陶佳卉 沈初見

摘要嘗試運(yùn)用SOLO理論進(jìn)行情境類原因分析題的難點(diǎn)分析，進(jìn)而建構(gòu)圍繞科學(xué)思維培養(yǎng)的解題模型，以實(shí)現(xiàn)此類高考重難點(diǎn)題型的突破。

關(guān)鍵詞 情境類原因分析題 SOLO理論 科學(xué)思維 解題模型

中圖分類號(hào)G633. 91文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

情境分析能力是高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，主要體現(xiàn)在學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)概念探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律的能力，是對(duì)核心素養(yǎng)中生命觀念和科學(xué)思維水平進(jìn)行評(píng)價(jià)的重要方面。在高考題中，對(duì)學(xué)生情境分析能力的考查形式多樣，其中情境類原因分析題是難度較大的題型，每年出現(xiàn)在非選擇題中的概率大且失分率居高不下。然而，筆者查閱相關(guān)文獻(xiàn)后，卻鮮少發(fā)現(xiàn)中學(xué)生物教師對(duì)于如何突破此類高考重難點(diǎn)題型的研究，因而擬開展情境類原因分析題的解題策略研究，以期為一線中學(xué)教師提供思考。

1理論指導(dǎo)，難點(diǎn)分析

SOLO理論由香港大學(xué)教育心理學(xué)教授比格斯基于皮亞杰的認(rèn)知理論而創(chuàng)立，可用于評(píng)價(jià)學(xué)生分析問題的科學(xué)思維高度，按照能力從低到高可依次劃分為 5個(gè)層次。①前結(jié)構(gòu)層次：學(xué)生基本上無法理解問題和解決問題，只提供了一些邏輯混亂、沒有論據(jù)支撐的答案。②單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次：學(xué)生找到了一個(gè)解決問題的思路，但卻就此收斂，單憑一點(diǎn)論據(jù)就跳到答案上去。③多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次：學(xué)生找到了多個(gè)解決問題的思路，但卻未能把這些思路有機(jī)地整合起來。④關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次：學(xué)生找到了多個(gè)解決問題的思路，并且能夠把這些思路結(jié)合起來思考。⑤抽象拓展層次：學(xué)生能夠?qū)栴}進(jìn)行抽象的概括，從理論的高度來分析問題，而且能夠深化問題，使問題本身的意義得到拓展。

情境類原因分析題是一類基于對(duì)創(chuàng)設(shè)情境的分析，用文字表述其中生物學(xué)現(xiàn)象或規(guī)律的主觀性試題。針對(duì)其失分率高的原因，教師可運(yùn)用SOLO理論進(jìn)行分類分析。①概念定位出錯(cuò)：情境類原因分析題可以出現(xiàn)在非選擇題的各類大題，其所創(chuàng)設(shè)的情境變化多樣，內(nèi)容廣泛，涵蓋高中階段各類概念。處于前結(jié)構(gòu)層次的學(xué)生往往情境分析能力較弱，概念掌握不牢固，所以缺乏精準(zhǔn)定位與題設(shè)情境相應(yīng)的生物學(xué)概念的能力。例如，對(duì)浙江省2018年31題第（3）小題“F1出現(xiàn)4種表現(xiàn)型的原因是”，學(xué)生沒有將情境中多種表現(xiàn)型的生物學(xué)現(xiàn)象與基因重組的概念聯(lián)系起來就會(huì)失分。②概念剖析不全：處于單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次的學(xué)生在完成概念定位后，因?qū)Ω拍畹钠饰霾粔蛉嬉矔?huì)導(dǎo)致失分，其實(shí)就是沒有找全與之相關(guān)的各方面影響因素。例如，對(duì)燈光下葉圓片上浮問題，學(xué)生只認(rèn)為是光合作用產(chǎn)生氧氣的作用，而沒有意識(shí)到其為光合作用和細(xì)胞呼吸共同作用的結(jié)果。③邏輯推理缺失：此類題型常要求學(xué)生具備將創(chuàng)設(shè)情境與結(jié)果之間的邏輯關(guān)系環(huán)節(jié)推理出來的能力，多點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次的學(xué)生會(huì)因?yàn)檫壿嬐评憝h(huán)節(jié)缺少而失分，如分析出表格中某葉綠素含量高，跳過光反應(yīng)環(huán)節(jié)，直接答光合作用速率。④闡釋歸納不到位：主觀性試題需要學(xué)生能歸納概括邏輯關(guān)系并組織文字表達(dá)清楚。概括得到的關(guān)鍵詞不精準(zhǔn)文字表達(dá)不規(guī)范都是常見的失分原因，處于關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次的學(xué)生往往在抽象概括能力方面仍有缺陷，所以清晰而準(zhǔn)確地呈現(xiàn)最終答案是其難點(diǎn)所在。

2模型建構(gòu)，分步解析

為了解決學(xué)生因科學(xué)思維的欠缺導(dǎo)致情境類原因分析題失分，筆者設(shè)計(jì)了圍繞科學(xué)思維培養(yǎng)的解題模型（圖1），可以提升學(xué)生的解題速度與正確率。

①概念定位：為了使學(xué)生具備良好的情境→概念聯(lián)系能力，教師引導(dǎo)學(xué)生從大量的情境資料中分析、提煉出關(guān)鍵詞，再幫助學(xué)生定位所考查的生物學(xué)概念，隨后將抽象的生物學(xué)概念具體化、情境化，即書寫出與情境條件對(duì)應(yīng)的概念定義，從而實(shí)現(xiàn)前結(jié)構(gòu)思維層次的突破。

②剖析推理：當(dāng)題設(shè)情境對(duì)應(yīng)的次位概念不止一個(gè)時(shí)，其思維高度的要求從單點(diǎn)結(jié)構(gòu)層次進(jìn)入多點(diǎn)結(jié)構(gòu)或關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次，充分體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生邏輯推理能力的考查。在本環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生剖析這些次位概念之間的邏輯關(guān)系。常見的關(guān)系類型有如圖2所示的“單線式”與“多線式”。教師可以選擇圖2中合適的類型來體現(xiàn)剖析推理所得的邏輯關(guān)系，并將第一步定位的次位概念依次代入其中。

③概括闡釋：當(dāng)邏輯關(guān)系中涉及多個(gè)次位概念時(shí)，如果將全部定義內(nèi)容都表述出來，則會(huì)出現(xiàn)情境針對(duì)性不強(qiáng)的問題。因此，教師需結(jié)合情境條件，引導(dǎo)學(xué)生依次將邏輯關(guān)系類型中各次位概念定義進(jìn)行精準(zhǔn)概括，然后將所得的概念名詞來分別替代定義，進(jìn)而使學(xué)生規(guī)范地闡釋第二步所得的邏輯關(guān)系。其中，能否實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)概括是本環(huán)節(jié)的難點(diǎn)所在，同時(shí)也考查了學(xué)生的思維高度是否已達(dá)到抽象拓展層次。

3實(shí)例應(yīng)用

由于情境類原因分析題類型多樣，考查的重難點(diǎn)有所差異，學(xué)生在碰到實(shí)際題型時(shí)還是較難把握，因此選取對(duì)難點(diǎn)突破起到關(guān)鍵作用的兩大環(huán)節(jié)“概念定位”和“剖析推理”，舉例闡述具體解題策略。

3.1概念定位類

【例1】（2020年1月·浙江生物高考）28.已知某二倍體雌雄同株（正常株）植物，基因t純合導(dǎo)致雄性不育而成為雌株，寬葉與窄葉由等位基因（A、a）控制。將寬葉雌殊與窄葉正常株進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，其F1全為寬葉正常株。F1自交產(chǎn)生F2，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及數(shù)量：寬葉雌株749株、窄葉雌株251株、寬葉正常株2 250株、窄葉正常株753株。

（2）為什么F2會(huì)出現(xiàn)上述表現(xiàn)型及數(shù)量？。

解題策略：這類題型主要考查情境→概念聯(lián)系能力。按照上述解題模型，本類題型解決的關(guān)鍵在于做好第一、二環(huán)節(jié)，即情境分析與概念定位。具體解題過程如下：①情境分析，雌雄性別和寬窄葉葉形分別由兩對(duì)基因（T、t和A、a）控制，所得F2各表現(xiàn)型及數(shù)量為寬葉雌株749株、窄葉雌株251株、寬葉正常株2 250株、窄葉正常株753株，分析情境后，提煉得出關(guān)鍵詞“兩對(duì)基因位于非同源染色體”。②概念定位，兩對(duì)基因位于非同源染色體上對(duì)應(yīng)基因自由組合類的基因重組概念“F1形成配子時(shí)，等位基因分離的同時(shí)，非同源染色體上的非等位基因白由組合”。類似的高考試題，見表1，在運(yùn)用“情境分析→關(guān)鍵詞提煉→概念定位→定義情境化”的解題策略后，均有效突破了本類題型的難點(diǎn)。

教學(xué)建議：在情境類原因分析題中，本類題型對(duì)學(xué)生的邏輯思維層次要求相對(duì)較低，關(guān)鍵是培養(yǎng)次位概念的理解應(yīng)用能力。教師在高考復(fù)習(xí)階段可讓學(xué)生將教材中重要的生物學(xué)概念及與之對(duì)應(yīng)的案例一一列舉出來，先引導(dǎo)學(xué)生分析教材的簡(jiǎn)單情境，使學(xué)生加深對(duì)這些概念的理解；然后，創(chuàng)設(shè)生產(chǎn)生活中的新情境，提升學(xué)生分析材料、提煉關(guān)鍵詞的能力。教師通過平時(shí)對(duì)學(xué)生“概念→情境”科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)高考試題中“情境→概念”聯(lián)系能力的提升。3.2剖析推理類

【例2】（2020年7月·浙江生物）30.欲研究生理溶液中K+濃度升高對(duì)蛙坐骨神經(jīng)纖維靜息電位的影響和Na+濃度升高對(duì)其動(dòng)作電位的影響。請(qǐng)完善以下實(shí)驗(yàn)思路，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行分析與討論

（1）完善實(shí)驗(yàn)思路：

組1：將神經(jīng)纖維置于適宜的生理溶液a中，測(cè)定其靜息電位和刺激后的動(dòng)作電位并記錄。

組2：將神經(jīng)纖維分別置于K+濃度依次提高的生理溶液b、c。

組3：將神經(jīng)纖維分別置于Na+濃度依次提高的生理溶液d、e中，測(cè)定其刺激后的動(dòng)作電位，并記錄。

對(duì)上述所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。

（3）簡(jiǎn)要解釋組3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：。

解題策略：本類題型的難點(diǎn)是解題模型的第三環(huán)節(jié)“剖析推理”，即理清各次位概念間的邏輯關(guān)系。根據(jù)題設(shè)情境，定位對(duì)應(yīng)的次位概念為“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)挠绊懸蛩亍焙汀皠?dòng)作電位的影響因素”；隨后，分析出這兩個(gè)概念的邏輯關(guān)系為單線式類型“情境關(guān)鍵詞→次位概念1→次位概念2→結(jié)果現(xiàn)象”，將情境中的具體名詞對(duì)應(yīng)帶入，即為“生理溶液中Na+濃度提高→Na+濃度差增大，Na+的跨膜運(yùn)輸加快→Na+內(nèi)流加快，動(dòng)作電位增大”；最后，將其細(xì)化后就可得出“細(xì)胞外Na+濃度提高，膜內(nèi)外的濃度差增大，興奮時(shí)Na+通過Na+通道內(nèi)流加快，動(dòng)作電位增大”。

教學(xué)建議：這類題型對(duì)于剖析推理的科學(xué)思維能力要求較高。解答例2時(shí)，要注意推理過程需循序漸進(jìn)，不要遺漏中間環(huán)節(jié)。例如，有些學(xué)生容易從“細(xì)胞外Na+濃度提高”直接過渡到“Na+內(nèi)流加快”，而忽略了Na+跨膜運(yùn)輸?shù)闹苯佑绊懸蛩厥菨舛炔?。這似乎是漏了一個(gè)推理環(huán)節(jié)或動(dòng)作電位概念掌握不牢固的問題，但從本質(zhì)上是學(xué)生對(duì)易化擴(kuò)散影響因素的概念掌握不到位，牽連到考查動(dòng)作電位概念時(shí)出錯(cuò)。因而，在高考復(fù)習(xí)階段，教師可給予學(xué)生涵蓋多個(gè)次位概念的綜合情境，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)概念網(wǎng)的形式來落實(shí)各個(gè)概念，鍛煉學(xué)生歸納、梳理概念之間邏輯關(guān)系的能力。

對(duì)于側(cè)重考查學(xué)生邏輯思維能力的情境類原因分析題，常見類型除例2外，還有多線式的概念邏輯關(guān)系，即各次位概念從多個(gè)方向影響最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。具體案例如下：①來源去路型，如2021年1月浙江生物高考第27題“綠藻放氧速率比光反應(yīng)產(chǎn)生O2的速率慢的理由是”，此題中光合作用是產(chǎn)生O2的來源，細(xì)胞呼吸是消耗O2的去路，兩者的概念關(guān)系式為“表觀光合速率=實(shí)際光合速率（來源）—細(xì)胞呼吸速率（去路）”，代入具體情境名詞，“綠藻放氧速率=光反應(yīng)產(chǎn)生O2速率—細(xì)胞呼吸消耗的O2”即為理由。②相互獨(dú)立型，如分析午休現(xiàn)象的原因，一方面是由于氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致CO2吸收減少，另一方面是中午溫度過高，導(dǎo)致酶活性下降，這兩個(gè)相互獨(dú)立的影響因素都會(huì)使光合速率下降。從這兩個(gè)案例中，可以看出多線式邏輯關(guān)系的題型需要學(xué)生具備多點(diǎn)關(guān)聯(lián)能力，對(duì)科學(xué)思維的層次要求更高，需要教師在復(fù)習(xí)階段創(chuàng)設(shè)多因素影響情境，如固定化酶的實(shí)驗(yàn)效果影響因素、重組DNA轉(zhuǎn)化成功率的影響因素等，來鍛煉學(xué)生的發(fā)散性思維，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)層次的突破。

綜上所述，基于SOLO理論的科學(xué)思維能力分析，能準(zhǔn)確把握情境類原因分析題的失分本質(zhì)。據(jù)此建構(gòu)的解題模型通過分步落實(shí)難點(diǎn)，提供了切實(shí)有效的解題策略。

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