二、纵横联系,培养发散思维能力
1、一题多解,开拓思维
A·A斯托利亚尔指出,充分暴露思维过程是教学的指导原则。因此在教学过程中,教师要充分暴露思维过程,提出问题让学生讨论,鼓励学生发表自己的见解,多方位开拓学生的思维,引导学生从多种途径,运用多种方法求解。这样,既可暴露学生的解题过程,增加教学的透明度,又能使学生思维开阔,熟练掌握知识的内在联系,对发展学生的创造性思维起着铺路架桥的作用。例如:“已知豚鼠黑毛(C)对白毛(C)显性,粗毛(R)对光毛(r)显性。一只黑色粗毛豚鼠与一只白色粗毛豚鼠交配,子代有25只黑色粗毛,4只黑色光毛,16只白色粗毛,3只白色光毛。推断亲代的基因型。”教师鼓励学生用不同方法解答此题,经过一段时间的思考、讨论。学生根据亲代表现型,写出亲代肯定有的C ×ccR 后,在推知未知基因时拿出了三套方案:其一,对每对基因单独考虑亲代黑毛、白毛基因型——可能是CC×cc,也可能是Cc×cc,分别推断其子代情况与题目比较,从而推断出两亲本基因型就为Cc×cc;其二,根据子代表现型中有白色豚鼠这一点可知其基因型一定为cc,由亲代→配子→子代的关系可知两亲本中一定都含有一个c,从而推知两亲本的基因型一定为Cc×cc;其三,可根据子代黑:白约为1:1,可知子代表现型比例是大家熟悉的测交后代表现型比例,从而推断出两亲本基因型为Cc×cc(另一对基因型同理推导)。R
2、变换角度,逆向思维
逆向思维是发散思维的重要形式,它是从已有的习惯思路的反方向去思考和分析问题,逆向思维反映了思维过程的间断性,突变性和反联结性,它是摆脱思维定势,突破旧的思维框架,产生新思想,发现新知识的重要思维方式。对教学中的一些问题,教师应不失时机地引导学生变换角度思考,通过逆向思维将有效地培养学生思维的灵活性,批判性和独特性。例如学习“性别决定”后可设计一个问题:有一种雌雄异体的经济植物属XY型性别决定,但雌株是性杂合体,雄株是性纯合体,已知其叶片上的斑点是由X染色体的隐性基因控制的,某园艺场要培育出一批在苗期就能识别的雌雄株,则应选择:(1)表现型为 的植株作母本,其基因型为 ,表现型为 的植株作父本,其基因型为 ;(2)子代中表现型为 是雌株,子代中表现型为 是雄株。本题涉及性别决定和伴性遗传知识。自然界中性别决定主要有两种方式,即XY型和ZW型,题目中母本基因型为XY、父本XX,是XY型性别决定,但实际上是ZW型,不具创新能力就认识不到这些问题。思维过程以ZW型性别决定来进行逆向思维,推出结论,再通过求异性变通为XY型,最终解答这个问题。
解答:(1)好奇心:XY性别决定知识的应用;(2)逆向思维:通常情况下XX是雌性,XY是雄性,而此题中雌性为XY,雄性为XX;(3)求异性:思维从ZW型性别决定入手:要得到从表现型就能分出雌雄的,就必须选XBY无斑为母本,选XbXb有斑为父本;(4)结论:后代中,XBXb无斑为雄株,XbY有斑为雌株。
3、系统综合,横向思维
横向思维是发散思维的另一重要形式,它是从知识之间的横向相似联系出发,即从生物学的不同分支:形态学、生理学、遗传学、生态学等角度去考察对象,或者从不同学科知识,如物理、化学、地理、数学等有关原理或规律出发去模拟、仿造或分析问题的思维方式。在教学中,对一些条件、因素较多的问题,教师要引导学生进行全面分析,系统综合各个条件,得出正确结论。例如,谈到“沙尘暴”,可引导学生发散思维:(1)谈产生原因(植被、气候、人类的开发、污染等);(2)谈危害(荒漠化、沙尘天气对人类健康和交通等方面的影响、气候恶化等);(3)谈治理措施(退耕还林、退耕还草、限制开发、防止污染等);(4)谈内心感受,这样可引导学生多角度、多层次地分析和解释实际问题,培养学生发散思维能力。又例如,在讲完“动物的代谢”之后,不妨提出一个热点问题:“我国既将发射‘神州六号’载人飞船,请你们来当科学家,设计一下宇航员如何解决在太空中的生活问题。”学生通过搜集资料,钻研教材,课下讨论,加工整理,归纳总结等环节,既巩固了生物、化学、物理等学科的知识,又培养了学生的发散思维和创新思维能力,了解了我国的尖端科技,同时还激发了学生的爱国热情和求知的欲望。
4、一题多变,创造思维
“多变”本身就是发散思维的特征体现。一题多变是命题角度和解法角度两个方面的同时发散。一题多变是题目结构的变式,是指变换题目的条件或结论,变换图形的位置或结构以及对题目进行引申、推广等。或固定条件,挖掘结论,或增加条件构成新题或变换题设与结论,或变换图形的位置与结构。例如,基因型为AaBb的一个精原细胞(两对等位基因分别位于两对同源染色体上)能产生几种类型的精子?如果将括号内的内容去掉,结果又如何?如果将一个精原细胞改成一个生物体,结果又如何?如果将精原细胞改成卵原细胞,结果又如何?如果将基因型AaBb改成AaBbCc,结果又如何?这些条件和设问角度的改变,可以引导学生从减数分裂、自由组合规律,连锁互换规律等多角度来分析考虑问题。通过一题多变,不仅串联了一系列知识点,而且还渗透了许多重要的思想,即使学生开阔了眼界,活跃了思维,揭示了各方面知识的内在联系和规律,又使学生理解了解题的多维性和变通性,做到所学知识融会贯通。