生物解題思維障礙分析與對策
學生解題不僅能加強知識的應用，培養解決問題的能力，還能培養其創造性思維品質，因此，解題是學生十分重要的學習行為。學生的解題過程是一種獨特的思維過程，一般有以下３個步驟：
（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；
（３）評價解題過程和結論過程。
多年來，筆者在對學生的生物練習和統考、會考試卷分析與調查中，發現學生常因知識缺陷或解題技能欠缺導致解題錯誤。從本質上來看，這是由于學生在解題過程中發生思維障礙，表現為信息提取失真、思維定向失誤、知識再現失靈、解題評價失當等，本文擬在分析這幾種解題思維障礙的基礎上，提出一點補救性和預防性教學對策。
１．信息提取失真
信息提取失真是指學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失真，主要表現為題意誤解型和題意遺忘型。
（１）題意誤解型
當學生高度焦慮或粗心大意、注意力不集中時，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）經減數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生的問題類化有關。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）題意遺忘型
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容，或增加了新的條件，這種憑想當然的臆造題意引發的解題錯誤稱為題意遺忘型。例如：在營養豐富、水分充足、溫度適宜的黑暗密閉系統中培養著乳酸菌、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。不少學生選Ａ，其錯誤的原因是在思考問題時，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，動機水平不足或過高。動機水平不足時，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，教師應十分重視教會學生提取信息的方法，培養學生的審題能力，在教學中應注意：
１）培養審題習慣通過練習訓練和錯題分析評講，提高學生審題的自覺性。
２）教會審題方法要教給學生通過審題提取信息的方法。例如讀題、看題要仔細；重點、關鍵或難點要多讀幾遍；邊讀邊畫簡圖，把文字轉換為圖形，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，培養學生審題和提取信息的能力。例如：讓學生接觸缺少信息、信息冗余、信息隱蔽的題目，分析區別形似質異的題目，使學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。
（１）思維不足型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個花粉母細胞產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育成種子，那么共能形成多少個精子和多少粒種子？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。如果教師引導學生進行如下思考：高等植物經減數分裂時的直接產物是小孢子或大孢子，然后經過一次有絲分裂才形成精子（或卵細胞），豌豆是自花傳粉植物，種子由受精卵發育成，如此概括后，就能推出此題的正確答案是４０個精子和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，養成一種呆板、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，產生４個子代，它們的表現型可能是（）。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。其原因不在于規律本身，而在于因解題定勢套用了一般化規律，沒有考慮到分離規律中３∶１分離比是統計規律，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）知識干擾型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，從而使解題發生困難，出現解題錯誤。例如：用黃豆生豆芽，１ｋｇ黃豆生５ｋｇ豆芽，在這個過程中，有機物含量的變化是（）。Ａ．變多；Ｂ．變少；Ｃ．先變少后變多；Ｄ．不變。學生往往會錯選Ａ，這是由于受生長發育同化作用（光合作用）大于異化作用的舊有知識的負遷移的影響，不能從題目中提取的信息“生豆芽”中概括出這是一個不能進行光合作用（不見光），相反要消耗有機物（呼吸作用）的過程。
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鍵步驟。要使學生迅速而正確地完成思維定向和課題類化，教學中應注意：
１）培養學生的概括能力。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律的實質，從而發展學生的抽象概括能力。
２）培養學生思維的靈活性和發散性。思維的靈活性是指根據客觀條件的發展與變化，靈活地尋找解決問題的新方法和新途徑，它與思維的發散性是相通的。為了培養學生思維的靈活性，可設計變式型習題，通過一題多變型習題和一題多解型習題的解題訓練，從而使學生的思維活躍、靈活。
３．知識再現失靈
知識再現失靈是指不能再現解題所需要的背景知識。知識再現失靈主要表現為無法再現知識（遺忘）或再現不正確（錯誤）或不具有再現的知識。
（１）知識遺忘型常有這種情況，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。”似乎被掌握的知識卻又不能回憶和再現了。這屬于知識遺忘型。知識遺忘型固然與測驗焦慮引起提取背景知識的閾值升高有關，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動提齲知識被編碼的實質是指知識被條件化，即在認知結構中被編碼的知識附加有適于不同背景中的應用條件，這些條件對應著有關問題情境中的意義單位，這些意義單位通過條件驅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――應用條件。
（２）知識誤解型當提取未被正確理解的背景知識用于解題時，即發生知識誤解型解題錯誤。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，它們共同構成一個（）。Ａ．生態系統；Ｂ．生物群落；Ｃ．食物網；Ｄ．種群。”解此題需要學生準確地提取關于生態系統、生物群落、種群、食物網的概念性知識，當學生不能正確理解和區別這些概念性知識時，就會選錯答案。
（３）知識缺乏型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：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。學生選錯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。
知識再現是解題的依據，要使學生能順利再現知識，教學中應注意：
１）發展學生的編碼策略。通過學習材料的編碼，才能有效地保持和提齲在生物教學中，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合；二是進行圖文雙重編碼。
２）幫助學生建立知識結構。知識結構的建立不僅給思維定向創造了條件，而且為學生提取和再現知識提供了線索。教師要通過分析教材，找出知識間的內在聯系和規律，把各章節的內容有機地串聯起來，按單元或章節進行教學設計，組織教材，板書提綱，使學生能提綱挈領地掌握所學的內容。
４．解題評價失當解題評價失當是指不能有效地對解題過程、方法進行自我評價和監控，不能認真地對解題結論進行檢驗查證。解題評價失當是學生缺乏科學的懷疑精神和學習的無認知策略的表現。（１）監控不力型指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減數分裂中，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．①或②；Ｄ．①和②。此題學生往往是胡亂猜測，主要原因是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”，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），從而造成解題錯誤。
（２）驗證缺乏型學生解題后，不能認真地進行檢驗，缺乏懷疑精神，過早地草率得出結論，從而導致解題錯誤。例題：一個男子把自己某一個基因傳給他的孫女的概率是１／４，對否？為什么？該題許多學生都錯誤地給予了肯定的回答。原因在于學生沒有大膽假設、小心求證的態度。事實上，如果假定這一個基因在Ｘ染色體上或者在Ｙ染色體上，結果應是１／４或０。
解題評價是成功解題的可靠保證，要提高學生的解題評價能力應注意：
１）發展學生的自我監控學習能力。要教給學生進行自我監控學習的知識，通過對解題過程的自我評價、自我監控，使學生養成正確矯正自己的解題思路與方法的習慣。
２）培養學生思維的批判性。思維的批判性是指思維活動中能嚴格評價思維過程和精細地檢驗思維結果的品質。在解題訓練中，要通過設計辨別真偽式習題，通過分析判斷解題的依據，提高學生思維的獨立性和批判性。在教學中，教師要鼓勵學生提出自己對問題的不同看法，不盲從，不輕信，大膽質疑問難，以培養學生思維的批判性和科學的懷疑精神。
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