陳頡

[摘 要] 基于理性思維的試題命制和解題訓(xùn)練，相互促進(jìn)，共同進(jìn)化，終極目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)和創(chuàng)新精神，需要廣大研究者和教師共同貢獻(xiàn)智慧、積極實(shí)踐和深入探討。

[關(guān)鍵詞] 高中生物；理性思維；遺傳規(guī)律；計(jì)算題

自2014年《關(guān)于全面深化課程改革，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》頒布，和2016年“中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)”提出以來，圍繞各學(xué)科核心素養(yǎng)的新課程改革逐漸展開。生物學(xué)核心素養(yǎng)包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。當(dāng)前的一個(gè)主流觀點(diǎn)認(rèn)為，以上要素既具有內(nèi)在聯(lián)系和學(xué)科價(jià)值，又具有跨學(xué)科性質(zhì)。同時(shí)，在高考命題中，既要考察四個(gè)素養(yǎng)的不同層次，又要著重考察理性思維和科學(xué)探究。

高中生物教學(xué)中，遺傳規(guī)律計(jì)算題對(duì)學(xué)生的理性思維能力與數(shù)學(xué)運(yùn)算能力有較高要求，一直是課堂教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)也是高考題型的熱點(diǎn)。筆者以一道涉及遺傳規(guī)律計(jì)算的常見習(xí)題為例，談一談以理性思維引導(dǎo)解題訓(xùn)練的實(shí)踐與思考。

例題1∶玉米植株的性別決定受兩對(duì)基因（B-b，T-t）的支配，這兩對(duì)基因位于非同源染色體上。玉米植株的性別和基因型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表∶

若BbTt的玉米植株作親本，自交得F1，讓F1中的雌雄同株異花植株自由交配，則F2中雌雄株的比例是：

A. 9∶7 B. 3∶1 C. 9∶8 D. 13∶3

一、例題分析

本題的原型為2008年廣東高考的一道非選擇題，原題的設(shè)問在現(xiàn)在看來難度不大，后被某同仁修改為選擇題，并在全國各地多份復(fù)習(xí)題或模擬題中出現(xiàn)。本題的主流解法很明確，既然是“相互交配”，順理成章采用配子法，但這并非唯一或最快的方法。

二、解題方法

（一）估算法

在教學(xué)實(shí)踐中，筆者要求學(xué)生必須在3分鐘內(nèi)解出此題，大多數(shù)學(xué)生表示這是不可能完成的任務(wù)，甚至有相當(dāng)一部分學(xué)生5分鐘后也沒有得到正確答案，而筆者認(rèn)為這已經(jīng)是選擇題解題時(shí)間可以容忍的上限了。實(shí)際上，此題可以通過數(shù)學(xué)分析和選項(xiàng)比較，快速得到正確答案。在BbTt自交的后代中，B__T__的空格上B與T出現(xiàn)的幾率、b與t出現(xiàn)的幾率都是相等的，這一結(jié)論可由棋盤圖法驗(yàn)證，并在一定量的訓(xùn)練后形成規(guī)律性認(rèn)知。由這樣的B__T__自由交配，則雄株bbT__與雌株中B__tt出現(xiàn)的幾率也是相等的。這樣，雌雄株出現(xiàn)幾率的差值僅為bbtt出現(xiàn)的幾率。同樣，由規(guī)律性認(rèn)知，bbtt出現(xiàn)的幾率在所有基因型中一般是最小的。由上分析，本題B、D兩項(xiàng)因雌雄比例相差過大，可被直接排除，而A選項(xiàng)9∶7的比例在高中生物習(xí)題一般僅見于雙雜合子BbTt自交后代的性狀分離比，故C為正確答案的可能性遠(yuǎn)大于A，本題選C。

有學(xué)生認(rèn)為這樣解題過于討巧，其實(shí)估算法是由理性思維引導(dǎo)的“性價(jià)比”較高的一種間接解題法，特別是在解計(jì)算型選擇題時(shí)體現(xiàn)得尤為明顯。選擇題主要考查基礎(chǔ)知識(shí)的理解、基本技能的熟練、基本計(jì)算的準(zhǔn)確、基本方法的運(yùn)用、考慮問題的嚴(yán)謹(jǐn)、解題速度的快捷等方面。在限時(shí)訓(xùn)練或考查中遇到計(jì)算型選擇題時(shí)，應(yīng)注意運(yùn)用優(yōu)先定性判斷、縮小選擇范圍、選擇最簡解法等原則，在保證正確率的基礎(chǔ)上盡可能壓縮解題時(shí)間，為后續(xù)題目特別是非選擇題的解題贏得時(shí)間。如果完成全卷后時(shí)間富余較多，可用直接法（棋盤圖法、配子法、乘法原理法等）進(jìn)行驗(yàn)算。

（二）配子法

配子法解此類題目有以下兩點(diǎn)值得注意：（1）本題中參與自由交配的親本基因型較多，計(jì)算不熟練的學(xué)生在計(jì)算配子頻率時(shí)容易出錯(cuò)，有的學(xué)生直接計(jì)算基因頻率后利用基因頻率直接計(jì)算從原理上是有疑問的；（2）配子法在非“自由交配”題型中，即雌雄配子種類、頻率不相等時(shí)，計(jì)算量明顯較大，更容易出錯(cuò)。

（三）乘法原理法

三、變式訓(xùn)練

例題2（例題1變型）：玉米植株的性別決定受兩對(duì)基因（B-b，T-t）的支配，這兩對(duì)基因位于非同源染色體上。玉米植株的性別和基因型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表∶

若BbTt的玉米植株作親本，自交得F1，讓F1中的雌雄同株異花植株自交，則F2中雌雄株的比例是：

A. 9∶7 B. 3∶1 C. 6∶5 D. 13∶3

題干背景不變，僅將“自由交配”改為“自交”。應(yīng)用估算法，與上文同樣的分析可得，答案為C。如果采用配子法，BbTt自交后代中，B__T__基因型分別為：[19]BBTT①、[29]BbTT②、[29]BBTt③、[49]BbTt④，此時(shí)不必也不可對(duì)所有個(gè)體計(jì)算基因頻率或配子頻率，因?yàn)榉治隹芍瑑H②×②、④×④可得雄株，僅③×③、④×④可得雌株。分別對(duì)以上交配組合計(jì)算基因頻率或配子頻率，再進(jìn)行下一步計(jì)算。實(shí)際上，在此種情況下，使用配子法不如直接使用乘法原理法更為簡捷。

例題3（2016南通模擬）：女婁菜的性別決定方式為XY型，其植株高莖和矮莖受基因A、a控制，寬葉和狹葉受基因B、b控制?，F(xiàn)將兩株女婁菜雜交，所得子代雌株中高莖寬葉∶矮莖寬葉=3∶1、雄株中高莖寬葉∶高莖窄葉∶矮莖寬葉∶矮莖窄葉=3∶3∶1∶1。相關(guān)判斷錯(cuò)誤的是：

A. 兩對(duì)基因的遺傳遵循自由組合定律 B. 親本的基因型為AaXBXb、AaXBY

C. 子代雌株中高莖寬葉基因型有4種 D. 子代雄株高莖寬葉中純合子占[14]

本題綜合考查基因的自由組合定律和伴性遺傳規(guī)律，除使用傳統(tǒng)方法分析、判斷、計(jì)算外，如果能找準(zhǔn)題干信息：“子代雄株中高莖寬葉占[38]”，則不難快速推斷出應(yīng)選答案最可能為D。

四、反思與討論

（一）估算法解計(jì)算型選擇題的適用性

估算法適用于提高計(jì)算型選擇題中的單項(xiàng)選擇題的解題速度和正確率，以及用于快速排除多項(xiàng)選擇題中的錯(cuò)誤計(jì)算結(jié)果項(xiàng)。僅從解題速度的角度看，對(duì)某些設(shè)問方式及選項(xiàng)設(shè)置的具體題型未必有明顯提升。但是我們依然強(qiáng)調(diào)，估算法不是“猜答案”，而是建立在閱讀、理解、整合包含選項(xiàng)在內(nèi)的全題之后的一種理性思維方式。

（二）在解題中提倡理性思維的意義

筆者在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，遺傳規(guī)律計(jì)算題對(duì)各年級(jí)、各層次的學(xué)生都是“痛點(diǎn)”，在限時(shí)訓(xùn)練或考查中體現(xiàn)得尤為明顯∶一方面是此類題型得分率常常偏低；另一方面是即使解出正確答案，也花費(fèi)較多時(shí)間——特別體現(xiàn)在高考生物試卷作答時(shí)，在當(dāng)前高考生物試卷閱讀量和思維量越來越大的背景下，如果遺傳規(guī)律計(jì)算題上耗時(shí)過多，會(huì)嚴(yán)重影響對(duì)同卷其他題目的理解與解答。筆者在教學(xué)過程中應(yīng)對(duì)措施為∶一是采用教師引導(dǎo)——學(xué)生交流——頭腦風(fēng)暴的方式，建構(gòu)一題多解的模式，讓不同思維習(xí)慣的學(xué)生采用最適合自己的方法；二是選擇題要有選擇題的特色解法，以達(dá)成節(jié)省作答時(shí)間和提高正確率的目的。

生物學(xué)作為一門科學(xué)課程，具有科學(xué)課程的共同特點(diǎn)，即注重證據(jù)和邏輯。對(duì)證據(jù)的選擇、分析和判斷是理性思維的結(jié)果，邏輯推理既是理性思維的過程，也是理性思維的要求。因此，在高中生物教學(xué)中進(jìn)行解題訓(xùn)練時(shí)，不應(yīng)局限于用傳統(tǒng)生物學(xué)方法，而應(yīng)大膽借鑒數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科中具有理性思維共性的解題方法。

（三）對(duì)試題命制的更高要求

本文所用例題，之所以可以用估算法快速得到唯一且正確的答案，其實(shí)與選項(xiàng)的設(shè)置有關(guān)，如此設(shè)置選項(xiàng)的各有其原因或目的。在試題命制時(shí)，需要根據(jù)考試的對(duì)象和考試的性質(zhì)，預(yù)設(shè)恰當(dāng)?shù)碾y度和區(qū)分度。命制計(jì)算型選擇題可以故意設(shè)置若干明顯錯(cuò)誤項(xiàng)，以考查學(xué)生綜合分析和理性思維能力；也可以設(shè)置若干迷惑性更強(qiáng)的選項(xiàng)，以提高難度。

基于理性思維的試題命制和解題訓(xùn)練，相互促進(jìn)，共同進(jìn)化，終極目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)和創(chuàng)新精神，需要廣大研究者和教師共同貢獻(xiàn)智慧、積極實(shí)踐和深入探討。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1]吳成軍.基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的高考命題研究[J].中國考試，2016（10）.

[2]雷志強(qiáng).高中數(shù)學(xué)選擇題解法的研究[J].課程教育研究（新教師教學(xué)），2015（13）.

（責(zé)任編輯：符 潔）