例析原創性實驗試題命制中情境材料的獲取途徑

甘耀平

試題必須要有3個基本要素，即測量目標、情境材料和設問。命題者通過選擇合適的命題素材，以設計、控制和操作試題情境來考查考生的學科能力結構。下面結合對近幾年浙江省高考實驗試題的分析研究和自身的命題實踐經驗，就原創生物學實驗試題中情境材料的獲取途徑談點體會，望能拋磚引玉。

1 情境材料的獲取途徑

1.1 經典考題的挖掘延伸

高考題是命題專家精雕細琢的結晶，對其進行深入挖掘，往往能加強學生對基礎知識和基本方法的理解，拓展學生的想象力，提高學生思維的靈活性和實效性，從而有效地提高學生的能力而避免陷入“題海”戰術。

【例1】 給高血壓實驗兔注射Z物質后，會增加高血壓兔的尿液量，并適當降低其血壓。為驗證物質Z的上述作用，研究人員提出了以下實驗思路：

① 取高血壓實驗兔若干只，測量每只實驗兔的血壓并收集一定時間內產生的尿液量，分別求平均值；

② 每只高血壓實驗兔注射等量適宜濃度的Z物質；

③ 測量每只實驗兔的血壓并收集一定時間內產生的尿液量，分別求平均值。

（要求與說明：Z物質由生理鹽水配制；高血壓實驗兔均符合實驗要求；實驗持續時間合適；實驗條件均適宜。）

請回答：

（1） 在注射Z物質前，測定血壓值和尿液量目的是_______________。若未獲得該數據，則需增設對照組：_______________。

（2） 預測實驗結果（用坐標曲線形式表示）。

（3） 正常家兔體內調節尿液量的激素是_______________，其能改變尿液量的原因是_______________。

（4） 如果還需將Z物質與具降血壓的臨床應用藥物W的效果進行比較，應設置_________________作為對照才能得出結論。

情境材料分析：本試題情境材料來源于2009年浙江省高考實驗試題。高考原題是設計實驗驗證甲、乙兩種藥物對實驗兔分別具有升高血壓和降低血壓作用，并預測實驗結果。通過查閱相關資料發現，降血壓藥物往往具有增加尿液量的作用。圍繞這一新的命題點，筆者對高考實驗試題進行了拓展延伸和原創命制，從實驗對照的思維方法、實驗結果預測和實驗原理分析等方面，對實驗與探究能力進行多角度的考查。

1.2 課后習題的改頭換面

教材課后習題一方面起反饋教學效果的作用，另一方面也是試題命制的良好素材。這種素材來源于教科書又高于教科書，可引導學生重視教材并多思考。教師對課后習題的分析、挖掘和充分利用，可減輕學生的學習壓力，提高教學效率。

【例2】 蛙的心臟受A神經和B神經雙重支配，為研究心臟的神經支配及其作用，某同學提出了以下實驗思路：

取蛙一只，搗毀腦和脊髓，固定在蠟盤上，分離出神經干并暴露心臟（圖1）。

① 測定未受刺激時的心率，心率正常。

② 用適宜強度電刺激支配心臟的神經干，結果心率變慢。

③ 用特異性藥物阻斷A神經后，再用相同強度刺激神經干，結果心率比正常時快。

（說明：實驗條件適宜；A神經和B神經混合組成神經干；A神經興奮性比B神經高）

請回答：

（1） 實驗時，需同時搗毀腦和脊髓的原因是________________。

（2） 設計一實驗結果記錄表格，并將實驗結果與結果的原因分析填入表中。

（3） 若要單獨觀察A神經對心臟的支配作用，請繼續補充實驗思路。

情境材料分析：本試題情境材料來源于浙科版必修3第二章第二節“神經系統的結構與功能”教材課后簡答題第一題。原題以表格的形式呈現了實驗結果，通過分析實驗數據研究心臟的神經支配及作用。通過對課后習題的改頭換面，一方面增加簡圖使試題呈現更加清晰明了和靈活生動，另一方面也更符合新高考強調對實驗過程的分析能力、實驗結果的處理能力和實驗設計能力的突出考查。

1.3 高校教材的加工改造

高校教材具科學性強、權威性高的特點，是高考實驗試題命制的重要素材來源。命題者根據高考的考試要求和應具有的選拔功能，選取與中學生物學相關度高的核心內容和主干知識命制成實驗試題。以高校教材為素材來源，擴大了實驗試題的素材來源，突出了生物學科科學性和專業性，同時體現了高考的公平性原則。

【例3】 為探究細胞移植治療糖尿病的有效性，科研人員進行了以下實驗：

（1） 將小鼠胚胎干細胞體外定向誘導分化成M細胞；

（2） 分組：

甲組：糖尿病模型小鼠+PBS溶液（磷酸緩沖液）；

乙組：糖尿病模型小鼠+適量M細胞。

每組設置若干只小鼠。

（3） 定期檢測每只小鼠血糖濃度和胰島素含量，統計分析。

（要求與說明：糖尿病模型小鼠是胰島β細胞被特異性藥物STZ破壞的患糖尿病小鼠；答題時用M、PBS、STZ表示相關名詞；給藥方式及劑量不做要求。）

請回答：

（1）實驗用的胚胎干細胞是取自小鼠的

細胞，經酶處理后獲得。

（2） 預測實驗結果及結論：_____________________。

（3） 分析討論：

① 若M細胞為胰島β細胞，則乙組小鼠血糖濃度發生變化的原因是_____________。

② 對注射STZ藥物后的小鼠，測定血糖濃度和胰島素含量的目的是_____________。

③ 上述分組時，還可增設丙組作為對照組，丙組：_____________。

情境材料分析：本試題情境材料來源于大學教材《細胞生物學》。教材中提到，將小鼠的胚胎干細胞誘導分化成胰島樣細胞，移植后可使糖尿病模型小鼠的血糖趨于正常。同時，教材呈現了體外培養的小鼠胚胎干細胞誘導并移植后的實驗結果。筆者利用這一素材，結合高中生物學知識和《浙江省普通高考考試說明》的能力要求，通過設置和選擇適當的問題情境最終成題。試題主要考查了實驗材料的處理方法、實驗結果的預測和分析能力。

1.4 大學實驗的模擬改編

由于受中學生物學教學內容和實驗條件的限制，很多大學實驗不能在中學實驗室開展。但是，這些實驗無疑是實驗試題命制時很好的情境材料來源。縱觀近幾年高考實驗試題，有相當一部分實驗試題的試題情境材料來自于大學實驗，如2013年和2014年連續兩年浙江省高考實驗均是如此。

【例4】 為了探究物質（X）的作用，研究者提出了以下實驗思路：

（1） 實驗分甲、乙兩組，每組取3只青蛙。

甲組：青蛙+注射物質X溶液（用任氏液配制）；

乙組：青蛙+注射任氏液。

（2） 檢查兩組（每只）青蛙的泄殖腔開口處有無卵細胞，記錄并求每組的平均值。

（3） 適宜環境中飼養一定時間后，檢查兩組（每只）青蛙的泄殖腔開口處有無卵細胞，求每組平均值并進行統計分析。

（要求與說明：任氏液是兩棲動物生理鹽水，泄殖腔是兩棲動物排泄和生殖的結構。）

請回答：

① 實驗目的：_____________。

② 預測實驗結果及結論：_____________。

③ 設計實驗記錄表格。

情境材料分析：本試題情境材料來源于大學生理學實驗“垂體激素對蛙卵巢的作用”。該實驗目的明確，思路清晰，實驗內容符合中學生物學教學要求。以這種真實的實驗情境改編成的實驗試題，能很好地考查學生實驗與探究能力，體現實驗試題以“能力立意”的考查特點。

1.5 科技論文的簡化規避

選取科技論文作為高考命題素材并以此為命題起點，符合新課程高考“能力立意”的要求，不僅有利于提高試題命制的科學性、權威性、公平性及時效性，也有利于提高命題效率和命題質量。在命制試題時，命題者需對科技論文中的素材進行裁剪加工，精心打磨，最后巧妙構題。

【例5】 為探究生物制劑Q對阿霉素所導致的心肌細胞凋亡是否具保護作用，研究者提出了以下實驗思路。

① 實驗分組：

甲組：培養液+心肌細胞+生理鹽水；

乙組：培養液+心肌細胞+阿霉素；

丙組：培養液+心肌細胞+生物制劑Q+阿霉素。

每組設置若干個重復樣品。

② 各組樣品在相同且適宜的條件下培養一段時間后，在顯微鏡下觀察記錄細胞數。

③ 重復②若干次，統計分析各組樣品的細胞存活率。

請回答：

（1） 本實驗涉及的主要生物技術是_____________。

（2） 預測實驗結果及結論：

① 若_____________，則生物制劑Q對阿霉素致心肌細胞凋亡具保護作用。

②若_____________，則生物制劑Q對阿霉素致心肌細胞凋亡不具保護作用。

（3） 分析與討論：

① 與實驗動物相比，采用離體心肌細胞為實驗材料，可以避免實驗動物的心臟活動受_____________調節的影響。

② 為了獲得單個的心肌細胞懸浮液，需采用_____________消化組織中的膠原纖維和細胞外成分。

③ 上述分組時，還可增設對照組，丁組：_____________。

情境材料分析：本試題情境材料來源于《中國藥理學通報》中的“槲皮素抗阿霉素誘導的培養心肌細胞的凋亡”一文。在進行實驗試題的創作與命制時，命題者需要對科技論文中復雜的實驗過程和方法進行必要的簡化和規避，注意控制好試題的信息量，著重考查的是學生實驗思維能力。以科技論文為情境材料的來源，不僅體現選材的公平性，還能有效避免各種“撞題”。

2 反思與感悟

命題的實質是命題者選擇合適的情境材料，根據測量目標和考生實際，設計具有思維能力問題的過程。情境材料的來源日趨多元化，理想的情境材料應是測量目標和考試內容有機結合的良好載體。在選擇情境材料時，一方面要把握高考對生物學實驗與探究能力的考查目標，另一方面更要深刻理解普通高中生物課程標準和教材內容。

將命題素材轉化為試題情境還需要命題者對情境材料進行適當的加工處理。不管是對現題的改編，還是利用原始素材進行原創，命題者都要根據試題的測量目標，控制試題情境呈現的信息量，剔除不必要的冗余信息和干擾信息，用簡要、清晰的語言和符號呈現試題信息，這也有利于提高考試的信度和效度。同時，試題呈現上可結合圖表和簡圖等多種形式，使試題的表現更直觀、活潑，提高高親和力。

一道好的實驗試題問題設置也很關鍵。命題者要注意問題設置的能力梯度，遵循從易到難的原則。同時，實驗試題的問題設置不能過于單一，要從多個角度設置不同的問題，減少單純記憶性知識的考查，側重考查學生在新情境中對知識的理解、分析、應用等遷移能力，考查學生科學思維能力和思維品質，體現實驗試題的能力立意。

原創性實驗試題的命制是一項復雜的系統工作，情境材料的選取僅僅只是其中的一個方面，渴望能與更多的同行一起研究原創性實驗試題的命制，共同進步。