以一道高三生物期末統考題淺析思維品質教學

許婷

摘要：對一道基于科學史的高三生物期末統考題進行分析，從思維品質教學的角度，提出了對高中生物學教學的啟示：進行概念的深度學習，敦促思維的深刻性;注重知識的遷移應用，提高思維的靈活性;訓練語言的組織表述，培養思維的獨創性;重視信息的高效提取，增強思維的敏捷性;提供證據的篩選甄別，鼓勵思維的批判性。

關鍵詞：思維品質;科學思維;試題分析

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：B

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》的特色之一是凝練了生物學學科核心素養。科學思維作為四要素之一，有著獨特地位，發揮著育人價值。思維品質是科學思維的個性特征，主要包括思維的深刻性、靈活性、批判性、敏捷性和獨創性。思維品質能揭示學生科學思維能力的發展狀態，思維品質的差異表現可用客觀的方法加以記錄，且有利于進一步挖掘學生科學思維的潛力。學校教育教學的主要目的之一就是要提高學生的科學思維能力，因此，除使學生掌握分析綜合、比較分類、抽象概括等科學思維方法外，培養科學思維品質可作為發展學生科學思維能力的突破口。以中山市高三級2018-2019學年度第一學期期末統一考試理科生物試卷第25題（以下簡稱第25題）為例，淺析高中生物學的思維品質教學。

1原題

1.1題干

遺傳學家摩爾根及其學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。科學家還發現果蠅的性別由受精卵中的x染色體的數目所決定，見表2。摩爾根的學生布里吉斯繼續重復表1中的“丁”組實驗，發現：子代2000～3000只紅眼雌果蠅中會出現一只白眼雌果蠅，同時又在2000～3000只白眼雄果蠅中會出現一只紅眼雄果蠅，該現象被稱之為“初級例外”。布里吉斯進一步將“初級例外”中的白眼雌果蠅和野生型的紅眼雄果蠅進行交配，除形成正常表現型，即“白眼雄果蠅”和“紅眼雌果蠅”之外，又出現少量的“白眼雌果蠅”和“紅眼雄果蠅”，該現象稱之為“次級例外”。“初級例外”和“次級例外”更進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中摩爾根首先發現果蠅眼色的遺傳也遵循孟德爾遺傳分離定律的證據是：__。

（2）表1的四組實驗中，摩爾根依據（填組別）

組的實驗結果推測白眼基因的遺傳與性別有關，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致的，其原因是：__。

（4）布里吉斯進一步分析發現“初級例外”形成的原因是親本的白眼雌果蠅在減數分裂時x染色體未正常分離，移向細胞的同一極，形成含兩條x染色體或不含性染色體的卵細胞所致，據此推測“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”，為遺傳的染色體學說提供了更直接的實驗證據，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，將學生的常見錯誤答案進行了歸類匯總，具體如下：

（1）“雜交后代出現性狀分離”/“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上，做了大量實驗，更具說服力”。

2對思維品質教學的啟示

2.1進行概念的深度學習.敦促思維的深刻性

概念是人腦反映客觀事物本質特征或本質屬性的思維形式，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，答題時依據其內涵“在形成配子時，控制同一性狀的遺傳因子發生分離”，結合題中真實情境，拓展外延出相應答案“乙組實驗后代中紅眼果蠅與白眼果蠅的數量比約為3：1”。這一思維過程要求學生對概念“分離定律”具有本質認識，體現了概念的抽象程度和思維的邏輯水平，體現了思維的深刻性。深度學習的發生是以知識為媒介，在與學習情境構建起交互對話的過程中進行的概念重建，其機制為順應——通過調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構代替現有的知識結構的概念轉變。思維的深刻性既是深度學習的內在追求，也是深度學習的重要工具，思維的深刻性體現和滲透在深度學習的全過程。研究表明，思維的深刻性是諸品質的基礎。日常教學中，教師應引導學生對概念進行深度學習，從而促使學生對已有概念進行修正和創新，在問題導向下進行有意義的學習過程，進行知識建模，完成概念建構，敦促思維的深刻性。

2.2注重知識的遷移應用，提高思維的靈活性

“遷移”是經驗的擴展與提升，“應用”是將內化了的知識外顯化、操作化的過程。如果把學習活動看作一個閉環結構，那么“遷移”便在閉合處，既是學習開始的端點，也是學習結束的端點，從別處“遷移”來，又從這里“遷移”到別處去;“應用”也是如此。遷移應用充分體現了思維的靈活性。第25題充實了教科書上摩爾根實驗的內容，對于第（2）問，學生利用已掌握的知識，能夠聯想到：雌雄個體的表現型應不一樣。但在此題中的遷移應用需要更靈活的思維：子代表現型可以是雌性一種雄性兩種表現型（乙組），也可以是雌性一種雄性一種表現型（丁組）。答題時，在緊迫時間和大閱讀量的雙重壓力下，學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用，表現為不夠靈活。因此，教師應提供多重情境，促進學生的多元思考、觸發相應的遷移機制，將知識從符號轉化為實體、從抽象轉化為具象，活化知識，提高遷移應用發生的可能性，提高思維的靈活性。

2.3訓練語言的組織表述，培養思維的獨創性

語言是思維的外在表現形式，思維必須通過語言進行表達和傳播。近年來高考題的一個趨勢就是考查學生從題干提取信息、自我組織并表達的能力。在短時間抽取信息，梳理建構，用科學語言進行簡潔、有邏輯的長句表達對大部分考生來說都是不小的挑戰，可體現思維的獨創性。第25題的第（3）問就進行了思維獨創性的考查，大多數學生的答案相對簡單，只答到“低頻性”，甚至錯答到“不定向性”。此問需要學生組織自己的語言，在理解低頻性且答到低頻性的基礎上，進一步闡釋出題中“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”現象同時發生的概率更低，進而推斷出不可能為基因突變這一變異類型。研究表明，思維的獨創性相較其他品質而言，發展的要遲、要慢，難度最大，日常教學中，教師應給予學生更多的表達機會，讓學生在表達中學會思考、組織和應用;多對學生的長句答案進行語法分析、要素提煉、潤色通順，提高長句表達的科學性、簡潔性和邏輯性，鼓勵學生用自己的語言進行總結和表達，培養思維的獨創性。

2.4重視信息的高效提取。增強思維的敏捷性

高考是高利害考試，是大規模的限時紙筆考試，除了考查思維的深刻性、靈活性和獨創性等，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行分析綜合、比較歸類，學生或因粗心將“R、r”寫成“A、a”或“B、b”，或因準確性下降將“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的相關系數最高，說明思維的敏捷性主要是由各品質派生或決定的。這提示，雖然在教學中，學生思維的敏捷性可能以不同程度被潛移默化地掌握，但還需教師進一步通過限時訓練、即興表達、頭腦風暴、主題辯論等形式予以主動培養，重視信息的高效提取，提高學生限時作答的準確性，增強思維的敏捷性。

2.5提供證據的篩選甄別，鼓勵思維的批判性

批判性思維是一種高階品質思維，是核心素養中科學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，它表現為通過對證據、概念、方法、情境和標準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，需要學生在熟悉教科書內容，快速消化試題信息、梳理科學史的前提下，依據教材內容里的證據和題目所呈現的證據，比較摩爾根與其學生布里吉斯的實驗，作出符合題意的判斷。學生需理解布里吉斯的實驗將抽象的概念轉化為可見的現象，將“看不見”的基因行為轉化為“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”，為遺傳的染色體學說提供了更直接的實驗證據。此空難度大，區分度大，體現了學生的高階思維能力。教師應引導學生盯住一個目標——決定信什么做什么，關注一種對象——論證（或推理），扣緊三個要點——會質疑、重實證、講邏輯，使批判性思維培養盡可能簡易可行，同時又防止碎片化。因此，在日常教學過程中，教師要鼓勵學生開展批判性思維，可從證據的篩選甄別入手：補充相關科學史，充實教學內容，豐富教學資源，保護學生打破常規、敢于質疑精神，引導學生對證據進行篩選甄別、形成自己的獨立判斷，運用邏輯進行闡釋和論辯，從而鼓勵和培養學生思維的批判性。