張 佳

（四川省成都市雙流棠湖中學(xué) 四川成都 610200）

《普通高中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀(guān)、必備品格與關(guān)鍵能力，其中，科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的一個(gè)方面。高考試題通過(guò)設(shè)置真實(shí)的情境考查各種核心素養(yǎng)就成為了學(xué)科特色，其考查水平與所呈現(xiàn)的試題情境的復(fù)雜程度有關(guān)。筆者通過(guò)對(duì)2019年32題的一個(gè)小題把脈問(wèn)診，找到學(xué)生面對(duì)復(fù)雜情境時(shí)錯(cuò)誤答題的原因，并進(jìn)行總結(jié)反思。

1 原題再現(xiàn)，分析試題

（2019年Ⅰ卷32題節(jié)選）某實(shí)驗(yàn)室保存有野生型和一些突變型果蠅。果蠅的部分隱性突變基因及其在染色體上的位置圖1所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。

圖1 基因與染色體的關(guān)系圖

（1）同學(xué)甲用翅外展粗糙眼果蠅與野生型（正常翅正常眼）純合子果蠅進(jìn)行雜交，F(xiàn)2中翅外展正常眼個(gè)體出現(xiàn)的概率為_(kāi)____________。圖中所列基因中，不能與翅外展基因進(jìn)行自由組合的是____________。

參考答案：3/16 紫眼基因

分析：該小題考查學(xué)生在科學(xué)實(shí)驗(yàn)情境中運(yùn)用自由組合定律的知識(shí)進(jìn)行分析推斷的能力，屬于科學(xué)思維的二級(jí)水平。該問(wèn)也是本題中最簡(jiǎn)單的一個(gè)問(wèn)題，可是從學(xué)生答題情況的反饋來(lái)看，錯(cuò)誤率并不低。筆者通過(guò)調(diào)查交流，找到了學(xué)生的幾個(gè)常見(jiàn)錯(cuò)因，并針對(duì)錯(cuò)因進(jìn)行了深度剖析。

2 把脈問(wèn)診，找到錯(cuò)因

2.1 未掌握孟德?tīng)栠z傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)

部分學(xué)生認(rèn)為一個(gè)基因中的兩個(gè)字母在遺傳時(shí)是可以彼此分離并自由組合的，誤將翅外展個(gè)體的基因型表示為ddpp，純合正常翅個(gè)體的基因型表示為DDPP，緊接著錯(cuò)誤推導(dǎo)得出純合翅外展與正常翅個(gè)體雜交后F2個(gè)體出現(xiàn)了4種情況：D_P_，D_pp，ddP_，ddpp。因?yàn)镈_pp、ddP_對(duì)應(yīng)的性狀無(wú)法確定，所以該題解答陷入了僵局。

該題中果蠅翅膀性狀的基因用2個(gè)字母d、p共同表示，分析時(shí)需要將dp看成一個(gè)整體，即它們共同分布于染色體的同一個(gè)位點(diǎn)。字母之間的關(guān)系既不是位于同源染色體上的等位基因，也不是位于非同源染色體上的非等位基因，故遺傳時(shí)，不會(huì)遵循孟德?tīng)柕膬纱筮z傳規(guī)律。

2.2 被2個(gè)字母所表示的基因符號(hào)迷惑

該題中焦剛毛等性狀的基因符號(hào)都是用兩個(gè)字母表示，增加了信息的干擾度。那這樣的表示方式是命題者故弄玄虛嗎？

用單一字母表示基因符號(hào)，是高中生物經(jīng)典遺傳中最常見(jiàn)的方式，孟德?tīng)栠x用顯性性狀第一字母的大小寫(xiě)分別表示顯隱性基因（如Y表示黃子葉，y表示綠子葉），摩爾根等人以研究的突變性狀（如白眼）的第一字母（w）表示相應(yīng)基因的符號(hào)。但隨著科學(xué)家所研究的基因種類(lèi)和數(shù)目的增多，僅用第一字母就難以區(qū)分各種基因，于是出現(xiàn)了用基因英文名稱(chēng)中2個(gè)或3個(gè)字母的縮寫(xiě)來(lái)表示的情況，如本題中焦剛毛基因?yàn)閟n（singed縮寫(xiě)），而野生型為Sn。同理紫眼pr是purle（紫色的）縮寫(xiě)，粗糙眼ru是rough（粗糙的）縮寫(xiě)，翅外展dp是develop（展開(kāi)的）縮寫(xiě)。由于自然界物種繁多，基因類(lèi)型繁雜，隨著研究的深入，基因符號(hào)的使用也在不斷發(fā)展。為了更加規(guī)范地表示各物種的基因符號(hào)，國(guó)際上陸續(xù)建立了有關(guān)各物種遺傳符號(hào)命名委員會(huì)。所以本題中用兩個(gè)字母表示基因符號(hào)是一種科學(xué)規(guī)范的呈現(xiàn)。

2.3 信息獲取與轉(zhuǎn)化能力不足

部分學(xué)生既沒(méi)有被題干中基因的符號(hào)表示方式所迷惑，也能說(shuō)出孟德?tīng)杻纱筮z傳規(guī)律的實(shí)質(zhì)，但是不能順利完成信息轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致思維混亂，半路卡殼。統(tǒng)計(jì)分析歷年高考題，會(huì)發(fā)現(xiàn)該題以2017年海南卷的一道遺傳題為原型。

（2017年海南卷節(jié)選）純合體野生型果蠅表現(xiàn)為灰體、長(zhǎng)翅、直剛毛，從該野生型群體中分別得到了甲、乙、丙三種單基因隱性突變的純合體果蠅，其特點(diǎn)見(jiàn)表1。其中Ⅱ、Ⅲ號(hào)染色體為常染色體，回答下列問(wèn)題：

表1 甲、乙、丙果蠅的特點(diǎn)

（1）用乙果蠅與丙果蠅雜交，F(xiàn)1的表現(xiàn)型是_____；F1雌雄交配得到的F2不符合9∶3∶3∶1的表現(xiàn)型分離比，其原因是__________。

參考答案：灰體長(zhǎng)翅 兩對(duì)基因均位于Ⅱ號(hào)染色體上，不能進(jìn)行自由組合

分析：該題中果蠅殘翅性狀的基因也是用兩個(gè)字母vg表示（vestigial的縮寫(xiě)），但學(xué)生在解決該題時(shí)并未出現(xiàn)困難，關(guān)鍵原因是該題所呈現(xiàn)的信息更為具體。ee、bb這樣常見(jiàn)的基因型呈現(xiàn)方式暗示強(qiáng)化學(xué)生關(guān)于果蠅是二倍體生物的認(rèn)識(shí)，vgvg的基因型表示方式也消除了大部分學(xué)生關(guān)于基因符號(hào)表示的困惑。學(xué)生可以快速抓住分析問(wèn)題的本質(zhì)，即相對(duì)性狀的純合親本雜交，F(xiàn)1性狀為顯性；位于一對(duì)同源染色體上的非等位基因，遺傳時(shí)不遵循自由組合定律。

反觀(guān)2019年這道高考題，題干中的干擾項(xiàng)增加，信息呈現(xiàn)方式高度概括提煉，對(duì)學(xué)生的信息獲取以及運(yùn)用能力提出更高的要求。果蠅是二倍體生物為本題的隱含條件，學(xué)生基于題干所呈現(xiàn)的果蠅隱性突變基因及其在染色體上的位置信息進(jìn)行圖圖轉(zhuǎn)化，構(gòu)建如圖2所示的模型圖。因?yàn)楣壍?號(hào)、3號(hào)染色體都是常染色體，結(jié)合圖示，純合翅外展粗糙眼果蠅的基因型為dpdpruru，純合野生型果蠅的基因型為DpDpRu-Ru。根據(jù)學(xué)生的答題習(xí)慣，可將基因型簡(jiǎn)化為ddrr和DDRR。這樣該題就轉(zhuǎn)化為了學(xué)生所熟悉的兩對(duì)相對(duì)性狀的雜交實(shí)驗(yàn)。

圖2 果蠅相關(guān)基因在染色體上的分布情況

3 教學(xué)反思，對(duì)癥下藥

3.1 梳理概念，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

生物學(xué)是以核心概念為基礎(chǔ)的學(xué)科，高考題考查的內(nèi)容大部分也都是教材中的核心概念。教師在日常教學(xué)中應(yīng)重視核心概念的構(gòu)建，引導(dǎo)學(xué)生理解概念的內(nèi)涵與外延，并促進(jìn)學(xué)生以核心概念為中心，由點(diǎn)到面構(gòu)建概念之間的邏輯關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知體系。當(dāng)學(xué)生具備系統(tǒng)有序的知識(shí)體系后，可以更加自信冷靜地解決復(fù)雜情境中的問(wèn)題，就可以避開(kāi)很多信息的干擾。例如，本題考查到的核心概念是基因，解決本題還需要學(xué)生厘清果蠅相關(guān)概念的關(guān)系圖（圖3）。

圖3 以基因?yàn)楹诵母拍畹母拍顖D

3.2 深度學(xué)習(xí)，發(fā)展高階思維

科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是人們認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。研究者在分析研究對(duì)象時(shí)所表現(xiàn)出的思維水平可以分為低階思維和高階思維，高階思維的養(yǎng)成，不僅能使學(xué)生應(yīng)試中脫穎而出，也能助力學(xué)生的終身學(xué)習(xí)。生物學(xué)科重視基礎(chǔ)知識(shí)，但生物學(xué)科也是講“理”的學(xué)科。教師如果長(zhǎng)期帶領(lǐng)學(xué)生糾纏在零碎知識(shí)的識(shí)記中，是不可能培養(yǎng)學(xué)生的高階思維的。教師應(yīng)充分挖掘教學(xué)資源，充分了解學(xué)情，巧設(shè)問(wèn)題情境，將有邏輯、有層次的思維訓(xùn)練滲透在教學(xué)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，為學(xué)生思維發(fā)展鋪設(shè)好每個(gè)臺(tái)階。如果學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展水平比較低時(shí)，教師可通過(guò)鋪設(shè)過(guò)渡性的問(wèn)題幫助學(xué)生思考。例如，教師可以設(shè)置以下幾個(gè)問(wèn)題：①若翅外展基因用d表示，粗糙眼基因用r表示，畫(huà)出題干中親代果蠅雜交的遺傳圖解。②替換圖示中的字母，d→dp，r→ru。③結(jié)合果蠅的染色體組成，畫(huà)出親代果蠅的染色體簡(jiǎn)圖并標(biāo)上基因。

可見(jiàn)，問(wèn)題情境的干擾程度越高，概括程度越高，新穎程度越高，對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維水平的要求也就越高。教師可根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知實(shí)際，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，通過(guò)遞進(jìn)性和層次性的問(wèn)題引領(lǐng)，逐漸提升學(xué)生的科學(xué)思維。當(dāng)然，科學(xué)思維的培養(yǎng)與發(fā)展并非一朝一夕的事，需要教師長(zhǎng)期的堅(jiān)持與培養(yǎng)。

3.3 情境載體，培養(yǎng)關(guān)鍵能力

關(guān)鍵能力是高考考查中的重點(diǎn)內(nèi)容，而情境是實(shí)現(xiàn)能力考查的載體。本題將問(wèn)題設(shè)置在一個(gè)學(xué)生熟悉的科研探索情境中，消除了學(xué)生的恐懼。但是，新信息的呈現(xiàn)又增加了情境的難度，易進(jìn)難出，側(cè)重考查學(xué)生的知識(shí)獲取能力群。學(xué)生需要理解基因符號(hào)的含義以及對(duì)信息進(jìn)行整理加工，這也就意味著學(xué)生需要在有效時(shí)間內(nèi)，排除情境中新信息的干擾，抓住研究問(wèn)題的實(shí)質(zhì)：控制兩對(duì)性狀翅外展/正常翅，粗糙眼/正常眼的基因位于兩對(duì)同源染色體上，遺傳時(shí)可遵循自由組合定律。能力的培養(yǎng)與情境的創(chuàng)設(shè)有關(guān)，教師需要在課堂教學(xué)、復(fù)習(xí)總結(jié)、試題命制等教學(xué)環(huán)節(jié)中積極創(chuàng)設(shè)真實(shí)有效的情境，為學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展和學(xué)科能力的提升提供有營(yíng)養(yǎng)的土壤條件。