高中生物遺傳題解題思維障礙分析與對策

我連續(xù)從事高三年生物教學多年，在分析學生的練習及試卷中遺傳題的解答時，發(fā)現(xiàn)學生常因知識缺陷或解題技能欠缺導致解題錯誤。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)這是由于學生在解題過程中發(fā)生思維障礙，表現(xiàn)為思維定向錯誤、知識再現(xiàn)錯誤、信息提取錯誤、解題評價錯誤等，本文在分析這幾種解題思維障礙的基礎(chǔ)上，提出幾點補救性和預防性教學對策。

一、思維定向錯誤

思維定向錯誤是指學生不能正確地把從題目中提取的信息加以概括，錯誤地進行課題類化，從而迷失了解題方向，造成解題錯誤。主要表現(xiàn)為以下兩個方面：

1、思維不足

當學生思維活動因智力水平或努力程度的原因不夠深入時，就不能主動地從題目中獲取信息，加以概括，實現(xiàn)課題類化，從而對問題解決一籌莫展。例如：若已知果蠅的直毛和非直毛是位于X 染色體上的一對等位基因。但實驗室只有從自然界捕獲的、有繁殖能力的直毛雌、雄果蠅各一只和非直毛雌、雄果蠅各一只，你能否通過一次雜交試驗確定這對相對性狀中的顯性性狀，請用標準遺傳圖解表示并加以說明和推導。學生不能很快找到此題的解題方向，其原因就在于學生思維不能充分地展開，不能對題目進行概括。如果我們引導學生進行如下思考: 果蠅是從自然界獲取的，所以選取表現(xiàn)型不同的個體雜交，而表現(xiàn)型不同的個體雜交有2種可能的情形：雌性隱性性狀個體 × 雄性顯性性狀個體；雌性顯性性狀個體 × 雄性隱性性狀個體。在雌性顯性性狀個體 × 雄性隱性性狀個體這個雜交組合中又有2種情形：雌性顯性性狀個體是雜合子或是純合子。因此就有三種組合，把這三種組合找出來推出每一種組合的子代性狀表現(xiàn)，由此可得正確答案是：能。遺傳圖解如下：

XAXA × XaYXaXa × XAY XAXa × XaY

↓ ↓ ↓

XAXaXAYXAXaXaY♀ XAXaXaXa

♂XAYXaY

圖1 圖2圖3

說明：任取兩只不同性狀的雌雄果蠅雜交，若后代只出現(xiàn)一種性狀，則該雜交組合中雌果蠅的性狀為顯性（圖1）；若后代果蠅雌雄各為一種性狀，則該雜交組合中雄果蠅的性狀為顯性（圖2）；若后代中雌雄果蠅均有兩種不同性狀且各占1/2，則該雜交組合中雌果蠅性狀為顯性（圖3）。

2、思維定勢

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，它使學生墨守成規(guī)，養(yǎng)成一種呆板、機械、千篇一律的解題習慣，往往導致解題錯誤。思維定勢的消極影響有兩種情況:一是學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，導致解題錯誤;二是學生思維靈活性、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)計規(guī)律，適合足夠的樣本;而本題恰恰是小樣本，故使學生誤入歧途。

3、知識干擾

知識干擾又稱知識的負遷移，指先前知識對解決當前問題起阻礙、抑制作用，從而使解題發(fā)生困難，出現(xiàn)解題錯誤。例如: 已知西瓜R紅瓤（R）對黃瓤（r）為顯性。第一年將黃瓤西瓜種子種下，發(fā)芽后用秋水仙素處理，得到四倍體西瓜植株。以該四倍體植株作母本，二倍體純合紅瓤西瓜為父本進行雜交，并獲得三倍體植株，開花后再授以純合紅瓤二倍體西瓜的成熟花粉，所結(jié)無籽西瓜瓤的顏色和基因型分別是（）。

A．紅瓤、RRrB．紅瓤、Rrr

C．紅瓤、RRRD．黃瓤、rrr

學生往往會錯選A，這是由于受“精子與卵子的基因組合成子代的基因型”的負遷移的影響，不能從題目中提取的信息“西瓜瓤”中概括出這是母本的性狀和母本的基因型而選B。思維定向是學生應用背景知識解題，展開思維活動，進行概括類化等思維操作的關(guān)鍵步驟。要使學生迅速而正確地完成思維定向和課題類化，應對策略是：

培養(yǎng)學生的概括能力。概括能力是學生重要的思維能力之一。在生物教學中，要讓學生盡可能多地參與知識獲取過程，引導學生把已有的感性知識上升到理性認識，把握生物學概念和規(guī)律的實質(zhì)，從而發(fā)展學生的抽象概括能力。

培養(yǎng)學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)學生思維的靈活性，可設(shè)計變式習題，通過一題多變和一題多解的解題訓練，從而使學生的思維活躍、靈活。

二、知識再現(xiàn)錯誤

知識再現(xiàn)錯誤是指不能再現(xiàn)解題所需要的背景知識。知識再現(xiàn)錯誤主要表現(xiàn)為無法再現(xiàn)知識(遺忘)，或再現(xiàn)不正確(錯誤)，或不具有再現(xiàn)的知識。

1、知識遺忘

常有這種情況，在測驗之后，有些學生后悔地說:“這么簡單的題目我當時怎么想不起來”。似乎已掌握的知識卻又不能回憶和再現(xiàn)了。這屬于知識遺忘。知識遺忘固然與測驗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生對所學的知識沒有進行合理的編碼，使其難以通過問題情境的驅(qū)動提取知識，被編碼的實質(zhì)是指知識被條件化，即在認知結(jié)構(gòu)中被編碼的知識附加于不同背景中的應用條件，這些條件對應著有關(guān)問題情境中的意義單位，這些意義單位通過條件驅(qū)動背景知識提取沒有被編碼的知識。

2、知識誤解

當提取未被正確理解的背景知識用于解題時，易發(fā)生解題錯誤。例如:豌豆灰種皮（G）對白種皮（g）為顯性，黃子葉（Y）對綠 葉（y）為顯性。每對性狀的雜合體（F1）自交后代（F2）均表現(xiàn)為3：1的性狀分離比。以上種皮顏色的分離比和子葉顏色的分離比分別來自對以下哪代植株所結(jié)種子的統(tǒng)計？（ ）

A．F1植株和F1植株 B．F2植株和F2植株

C．F1植株和F2植株 D．F2植株和F1植株

解此題需要學生準確地提取關(guān)于性狀、雜合體、性狀分離、親代、子代的概念性知識，當學生不能正確理解和區(qū)別這些概念性知識時，就會選錯答案。

3、知識缺乏

如果學生根本不具備解決某問題所需的背景知識，那么顯然會導致解題錯誤。例如: 一株紅花香豌豆，當只有兩顯性基因A、B同時存在時才開紅花。某紅花香豌豆與aaBb雜交，后代中有3/8開紅花；若讓此豌豆自交，在其紅花后代中，雜合體所占比例為（ ）

A．1/9B．8/9C．1/16D．9/16

學生選錯答案的主要原因是缺乏判斷基因型的知識。知識再現(xiàn)是解題的依據(jù)，要使學生能順利再現(xiàn)知識，具體措施如下：

(1)發(fā)展學生的編碼策略。可以通過兩種方法對知識進行編碼:一是把抽象的理論與具體實例相結(jié)合;二是進行圖文雙重編碼。

(2)幫助學生建立知識結(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，而且為學生提取和再現(xiàn)知識提供了線索。我們要通過分析教材，找出知識間的內(nèi)在聯(lián)系和規(guī)律，把各章節(jié)的內(nèi)容有機地串聯(lián)起來，按單元或章節(jié)進行教學設(shè)計，以概念圖的形式展現(xiàn)給學生，使學生能提綱挈領(lǐng)地掌握所學的內(nèi)容。

三、信息提取錯誤

信息提取錯誤是指學生不能從題目中準確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，需要學生進行初步的分析與綜合的思維操作。學生審題過程中信息提取錯誤，主要表現(xiàn)為題意誤解和題意遺忘。

1、題意誤解

當學生粗心大意、注意力不集中或高度焦慮時，時常人為地歪曲題意。例如:一個具有兩對等位基因的精原細胞(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。這樣一個問題，學生往往一看到基因型AaBb就認為應選答案A。錯誤原因就在于他把題意理解為:“一個生物體”而不是“一個精原細胞”。題意誤解有時與學生不應產(chǎn)生的問題類化有關(guān)。正確地進行問題類化是快速解題的前提，但是學生有時因為題意誤解，把新問題歸入不應包含它的某類題型中，以致套用此類題型的一般解法，這勢必導致解題錯誤。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，從而導致解題錯誤。

2、題意遺忘

有時學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，這種憑空想當然的臆造題意引發(fā)的解題錯誤稱為題意遺忘。例如: 番茄的紅果對黃果是顯性，現(xiàn)讓純合的紅果番茄與黃果番茄雜交，得F1，F(xiàn)1自交得F2，現(xiàn)讓F2中的紅果番茄自由交配，試問，其后代中雜合體占多少（）。

A．3/4 B．4/9C．1/9D．1/6

不少學生選A，其錯誤的原因是在思考問題時，沒有注意到“番茄”這一隱含條件(番茄是兩性花，既可以做母本，又可以做父本。紅果番茄自由交配就會出現(xiàn)自交和雜交兩種情況)。題意遺忘的原因有兩種:其一，解題水平不足或過高。解題水平不足時，由于缺乏對前提條件的精細的認知加工，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，過高的解題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顧此失彼，也可能忽視考慮某些問題條件。其二，短時記憶能力較差，不能把從題目中獲得的條件信息清晰而準確地保持在頭腦中，由此很容易引起問題條件信息的丟失。

信息的提取是學生應用背景知識解題的前提，我們應十分重視教會學生提取信息的方法，培養(yǎng)學生的審題能力，具體措施如下：

（1）培養(yǎng)審題能力。通過練習訓練和錯題分析評講，提高學生審題的能力。

（2）教給學生通過審題提取信息的方法。要求學生讀題、看題要仔細;重點、關(guān)鍵或難點要多讀幾遍;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。通過典型的練習訓練，培養(yǎng)學生審題和提取信息的能力。如:讓學生接觸信息隱蔽、缺少信息、信息冗余的題目，分析區(qū)別形似質(zhì)異的題目，使學生逐步提高對題目中信息的敏感性。

四、解題評價錯誤

是指不能有效地對解題過程、方法進行自我評價和監(jiān)控，不能認真地對解題結(jié)論進行檢驗查證。解題評價錯誤是學生缺乏科學的懷疑精神。表現(xiàn)為監(jiān)控不力，即學生對自己解題的思維過程不能進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:生物體精原細胞基因型為AaBb，已知在生物體某一精原細胞經(jīng)減數(shù)分裂中，有一個基因型AB的精子，則其余3個精子可能為()：①Ab、aB、ab;②AB、ab、ab;③AB、AB、ab;④aB、aB、ab。A.①; B.②; C.③或④; D.①和②。此題有些學生往往是胡亂猜測，主要原因是這些學生沒有深入地分析自己的解題思路，不能認清題目的限制條件“一個精原細胞”。

綜上所述，我們要分析原因，尋找對策，提升學生的綜合解題能力。