云南省臨滄市第二中學(xué)（677000）陶 舒

在一次期末的高中生物試卷講評過程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生對原因解釋類問題存在很多疑惑，很多時(shí)候?qū)W生的答案似是而非，甚至答非所問。針對這些問題，筆者結(jié)合試卷講評課以及近幾年的高考題，總結(jié)了高中生物原因解釋類問題的解題技巧及提升策略。

一、原因解釋類問題的解題技巧

（一）逆向思維法

［例1］研究人員在調(diào)查某一沙地的植被演替時(shí)發(fā)現(xiàn)，隨著演替的進(jìn)行，單位面積灌木群落合成的有機(jī)物比草本群落多，原因是_______。

本題學(xué)生的答案多是“灌木群落的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)更復(fù)雜”，也就是說在遇到群落問題時(shí)，學(xué)生往往圍繞群落的相關(guān)考點(diǎn)進(jìn)行分析，思維具有一定的局限性。對此，教師可利用逆向思維法引導(dǎo)學(xué)生分析問題，將問題與所學(xué)知識聯(lián)系起來，幫助學(xué)生找到問題與答案的連接點(diǎn)。即從“有機(jī)物多”開始逆向分析，設(shè)問：有機(jī)物多與植物的哪些生理過程有關(guān)？學(xué)生可以聯(lián)想到有機(jī)物含量與光合作用、呼吸作用有關(guān)，再分析影響光合作用的環(huán)境因素有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、溫度等，最后結(jié)合灌木群落和草本群落的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即可得出答案：灌木群落的垂直結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，對光能的利用率更高，光合作用更強(qiáng)。這個(gè)分析過程就是由“有機(jī)物多”逆推出“光合作用強(qiáng)”，再逆推出“光照強(qiáng)度”這個(gè)環(huán)境因素，最后找到“垂直結(jié)構(gòu)”，建立起了答案與問題之間的邏輯聯(lián)系，筆者稱這樣的解題方法為“逆向思維法”。本題分析過程如圖1所示。

圖1

（二）逐項(xiàng)排除法

［例2］圖2表示興奮通過神經(jīng)—骨骼肌接頭引起骨骼肌收縮的部分過程。突觸小泡釋放乙酰膽堿（ACh）作用于A（受體兼Na+通道），通道打開，Na+內(nèi)流，產(chǎn)生動(dòng)作電位。興奮傳導(dǎo)到B（另一受體）時(shí)，C（Ca2+通道）打開，肌質(zhì)網(wǎng)中Ca2+釋放，引起肌肉收縮。

圖2

研究小組去除培養(yǎng)液中全部的Ca2+，其他條件不變，然后對坐骨神經(jīng)施加一定的刺激，結(jié)果雖然神經(jīng)纖維產(chǎn)生動(dòng)作電位，但是腓腸肌未收縮。對軸突末梢的研究發(fā)現(xiàn)，其膜上有Ca2+通道，突觸小體中也有一定數(shù)量的突觸小泡。據(jù)此推測Ca2+的作用是__________________________。

此題對學(xué)生的能力要求較高，學(xué)生除要具備扎實(shí)的神經(jīng)系統(tǒng)興奮傳導(dǎo)的相關(guān)知識外，還要有較強(qiáng)的信息處理能力。解答此題時(shí)，由于題干所給信息量過大，學(xué)生不能從題干中提取有效的答題信息，因此無從下手。教學(xué)中，教師首先讓學(xué)生明確施加刺激引起肌肉收縮需要保證興奮傳導(dǎo)通路的完整，即神經(jīng)纖維能正常傳導(dǎo)，突觸處能正常傳遞；然后分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：去除Ca2+施加一定刺激，神經(jīng)纖維產(chǎn)生動(dòng)作電位，但腓腸肌不收縮（說明去除Ca2+不影響興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)，但是影響了突觸處的傳遞）；接著引導(dǎo)學(xué)生將解決問題的著眼點(diǎn)放在突觸上，突觸處的正常傳遞要考慮兩點(diǎn)：突觸前膜是否能正常釋放神經(jīng)遞質(zhì)，神經(jīng)遞質(zhì)是否能與突觸后膜上的受體正常結(jié)合；最后引導(dǎo)學(xué)生利用題干所給信息“膜上有Ca2+通道，突觸小體中也有一定數(shù)量的突觸小泡”推斷出：Ca2+的作用是促進(jìn)突觸小泡與突觸前膜融合，釋放神經(jīng)遞質(zhì)。本題分析過程如圖3所示。

圖3

在以概念圖的形式呈現(xiàn)知識之后，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題意逐項(xiàng)分析、逐項(xiàng)排除，最終做出正確判斷。筆者稱這樣的解題方法為“逐項(xiàng)排除法”。

（三）分項(xiàng)解釋法

［例3］某沙地的優(yōu)勢種是耐風(fēng)沙與干旱的灌木，而不是草本或喬木。一般這類灌木的根莖干重比大于喬木，請嘗試解釋其適應(yīng)性較強(qiáng)的原因：__________________________________________。

這個(gè)問題初看并不難，學(xué)生很容易提取到“灌木根莖干重比大于喬木”這個(gè)有效信息，從而得出類似“根系發(fā)達(dá)，有利于吸收水分，表現(xiàn)出對干旱的適應(yīng)性”這樣的答案，但是嚴(yán)格來說，此類答案只解釋了灌木沙地適應(yīng)性的一方面，并不完整。題干表述的灌木沙地適應(yīng)性的表現(xiàn)是“耐風(fēng)沙與耐干旱”，對比灌木、草本與喬木的特點(diǎn)，就可分別對“耐風(fēng)沙”和“耐干旱”做出解釋，即灌木樹冠低矮，具有很強(qiáng)的防風(fēng)固沙的能力，且根系發(fā)達(dá)，能從土壤中吸取較多水分。

這樣的問題，需要學(xué)生有縝密、周全、清晰的思維模式。針對題干所提現(xiàn)象逐項(xiàng)解釋原因，以確保回答的完整性，筆者稱這樣的解題方法為“分項(xiàng)解釋法”。

（四）對比分析法

這種方法主要用在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解答上。

［例4］漸凍癥（ALS）是一種慢性、進(jìn)行性的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，表現(xiàn)為進(jìn)行性加重的骨骼肌無力、萎縮等。

（1）研究發(fā)現(xiàn)“漸凍癥”的病因之一是：神經(jīng)元之間一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸過度堆積，引起突觸后膜通透性增強(qiáng)，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞漲破，神經(jīng)細(xì)胞漲破的原因是_____________。

（2）新發(fā)明的?；敲撗跄懰岷捅蕉∷徕c的復(fù)合制劑（AMX0035）能顯著減緩ALS 的發(fā)展進(jìn)程。請以小鼠離體神經(jīng)細(xì)胞、高濃度谷氨酸溶液、神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)液、AMX0035溶液為材料設(shè)計(jì)甲、乙、丙3組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證AMX0035 能減少由谷氨酸積累而造成神經(jīng)細(xì)胞死亡的效果。

實(shí)驗(yàn)思路：___________________________。

結(jié)果預(yù)測：____________________________。

第（2）小題令很多學(xué)生感到畏懼。從學(xué)生給出的答案中可以看出，學(xué)生未讀懂實(shí)驗(yàn)原理，不清楚實(shí)驗(yàn)材料的用途，從而導(dǎo)致錯(cuò)答。本題題干中的關(guān)鍵信息有：（1）ALS 的病因之一是谷氨酸過度積累導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞漲破；（2）AMX0035 能減緩由谷氨酸積累造成的ALS 發(fā)展進(jìn)程。因此，根據(jù)對照原則，實(shí)驗(yàn)應(yīng)包含一組正常培養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞的對照組，一組添加高濃度谷氨酸的對照組，還有一組就是驗(yàn)證AMX0035 溶液作用的實(shí)驗(yàn)組。學(xué)生通過對比分析得出如下三組實(shí)驗(yàn)的差異。

A組：離體神經(jīng)細(xì)胞+神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)液

B組：離體神經(jīng)細(xì)胞+神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)液+高濃度谷氨酸

C組：離體神經(jīng)細(xì)胞+神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)液+高濃度谷氨酸+AMX0035溶液

通過這樣的分析，學(xué)生可以清楚地梳理出實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量和自變量，然后根據(jù)“選材、分組、編號”“描述變量控制”“觀測指標(biāo)”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三部曲來組織語言回答實(shí)驗(yàn)思路。

上述解題方法能夠訓(xùn)練學(xué)生的歸納與概括、演繹與推理的能力，是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的一條有效途徑，筆者稱之為“對比分析法”。

（五）承前啟后法

［例5］用一段由放射性同位素標(biāo)記的DNA 片段可以確定基因在染色體上的位置。某研究人員使用放射性同位素32P 標(biāo)記的脫氧腺苷三磷酸（dATP，dA?Pα～Pβ～Pγ）等材料制備了DNA 片段甲（單鏈），對W 基因在染色體上的位置進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)流程的示意圖如圖4所示。

圖4

回答下列問題：

（1）該研究人員在制備32P 標(biāo)記的DNA 片段甲時(shí)，所用dATP 的α 位磷酸基團(tuán)中的磷必須是32P，原因是____________________________________。

（2）該研究人員以細(xì)胞為材料制備了染色體樣品，在混合操作之前去除了樣品中的RNA 分子，去除RNA分子的目的是________________________。

（3）為了使片段甲能夠通過堿基互補(bǔ)配對與染色體樣品中的W 基因結(jié)合，需要通過某種處理使樣品中的染色體DNA________________________。

（4）該研究人員在完成上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又對動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)某基因的mRNA 進(jìn)行了檢測，在實(shí)驗(yàn)過程中用某種酶去除了樣品中的DNA，這種酶是__________________________________________。

本題創(chuàng)設(shè)利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)研究基因定位的問題情境，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程示意圖分析各步驟的操作目的及所依據(jù)的原理，對學(xué)生知識的遷移和應(yīng)用能力要求較高，有一定難度。第（2）小題要求學(xué)生解釋去除樣品中RNA 分子的目的，若學(xué)生未完整閱讀整道題，只關(guān)注題干和第（1）、第（2）小題的話，就會(huì)感到茫然，但如果繼續(xù)往下讀題，就會(huì)發(fā)現(xiàn)第（3）小題給了提示，即本題涉及的基因定位原理是堿基互補(bǔ)配對原則，主要技術(shù)手段是DNA 分子雜交技術(shù)，故而可得出去除樣品中RNA 分子的目的：防止制備的單鏈DNA 片段甲與單鏈的RNA堿基互補(bǔ)配對，影響實(shí)驗(yàn)。

像這樣利用題干前后信息綜合審題的解題方法，筆者稱之為“承前啟后法”。

二、提升解題技巧的策略

（一）夯實(shí)基礎(chǔ)知識，構(gòu)建學(xué)科知識框架

在沒有扎實(shí)基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上談解題技巧提升都是空中樓閣。教師在日常教學(xué)中要注意基礎(chǔ)知識、基本原理的檢查和落實(shí)，注重學(xué)生的思維訓(xùn)練，減少填鴨式教學(xué)，多采用問題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)。我校提倡小組合作學(xué)習(xí)模式。在這樣的學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生自主思考、合作探究以及展示，能有效提高學(xué)生的問題分析能力、語言表達(dá)能力，提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)以及應(yīng)試能力。單元教學(xué)結(jié)束后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖或概念圖構(gòu)建單元知識框架，通過這樣的方式，可逐漸提高學(xué)生的知識應(yīng)用和遷移能力，使學(xué)生在遇到問題時(shí)能靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決問題。

（二）提升審題能力，獲取有效答題信息

從上述實(shí)例和分析中不難看出，培養(yǎng)學(xué)生的審題能力非常重要。培養(yǎng)學(xué)生的審題能力也是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要一環(huán)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從復(fù)雜的問題情境中摒棄干擾信息，提取有效信息。在習(xí)題訓(xùn)練中，筆者要求學(xué)生做好以下幾點(diǎn)：（1）勾畫關(guān)鍵詞，簡單記錄后尋找關(guān)鍵詞之間的邏輯關(guān)系；（2）在遇到較復(fù)雜的生物學(xué)原理或?qū)嶒?yàn)過程時(shí)，嘗試簡明扼要地將原理或?qū)嶒?yàn)過程梳理成流程圖，使復(fù)雜問題簡單化；（3）當(dāng)找不到答題方向時(shí)，要認(rèn)真審題，仔細(xì)閱讀題干，明確答題角度。

（三）關(guān)注教學(xué)評價(jià)，注重大概念教學(xué)

近幾年，開放性試題逐漸在高考中出現(xiàn)，其特點(diǎn)是沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，要求學(xué)生答出幾點(diǎn)即可或合理即可。很多學(xué)生認(rèn)為這類題是最難的，這說明教師過于關(guān)注事實(shí)性知識的教學(xué)，基于大概念的整體教學(xué)構(gòu)思不足，從而使學(xué)生出現(xiàn)了能力的欠缺。在生物學(xué)教學(xué)中，大概念雖然數(shù)量少卻是整個(gè)學(xué)科體系的核心，大概念下又有次位概念和重要概念。學(xué)生應(yīng)通過具體的知識學(xué)習(xí)，將事實(shí)性知識概括為概括性知識，再上升為更為抽象的大概念。在深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，當(dāng)事實(shí)性知識被遺忘之后，觀念性的東西則被持久地保留下來，這種持久性的東西具有更廣的應(yīng)用范圍。實(shí)施大概念教學(xué)，可使學(xué)生逐漸學(xué)會(huì)多角度思考問題，發(fā)展推理能力和知識遷移與應(yīng)用能力，提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》中明確提出“本課程應(yīng)重視以評價(jià)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展，重視評價(jià)的診斷作用、激勵(lì)作用和促進(jìn)作用”“試題素材應(yīng)貼近學(xué)生生活實(shí)際，以真實(shí)問題情境組織命題，應(yīng)注重學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決問題的能力”。在未來的各類能力測試中，對學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的考查會(huì)體現(xiàn)得越來越明顯，評價(jià)要求也會(huì)越來越高，掌握一定的解題方法與技巧有助于學(xué)生提升問題解決能力，提高解題效率，培養(yǎng)學(xué)習(xí)信心。