从“想当然”到科学思维
摘要：发展科学思维要破除“想当然”式的错误。目前大多数学生“想当然”式的思维方式普遍存在，成为培养学生科学思维这一核心素养的阻碍。为此，教师需要在日常教学过程中避免“想当然”式的思维方式，促进学生核心素养的发展。
关键词：“想当然”式错误；核心素养；科学思维
文章编号：1003-7586（2024）06-0092-03中图分类号：G633.91文献标识码：B
最近，在神经调节和体液调节的教学过程中学生连续出现的“想当然”式错误引起了笔者的思考。
1学生学习过程中出现的“想当然”式错误
人教版普通高中教科书《生物学·选择性必修1·稳态与调节》第2章第1节“神经调节的结构基础”中提到：外周神经系统分布在全身各处，包括与脑相连的脑神经和与脊髓相连的脊神经，并且都具有传入神经和传出神经。
当笔者进行该内容的教学时，刚好听到学生在讨论教材中描述的脑神经和脊神经都含有传入神经和传出神经。学生认为：书上讲脑神经和脊神经都是成对存在的，因此每对神经都是由一条传入神经和一条传出神经组成的。另一位学生反驳：每一对神经在身体两侧应该对称，如果一条传入神经和一条传出神经组成一对，那么身体的一边只有传入神经，另一边只有传出神经显然是不合理的，这里的意思应该是每对神经中的每一条都既包含传入神经又包含传出神经。事实上，第二位学生听上去相对严密的逻辑其实却是一个“想当然”式的错误。人的脑神经一共有12对，在这12对脑神经中，第Ⅰ、Ⅱ、Ⅷ对是传入神经；第Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅺ、Ⅻ对是传出神经；第Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ对是混合神经，即既包括传入神经，又包括传出神经。脊神经是由脊髓发出的成对神经，人体共有31对，都是混合神经。
在当天的作业中，笔者引导学生描述出人在安静状态下，副交感神经活动占据优势时的生理变化。一位学生提出安静状态时副交感神经活动会使血管舒张。其依据是教材上写道，当人体交感神经兴奋时会使血管收缩，而交感神经和副交感神经对同一器官的作用往往是相反的，所以学生认为副交感神经活动应该会使血管舒张。这又是一个很典型的“想当然”式错误。事实上，交感神经的分布广泛，几乎全身所有内脏器官都受到交感神经的支配，而副交感神经的分布比较局限，一般皮肤和肌肉内的血管不会受到副交感神经的支配。教材在自主神经系统的组成和功能示例图上，并没有标明副交感神经对血管的作用。学生没有仔细阅读书本上的相关图例，只是根据一句话“想当然”地进行推理论证，结果却与事实不符。
在“水和无机盐平衡的调节”一节内容中，笔者引导学生写出当血钠含量降低时的激素调节过程。一位学生写道：血钠含量降低会刺激下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素，促肾上腺皮质激素释放激素促进垂体分泌促肾上腺皮质激素，进而刺激肾上腺皮质分泌醛固酮，从而促进肾小管和集合管对钠的重吸收，维持血钠含量的动态平衡。其依据是教材内容中人和高等动物体内有下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴的分级调节系统，而醛固酮是由肾上腺皮质分泌的，因此该学生认为这里醛固酮的分泌同样受到分级调节。事实上，肾上腺皮质分泌的皮质激素有三种，高中教科书上主要介绍了其中的两种，即醛固酮和皮质醇。醛固酮由肾上腺皮质的球状带细胞分泌；皮质醇由肾上腺皮质的束状带细胞分泌。束状带细胞分泌皮质醇的过程处于下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴的分级调节机制的控制，而醛固酮醛固酮的分泌并没有处于下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴的分级调节机制的控制。在由此及彼的推理过程中，学生试图用一个简单的逻辑关系推出一个普适的过程，事实上由于生命活动的多样性，其发生过程往往并没有想象的那么简单。
2教辅材料中常见的“想当然”式错误
这种“想当然”式的错误也经常会出现在各种教辅材料中。比如在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”实验中，有的教辅材料表示洗去解离液，可以防止盐酸和碱性染料甲紫发生酸碱中和反应，从而有利于染色。事实上甲紫溶液本身呈酸性，因此盐酸并不会和酸性的甲紫溶液发生酸碱中和反应。再比如很多教辅材料根据三个终止密码子不能确定氨基酸，想当然地推理出tRNA有61种。事实上tRNA反密码子的第三个碱基允许发生一些“摆动”，能够识别一个以上的密码子，从而导致tRNA的种类并不是61种。还比如很多教辅材料根据血糖浓度升高，可以直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，并因此得出胰岛B细胞的细胞膜表面有葡萄糖受体，可以和葡萄糖结合从而传递信息。事实上，血糖浓度升高，刺激胰岛B细胞分泌胰岛素的机制是通过葡萄糖在细胞内代谢产生的ATP介导信号转导实现的。
教辅材料出现这类“想当然”式的错误，对学生和教师的危害更加严重。一方面，学生花费大量时间学到错误的知识；另一方面，通过教辅材料简单的“类比推理”得出结论，容易让学生形成不求甚解的思维习惯。
3“想当然”式错误出现的原因
笔者认为出现“想当然”式错误的原因主要有