生物练习题的解题困境研究论文

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摘要：学生解题不仅能加强知识的应用,培养解决问题的能力,还能培养其创造性思维品质,因此,解题是学生十分重要的学习行为。学生的解题过程是一种独特的思维过程,一般有以下3个步骤:(1)识别和理解问题过程,即通过审题提取解题信息;(2)生成解题路径过程,包括思维定向(课题类化)和背景知识再现;(3)评价解题过程和结论过程。

多年来,笔者在对学生的生物练习和统考、会考试卷分析与调查中,发现学生常因知识缺陷或解题技能欠缺导致解题错误。从本质上来看,这是由于学生在解题过程中发生思维障碍,表现为信息提取失真、思维定向失误、知识再现失灵、解题评价失当等,本文拟在分析这几种解题思维障碍的基础上,提出一点补救性和预防性教学对策。

1.信息提取失真

信息提取失真是指学生不能从题目中最大限度地抽取出对解题有用的信息。通过审题过程提取解题信息,是解题的第一步,需要学生进行初步的分析与综合的思维操作。学生审题过程中信息提取失真,主要表现为题意误解型和题意遗忘型。

(1)题意误解型

当学生高度焦虑或粗心大意、注意力不集中时,时常人为地歪曲题意。例如:一个具有两对等位基因的精原细胞(AaBb)经减数分裂形成的精子类型是()。A、4种;B、2种;C、2种或4种;D、6种。这样一个问题,学生往往一看到基因型AaBb就认为应选答案A。错误原因就在于他把题意理解为:“一个生物体”而不是“一个精原细胞”。题意误解有时与学生不应产生的问题类化有关。正确地进行问题类化是快速解题的前提,但是学生有时因为题意误解,把新问题归入不应包含它的某类题型中,以致套用此类题型的一般解法,这势必导致解题错误。例如:某四倍体植物的基因型为AAaa,其配子基因型和比例如何?学生往往将多倍体的分离现象类化为二倍体的分离,把答案写成1AA∶2Aa∶1aa,从而导致解题错误。

(2)题意遗忘型

有时学生正确理解与记忆题意之后,在解题过程中却忘了题意的部分内容,或增加了新的条件,这种凭想当然的臆造题意引发的解题错误称为题意遗忘型。例如:在营养丰富、水分充足、温度适宜的黑暗密闭系统中培养着乳酸菌、酵母菌、草履虫、蚯蚓、苔藓等几种生物,几天后,还能生活的是()。

A、酵母菌和草履虫;B、酵母菌和乳酸菌;C、苔藓和蚯蚓;D、草履虫和苔藓。不少学生选A,其错误的原因是在思考问题时,没有注意到“黑暗、密闭”这一隐含条件(无光、无氧)。题意遗忘的原因有两种:其一,动机水平不足或过高。动机水平不足时,由于缺乏对前提条件的精细的认知加工,只是将它们不清晰、不稳定地保持在工作记忆中,因此,这些信息抗干扰性差而容易遗忘;另一方面,过高的动机水平将使背景知识的提取阈提高,并使思维的变通性、流畅性降低,这样会使解题中提取前提条件时顾此失彼,也可能忽视考虑某些问题条件。其二,短时记忆能力较差,不能把从题目中获得的条件信息清晰而准确地保持在头脑中,由此很容易引起问题条件信息的丢失。

信息的提取是学生应用背景知识解题的前提,教师应十分重视教会学生提取信息的方法,培养学生的审题能力,在教学中应注意:

1)培养审题习惯通过练习训练和错题分析评讲,提高学生审题的自觉性。

2)教会审题方法要教给学生通过审题提取信息的方法。例如读题、看题要仔细;重点、关键或难点要多读几遍;边读边画简图,把文字转换为图形,从整体上把握问题等。

3)提高审题技能通过典型的练习训练,培养学生审题和提取信息的能力。例如:让学生接触缺少信息、信息冗余、信息隐蔽的题目,分析区别形似质异的题目,使学生逐步提高对题目中信息的敏感性。

2.思维定向失误

思维定向失误是指学生不能正确地把从题目中提取的信息加以概括,错误地进行课题类化,从而迷失了解题方向,造成解题错误。

(1)思维不足型当学生思维活动因智力水平或努力程度的原因不够深入时,就不能主动地从题目中获取信息,加以概括,实现课题类化,从而对问题解决一筹莫展。例如:如果豌豆花中5个花粉母细胞产生的花粉粒全部成熟,并且其中的精子都完成受精作用并发育成种子,那么共能形成多少个精子和多少粒种子?学生不能很快找到此题的解题方向,其原因就在于学生思维不能充分地展开,不能对题目进行概括。如果教师引导学生进行如下思考:高等植物经减数分裂时的直接产物是小孢子或大孢子,然后经过一次有丝分裂才形成精子(或卵细胞),豌豆是自花传粉植物,种子由受精卵发育成,如此概括后,就能推出此题的正确答案是40个精子和20粒种子。

(2)思维定势型思维定势是指用某种固定的思维模式去分析问题和解决问题。这种固定的模式是已知的、事先有所准备的。思维定势对解决问题有积极的一面,也有消极的一面,它使学生墨守成规,养成一种呆板、机械、千篇一律的解题习惯,往往导致解题错误。思维定势的消极影响有两种情况:一是学生没有掌握丰富的典型题型,不能做到“见多识广”,故对似曾相识的问题以偏概全盲目套用,导致解题错误;二是学生思维灵活性、求异性不够,不能具体问题具体分析。例如“豚鼠的黑毛对白毛是显性,一对黑毛杂合体豚鼠交配,产生4个子代,它们的表现型可能是()。A.全部黑毛;B.3黑1白;C.1黑3白;D.以上都有可能。如果学生简单套用分离规律:一对杂合等位基因杂交后代分离比是3∶1,就要错误地选择B。其原因不在于规律本身,而在于因解题定势套用了一般化规律,没有考虑到分离规律中3∶1分离比是统计规律,适合足够的样本;而本题恰恰是小样本,故使学生误入歧途。

(3)知识干扰型知识干扰又称知识的负迁移,指先前知识对解决当前问题起阻碍、抑制作用,从而使解题发生困难,出现解题错误。例如:用黄豆生豆芽,1kg黄豆生5kg豆芽,在这个过程中,有机物含量的变化是()。A.变多;B.变少;C.先变少后变多;D.不变。学生往往会错选A,这是由于受生长发育同化作用(光合作用)大于异化作用的旧有知识的负迁移的影响,不能从题目中提取的信息“生豆芽”中概括出这是一个不能进行光合作用(不见光),相反要消耗有机物(呼吸作用)的过程。

思维定向是学生应用背景知识解题,展开思维活动,进行概括类化等思维操作的关键步骤。要使学生迅速而正确地完成思维定向和课题类化,教学中应注意:

1)培养学生的概括能力。概括能力是学生重要的思维能力之一。在生物教学中,要让学生尽可能多地参与知识获取过程,引导学生把已有的感性知识上升到理性认识,把握生物学概念和规律的实质,从而发展学生的抽象概括能力。

2)培养学生思维的灵活性和发散性。思维的灵活性是指根据客观条件的发展与变化,灵活地寻找解决问题的新方法和新途径,它与思维的发散性是相通的。为了培养学生思维的灵活性,可设计变式型习题,通过一题多变型习题和一题多解型习题的解题训练,从而使学生的思维活跃、灵活。

3.知识再现失灵

知识再现失灵是指不能再现解题所需要的背景知识。知识再现失灵主要表现为无法再现知识(遗忘)或再现不正确(错误)或不具有再现的知识。

(1)知识遗忘型常有这种情况,在测验之后,有些学生后悔地说:“这么简单的题目我当时怎么想不起来。”似乎被掌握的知识却又不能回忆和再现了。这属于知识遗忘型。知识遗忘型固然与测验焦虑引起提取背景知识的阈值升高有关,但更重要的原因是学生对所学的知识没有进行合理的编码,使其难以通过问题情境的驱动提龋知识被编码的实质是指知识被条件化,即在认知结构中被编码的知识附加有适于不同背景中的应用条件,这些条件对应着有关问题情境中的意义单位,这些意义单位通过条件驱动背景知识的提龋没有被编码的知识,则不具备被提取的中介——应用条件。

(2)知识误解型当提取未被正确理解的背景知识用于解题时,即发生知识误解型解题错误。例如:“在一阴湿山洼草丛中,有一堆长满苔藓的腐木,其间聚集着蚂蚁、蜘蛛、蚯蚓、老鼠等动物,它们共同构成一个()。A.生态系统;B.生物群落;C.食物网;D.种群。”解此题需要学生准确地提取关于生态系统、生物群落、种群、食物网的概念性知识,当学生不能正确理解和区别这些概念性知识时,就会选错答案。

(3)知识缺乏型如果学生根本不具备解决某问题所需的背景知识,那么显然会导致解题错误。例如:有人将盆栽金莲草幼苗的顶端用黑纸罩上,放在窗台上,让阳光从一个方向照过来,几天后看到()。A.幼苗弯曲生长;B.幼苗向上直立生长;C.幼苗不再生长;D.幼苗弯向光源但不生长。学生选错答案的主要原因是对植物向光性的原因和植物感受光刺激的部位等知识的缺乏。

知识再现是解题的依据,要使学生能顺利再现知识,教学中应注意:

1)发展学生的编码策略。通过学习材料的编码,才能有效地保持和提龋在生物教学中,可以通过两种方法对知识进行编码:一是把抽象的理论与具体实例相结合;二是进行图文双重编码。

2)帮助学生建立知识结构。知识结构的建立不仅给思维定向创造了条件,而且为学生提取和再现知识提供了线索。教师要通过分析教材,找出知识间的内在联系和规律,把各章节的内容有机地串联起来,按单元或章节进行教学设计,组织教材,板书提纲,使学生能提纲挈领地掌握所学的内容。

4.解题评价失当

解题评价失当是指不能有效地对解题过程、方法进行自我评价和监控,不能认真地对解题结论进行检验查证。解题评价失当是学生缺乏科学的怀疑精神和学习的无认知策略的表现。超级秘书网

(1)监控不力型指学生对自己解题的思维过程不能进行有效地反思与自我监控,不能正确地矫正自己思考的线索和方向。例如:生物体精原细胞基因型为AaBb,已知在生物体某一精原细胞经减数分裂中,有一个基因型AB的精子,则其余3个精子可能为()。①Ab、aB、ab;②AB、ab、ab;③AB、AB、ab;④aB、aB、ab。A.①;B.②;C.①或②;D.①和②。此题学生往往是胡乱猜测,主要原因是学生没有深入地分析自己的解题思路,不能认清题目的限制条件“一个精原细胞”,没有全面考虑可能存在的遗传方式(完全连锁、互换或自由组合),从而造成解题错误。

(2)验证缺乏型学生解题后,不能认真地进行检验,缺乏怀疑精神,过早地草率得出结论,从而导致解题错误。例题:一个男子把自己某一个基因传给他的孙女的概率是1/4,对否?为什么?该题许多学生都错误地给予了肯定的回答。原因在于学生没有大胆假设、小心求证的态度。事实上,如果假定这一个基因在X染色体上或者在Y染色体上,结果应是1/4或0。

解题评价是成功解题的可靠保证,要提高学生的解题评价能力应注意:

1)发展学生的自我监控学习能力。要教给学生进行自我监控学习的知识,通过对解题过程的自我评价、自我监控,使学生养成正确矫正自己的解题思路与方法的习惯。

2)培养学生思维的批判性。思维的批判性是指思维活动中能严格评价思维过程和精细地检验思维结果的品质。在解题训练中,要通过设计辨别真伪式习题,通过分析判断解题的依据,提高学生思维的独立性和批判性。在教学中,教师要鼓励学生提出自己对问题的不同看法,不盲从,不轻信,大胆质疑问难,以培养学生思维的批判性和科学的怀疑精神。