例析生物學科學思維中“歸納與概括”能力的測評

李秋石 楊 穎

(河北師范大學生命科學學院 石家莊 050024)

科學思維的培養要通過實現學生“歸納與概括”“演繹與推理”“模型與建模”“批判性思維”和“審視或論證生物學社會性議題”等能力來落實[1]。“歸納與概括”就是指在頭腦中把對象的各個組成部分聯系起來，或把事物的個別特性、個別方面結合成整體的過程[2]。在生物學測評中，常常要求學生能基于生物學事實或生物學現象，從事實或現象Ⅰ得出相應的子結論Ⅰ，從事實或現象Ⅱ得出相應的子結論Ⅱ，綜合子結論Ⅰ和子結論Ⅱ得出總結論。“歸納與概括”的思維過程是要求學生能根據題意進行深度的分析、理性的判斷，而不是僅僅停留在事實、現象或相應子結論的表面。

1 對現象描述的“歸納與概括”

2016年全國Ⅰ卷30題的第3問將光合作用強度的現象與遺傳的因素進行結合，考查學生的“歸納與概括”能力。較多學生在回答本題時，思維常停滯表面，答為：“隨光照強度的增加，光合作用強度也增加”。這種答案是屬于描述性知識，不是在結果的基礎上闡明觀點的結論；還有部分學生，答為：“乙組光合作用強度和甲組的不同，是由環境因素低光照引起”，沒有說明遺傳物質的有無影響。這些回答都表現出學生對現象描述的“歸納與概括”能力的不足。要提升學生對現象描述的“歸納與概括”能力，教師可梳理解題圖示和過程，根據“單因素”及“對照”原則，可得出結論(圖1)。

圖1 現象描述的“歸納與概括”解題圖

2 對表格數據的“歸納與概括”

2016年全國Ⅲ卷29題的第1問以光合作用為背景，以表格、實驗數據的形式，考查學生“歸納與概括”能力。考生對回答本題的困難之處是在于對兩個獨立單一變量數據的歸納與分析方面。以至于不少考生會答為：“溫度和濕度對光合速率都有影響”這樣的模糊答案。還有部分考生單純敘述濕度對光合速率的影響，而不是解釋為什么濕度是影響較大的因素。這些情況都表現了學生對于表格數據的“歸納與概括”能力不足。要提升學生對表格數據的“歸納與概括”能力，教師可以梳理如下解題圖示和過程(圖2)。

圖2 表格數據的“歸納與概括”解題圖

3 對圖形分析的“歸納與概括”

2017年全國Ⅰ卷第3題是以葉片的葉綠素為材料，以葉片中的葉綠素下降可作為其衰老的檢測指標為背景，呈現曲線圖形考查學生的“歸納與概括”能力。考生對單一的曲線分析能力較好，本題涉及到四條曲線的綜合分析，需要考生能對比歸納出不同曲線的意義，并概括出激素的相互作用和相應規律。學生常犯的錯誤主要是停留在單一曲線的認知，這反映出學生對圖形分析的“歸納與概括”能力的不足。要提升學生的圖形分析的“歸納與概括”能力，教師可梳理如下解題過程。

將四條曲線從上到下依次標號為1、2、3和4，運用“單一變量”原則，可得出以下結論： ①由曲線1與曲線3可知，細胞分裂素具有減弱葉片的衰老程度的作用；②由曲線3與曲線4可知，脫落酸具有加快葉片的衰老程度的作用；③由曲線1與曲線2可知，與僅含有細胞分裂素的溶液相比，含有脫落酸、細胞分裂素的溶液中，葉片衰老程度加快。綜合以上結論，可“歸納與概括”為：“本實驗中細胞分裂素對該植物離體葉片的作用可被脫落酸削減”。

基于以上實例可總結出解決“歸納與概括”測評問題的思維步驟： ①厘清題干中有幾個關鍵的事實或現象；②基于事實或現象，分別分析得出其所對應的子結論；③根據子結論，綜合分析得出最終的結論。此思維過程，往往伴隨著核心信息的獲取、關鍵信息的判斷和信息要素的整合等信息獲取與處理能力，這些都是解決“歸納與概括”測評問題的重要基礎。

(基金項目： 2017～2018年度河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“師范生培養質量評價體系構建與實踐研究”，No.2017GJJG057；河北省教育科學研究“十三五”規劃2016年度重點資助課題“國際科學教師教育視野下職前教師教學能力發展研究”，No.1602055)