核心素养视角下高中生物解题常见的思维障碍与对策

余建强

摘 要：新课程改革背景下的高中生物试题更注重发展学生的核心素养，考查学生的学科能力。研究学生解题过程中出现的思维障碍和相应的解决对策，能够有效提高教学质量，提升学生获取信息的能力，增强学生破除思维定势和新旧知识的互相干扰达到对知识迁移和应用的能力，培养学生具有良好的科学思维等学科核心素养。常见的解题思维障碍有： 信息无法有效提取、思维取向错误、科学思维发展不足。

关键词：解题思维;思维障碍;解决对策;核心素养

前言：学生在解决问题的过程中，由于其思维的起点、方向错误，或者科学思维发展不足等因素，导致使用错误的推理，思维的开展受到干扰造成解题过程异常而得不到正确答案，这就是思维障碍。在实际的高中生物教学中，我们不仅要求学生掌握扎实的生物知识，还应该在面对问题的时能够突破各种思维障碍，迁移、应用所学知识去解决问题，提升学习能力和成绩。由此看出，研究学生解题思维障碍和解决对策，对于教学质量的提高和学生核心素养的良好发展具有十分重要现实意义。下面就以不同的试题示例对学生存在的几种常见思维障碍进行分析。

一、信息无法有效提取

审题并提取信息，是解题的第一步，是学生对题意进行初步的分析和思维。而信息无法有效提取则意味着学生不能从题干中得到有用信息，导致产生思维障碍。主要表现在两种情况：对题意误解和抓不住“题眼”。

1.对题意误解

学生往往因解题经验不足、基础知识不扎实、甚至注意力不集中，出现对题意的误解，导致了问题解决的错误。

例如：某一亲代DNA分子含有腺嘌呤脱氧核苷酸m个，放在培养基上培养，则第n次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为________？

这个问题，学生往往会计算出错误的答案是m·（2n-1），而不是m·2n-1;原因在于把题意理解为：“n次复制”而不是“第n次复制”。产生错误跟学生的审题认真程度有关，也跟学生基础知识掌握是否牢靠有关，关键要理解“第n次复制”其实是从第n-1次到第n次的一次复制。

2.抓不住“题眼”

前述“审题并提取信息，是解题的第一步”，那么抓关键“题眼”，找出最有用的信息是解题的第二步。大部分学生由于缺乏独立有效的判断性思维，经常找不到关键的“题眼”而影响解题。

例如：用某种高等植物的纯合红花植株与纯合白花植株进行杂交，F1全部表现为红花。若F1自交，得到的F2植株中，红花为272株，白花为212株;若用纯合白花植株的花粉给F1红花植株授粉，得到的子代植株中，红花为101株，白花为302株。根据上述杂交实验结果推断，下列叙述正确的是（ ）

A.F2中白花植株都是纯合体B.控制红花与白花的基因在一对同源染色体上

C.F2中紅花植株的基因型有2种D.F2中白花植株的基因型种类比红花植株的多

本题的题眼是：F2植株中，红花为272株，白花为212株红花∶白花=9∶7花色是9：3：3：1的变形，可推断该相对性状受两对等位基因控制，且独立遗传。这样该题的思路就完全打开了，找出正确选项D项也就不难了。

信息提取是学生解题的前提，因此教师在教学中应注意：第一、提高学生的审题意识。通过对错误问题的分析和评议，培养学生易错辨析能力;第二、传授有效的审题方法。教师讲解习题时，除了解释解题思路外，要重点指出关联性的信息，不断强化学生抓关键信息能力。第三、利用典型的习题强化训练。让学生接触缺乏信息、冗余信息和隐藏信息的各种题型，分析和区分外观相似、本质不同的题型，从而逐步提高学生对有效信息的敏感度，甚至可以进行专题训练，比如只要求学生找出关键信息即可，培养学生快速审题和提取信息的能力。

二、思维取向错误

思维取向错误是指学生根据已有的知识和经验僵化的应用到从题目中提取的信息，错误地进行归类，思维方向偏离甚至相反，造成解题的错误。错误的思维取向类型有：思维定势型和知识干扰型。

1.思维定势型

所谓思维定势，就是学生在解题思维活动中，会凭借通过反复的练习形成的知识、经验、习惯和已有的思维规律，套用到考查相同知识点且立意、图形相似题目中来，结果因思维的固化影响作出正确的分析、判断。

例如：图1表示人体中甲、乙、丙、丁4种体液之间的关系。下列叙述正确的是（ ）

A.甲、乙、丁构成人体的内环境

B.乙表示血浆，丙表示淋巴

C.丁中O2浓度可能比甲中的高

D.组织细胞所处的内环境多数是甲

这个题目学生会错选D，因为学生解题时基本会受图2内环境关系图的思维束缚，产生思维定势，忽略图1和图2中箭号的区别。如果换个角度考虑到人体的其他细胞，比如血细胞的直接生活内环境是血浆，再根据题意和箭号代表物质交换的流向，就可推测甲、乙、丙、丁4种体液就分别代表血浆、组织液、淋巴、血细胞，进一步推理出C选项中的丁可能是红细胞，得出正确答案C。

2.知识干扰型

在学习过程中，学生由于不断的接受新的知识和解题方法，导致新旧知识因相似或相近互相干扰，记忆材料互相抑制，产生知识的负迁移，以前的知识阻碍和抑制了当前问题的解决，从而使问题的解决变得困难和错误。

例如：图3是某生物的细胞分裂图是有丝分裂还是减数分裂呢？

学生经常误判该图只是有丝分裂后期。忽略了二倍体生物有丝分裂后期和四倍体生物减数第二次分裂后期都可用该图表示，这两种分裂时期移向细胞同一极的染色体都有同源染色体，学生学习的新旧知识产生互相干扰而影响解题。

避免学生思维取向错误，教师就必须在传授知识和习题讲解过程中注意：第一、不要一味强调解题套路而直接向学生呈现解决问题的方法，应注意分析指出题目的特性和共性，避免学生的思维产生路径依赖;第二、注意积累相似的题型和变式的题目，通过训练来比较帮学生摆脱已有”框框”的束缚，防止产生思维定势;第三、教学中注意简化知识，给学生提供便于获得知识的途径，减少知识的相互干扰。知识的呈现顺序要注意从一般到特殊的不断分化，就像细胞分裂图要从二倍体的一般区别讲到多倍体的特殊性，知识逐渐的演化，学生的思维就会打开，也就能灵活多变。

三、科学思维发展不足

科学思维包括基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维和创造性思维。[1]这是较高层次的思维方式，学生可能因为知识储备少、缺乏训练引导或智力等因素造成这方面的思维障碍。

1、归纳与概括能力低

归纳概括能力的认知基础是对一组事物或现象进行比较、对比，找出其异同点，然后在此基础上形成关于这一组事物的基本认识，这也是形成科学概念的基本过程。[2]学生缺乏自主归纳与概括的能力，就会出现分析不全或无法分析的局面。

例如：下列是有关T2噬菌体、硝化细菌和水绵的描述，它们的共同点都是（ ）

A.原核生物B.能通过有氧呼吸将有机物彻底氧化分解

C.以为DNA遗传物质D.具有双层膜的细胞器且能合成有机物

这个题目要求学生提取事实性知识，判断T2噬菌体、硝化细菌和水绵三种生物分别属于病毒、原核生物、真核生物，然后在利用病毒、细胞结构等的相关知识，对它们进行比较，找到出异同点。该题要求学生平时要注意积累和归纳类比，不然容易错选。

2、无法实现模型建构

一些题目可通过阅读将题干中的重点名词及其之间的关联问题转换成图形，进行演绎推理、建立模型，则题意一目了然，就能从整体上把握和解决问题了，学生经常无法做到一点。

例如：果蝇的体细胞含有8条染色体。现有一个果蝇体细胞，它的每条染色体的DNA双链都被32P标记。如果把该细胞放在不含32P的培养基中培养，使其连续分裂，那么将会在第几次细胞分裂中出现每个细胞的中期和后期都有8条染色体被32P标記（ ）

A.第1次 B.第2次 C.第3次 D.第4次

若学生能依题意建立如下图4的模型，很容易就能得出正确答案是B。（图解以一条染色体为例）

3、创造性思维不足

平常学生习惯于沿着题意的方向去思考问题并寻求解决办法，往往费时费力。其实对于某些问题，倒过来思考，从求解回到已知条件或者应用假说-演绎法，也许会使问题简单化。

例如：已知兴奋由兴奋区向邻近的未兴奋区传导后，未兴奋区成为新的兴奋区，而原兴奋区则恢复静息状态（成为未兴奋区）且有短暂的不应期，所以兴奋不回传。下图是一个神经元的示意图，O点为PQ的中点，若同时在O点、M点给予相同且适宜的刺激，如果电流表不偏转，则M点的条件是________。

由题干信息可知，我们可以先假设MP略大于或等于PQ的一半时，那么O点的刺激同时传到P、Q点，P点兴奋后有短暂的不应期，使M点同时或稍后传来的兴奋传到P点中断了，电流表就不偏转了。这样通过假说进行逆推，答案也就出来了。

教学中发展学生科学思维方法如下：第一、引导学生自己构建思维导图，尝试建立模型，有利于知识联系性记忆，提高学生归纳与概括能力。也可以尝试列表法，对相关相近的知识点进行比较记忆，提高学生相关类属学习和并列结合学习的能力;第二、引导学生将试题和书本相关的知识内容做比较，找出思维的共同点，比如假说-演绎法在各种遗传题目中的推导;第三、创造性思维本质是发散性思维，遇到问题时，引导学生能从多角度、多层次去思考、寻找答案，不要受传统方法的束缚。

结语：综上所述，高中生物教学中，教师在传授知识、打好学生基础的同时要重视针对学生实际解题当中出现的思维障碍，透彻讲解题目、应用各种解决对策，包括引导学生对题目进行分类比较、归纳概括、开展正确的科学思维等，促使学生真正的学会知识的迁移和综合应用。

参考文献

[1][2]王健.基于学生核心素养的生物学科能力研究[M].北京：北京师范大学出版社，2018：105，24.