既然“肽鏈由12個氨基酸組成”，那么天門冬氨酸的數量必然少于12，分析一下4個選項，只有一個選項的值是可能小于12的。這種思維方法就是側向轉換。

3.3側向移出

與側向移入相反，側向移出是指將現有的設想、已習得的知識，從原來所屬的領域、應用對象中擺脫出來，將其外推到其他意想不到的領域或對象上。這也是一種立足于跳出本領域，克服線性思維的思考方式。

總之，不論是利用側向移入、側向轉換還是側向移出，關鍵的竅門是要善于觀察，特別是留心那些表面上似乎與思考問題無關的事物與現象。這就需要在注意研究對象的同時，要間接注意其他一些偶然看到的或事先預料不到的現象。也許這種偶然并非是偶然，可能是側向移入、移出或轉換的重要對象或線索。

4、逆向思維——反其道而行之

哲學研究表明，任何事物都包括著對立的2個方面，這2個方面又相互依存于一個統一體中。人們在認識事物的過程中，實際上是同時與其正反2個方面打交道，只不過由于日常生活中人們往往養成一種習慣性思維方式，即只看其中的一方面，而忽視另一方面。如果逆轉一下正常的思路，從反面想問題，便能得出一些創新性的設想。

實驗二：將同一植物在靠近莖的基部切斷，套上一個彎曲的玻璃管，管內裝有水和水銀。不久，玻璃管內水分增加，水銀柱上升，請回答：

根據這2個實驗，你對水分在植物體內運輸的動力有何新的認識?

分析 “蒸騰作用是水分運輸的主要動力”這是學生非常熟悉的一個結論，而本題除了這個拉力以外，還為學生介紹了“根壓”現象。

逆向性思維在各種領域、各種活動中都有適用性，由于對立統一規律是普遍適用的，而對立統一的形式又是多種多樣的，有一種對立統一的形式，相應地就有一種逆向思維的角度，“拉”和“壓”，就是對立的2個角度。

逆向是與正常比較而言的，正向是指常規的、常識的、公認的或習慣的想法與做法。逆向思維則恰恰相反，是對傳統、慣例、常識的反叛，是對常規的挑戰。這就要求學生能夠克服思維定勢，破除由經驗和習慣造成的僵化的認識模式。

通過以上的例題分析，發現，循規蹈矩的思維和按傳統方式解決問題雖然簡單，但容易使思路僵化、刻板，擺脫不掉習慣的束縛，得到的往往是一些司空見慣的、片面的，甚至是錯誤的答案。這就要求教師和學生不能只顧一味機械的進行解題操練，必須在解題過程中注意創新思維的培養。創新是一個民族進步的靈魂，創新更是一個現代人必備的技能。一旦學生擁有了創新的頭腦和能力，他們將從此與眾不同，在人生道路上一路高歌!

(2)實驗結果預測及分析：一段時間后

①袋內外液體均不變藍，表明淀粉和碘均不能通過；

②袋內外液體均變藍，表明淀粉和碘均能通過；

③袋內液體變藍，袋外液體不變藍，表明碘能通過，淀粉不能通過；

④袋外液體變藍，袋內液體不變藍，表明碘不能通過，淀粉能通過。

實驗二說明：根部生理活動(答“根部滲透吸水”或只答“根部”也給分)能產生推動水分向上運動的壓力。

根據這2個實驗說明：水分在植物體內上升的動力不但有蒸騰拉力，還有根部產生的向上壓力。