生物學信息分析題的編制與運用

李秋石

(河北師范大學生命科學學院 石家莊 050024) 郭麗媛 (河北省武安市第十中學 056300)

情境認知理論認為“知識是情境化的”“學習與認知基本上是情境性的”。當學習者學習的是那些脫離情境的事實性知識，對他們的理解是毫無意義的。采用基于真實情境編制的試題來評價學生，既能促進學生對理論知識的理解，也能提高他們對知識的遷移能力。生物學信息分析題正是以真實情境為依托的試題類型，將學習者與其生活的環境相聯系，促進學生體驗運用獲得的知識和技能去解決實際問題。

1 生物學信息分析題的概念

生物學信息分析題是指以與生物學有關的具體的材料信息為背景，要求學生能夠運用生物學的概念、原理和方法，對題干中的材料信息進行解釋，并解決相關問題的試題。試題的材料取材廣泛，主要包括以下幾個方面：與生物學有關的生活現象、社會事件、農業生產、食品醫療、環境保護、科技動態、生物科學史等。生物學信息分析題的資料在呈現方式上，除了文字敘述的方式外，有的還結合表格、示意圖、曲線圖、柱狀圖等。由于生物學信息分析題的背景資料聯系實際，學生在解答該類試題時，首先要閱讀資料，從中獲取有效信息，并綜合運用所學知識解決問題。因此，對于學生提升能力有至關重要的作用。

2 生物學信息分析題的編制

2.1 資料的搜集與篩選 豐富的生物學信息是編制信息分析題的首要因素，試題資料搜集的途徑、方法以及對資料信息進行篩選是編制信息分析題的出發點。可以從以下途徑中搜集資料：從生物學文獻中提煉試題資料，從網絡、電視中尋找試題資料，從書籍雜志中挖掘試題資料，從生活實際中發現試題資料，從已有的生物試題中演變出新的試題資料。

面對搜集到的大量資料，如何篩選出質量較高又適合編制試題的資料，應當考慮以下幾個問題：資料科學、可信，能經得起推敲；資料新穎、有深度，有一定的信息量；資料可被學生接受，在學生的認知范圍內；資料有價值，與生物學知識聯系緊密，能夠在一定程度上對學生的知識和能力進行考查，并向學生傳遞生物學與生活、社會、科技緊密聯系的信息。如“細胞重編程改寫細胞命運”一文內容新穎，蘊含了一些與高中生物學知識緊密聯系的信息內容，并且在學生的接受范圍內。因此，可以從中提煉出相關信息編制為生物學信息分析題[1]。

2.2 考點的挖掘與確立 挖掘和確立資料中的考點是編制信息分析題的關鍵，教師不僅要熟悉教材的內容，還要對教材中的知識體系進行梳理和重組。教師頭腦中的知識網絡越復雜，挖掘出的考點就越多，試題所考查的知識面就越廣泛，對學生的分析能力、綜合運用知識能力的培養就越有效[2]。以“細胞重編程改革細胞命運”一文為例，挖掘考點時，可以遵循以下步驟：

(1)仔細分析資料，確定資料中所涉及的中心問題。上述文獻中，介紹了細胞的重編程，仔細分析該過程即可得知，該過程運用了轉基因技術。因此，涉及的中心問題可以定為基因工程。

(2)結合教材內容，建立與該中心問題相關的知識網絡。在教材中與基因工程相關的知識內容主要有基因工程的原理、工具、操作步驟，以及基因工程的應用等。

(3)研讀資料信息，從資料中盡可能多地挖掘其他考點。認真研讀文獻，可以找出4個與該資料內容有聯系的知識點：①從“逆轉錄病毒侵染”可以考查逆轉錄的相關內容；②從“成纖維細胞重編程成為iPS細胞”可以考查細胞工程的相關內容；③從“iPS細胞類似胚胎干細胞”可以考查胚胎干細胞的相關內容；④從“iPS細胞可分化為神經細胞等”可以考查細胞分化的相關內容。

為保證挖掘的考點的準確性和價值性，在挖掘過程中，不僅要參考以上步驟，同時還應保證挖掘的考點符合以下幾點：在教學內容和考試大綱的范圍內；與資料信息聯系緊密；能實現對學生檢測的目的；盡量達到“由點到面”的綜合效果。

采用沒有經過目標分層的知識點來檢測學生，無法充分發揮試題的評價功能，若要使挖掘的考點能夠實現對學生基礎知識的檢測，以及對學生能力的考查，必須要明確考點考查的方向和目標層次， 即確立考查目標。確立考查目標時可以依據考綱的要求，即考試內容的范圍與要求以及考試的能力與要求，有利于明確試題的考查方向和要求學生掌握的程度；可以依據課程標準的設定，即每模塊的具體內容標準，有利于確定考點所屬的主題和考查的目標層次；可以依據學生的學情，即學生的認知水平，有利于把握考點的綜合性和難易度；可以依據教學重難點和學生的易錯點，有利于加深學生對重難點知識的記憶和理解，及時糾正學生對生物學知識理解上的錯誤。

通過對上述文獻中挖掘的考點的分析，確立該題的考查目標有：說明基因工程的原理，舉例說出基因工程的工具，討論胚胎干細胞的應用，簡述動物細胞的培養，說明細胞的分化，判別轉錄與逆轉錄過程等。

2.3 資料的加工與分類 對資料的加工要注意精煉、明確，過多的無用信息會干擾學生正常思維，影響學生的答題結果。明確表達題意，資料中的詞語使用規范，語句簡單明了，沒有歧義；需要進行圖文轉換的，要正確掌握圖表中的數字、符號、變量、圖形等特定的含義；需要將多個資料合并重組的，要注意資料之間的關聯。如果資料中必須使用生物學中的特例性知識，需要明確表述，使試題科學嚴謹易懂。

針對上述的考查目標，對文獻中信息進行提煉、重組、改編，最終編制的試題題干情境為：2012年日本的山中伸彌教授被授予諾貝爾生理學或醫學獎。他將小鼠的體細胞重新編程，得到一種類似胚胎干細胞的細胞類型——誘導多能干細胞(iPS細胞)(圖1)。這些iPS細胞可進一步分化為神經細胞、骨髓細胞等。這一成果顛覆了科學界之前認定的細胞的分化是不可逆的，意味著成熟細胞可以實現 “返老還童”。

圖1 iPS細胞產生過程

當積存的生物學資料達到一定量，可以將其編制為試題，并形成一個試題集時，有必要對編制的生物學信息分析題進行分類，這樣有利于試題的保存和教師的及時調用。在進行分類時，不同的教師有不同的分類習慣，可以按照資料的類型分類，如分成社會事件、農業生產、食品醫療、環境保護、科技動態、生物科學史等。也可以按照試題的考點來分類，如以教材中的章節為分類依據，或者以課程標準中的模塊的內容為分類依據，這樣有利于教師在講解某知識點時，可以找到相關試題來檢測學生。

2.4 問題的設置與評價 設置問題是編制信息分析題的最終歸宿。在日常練習中，生物學試題的類型有很多種，包括選擇、判斷、填空、簡答、繪圖、連線、實驗設計等，而信息分析題最常見的類型有選擇、填空、簡答以及實驗設計[3]。選擇哪種類型的問題，可以依據該題的考查目標，從考查的知識層次和考查的能力層次兩方面，結合學生的實際情況和教師測試的需要來定。

根據上述考查目標，結合題干的情境，可以設置相關問題，本試題設置的問題類型有選擇，填空和簡答。例如，針對基因工程的原理和工具的考查目標，可以設置問題為：“將四種轉錄因子的基因導入小鼠成纖維細胞的過程應用到了________技術，該工程操作的最基本的工具有________，________，________。針對胚胎干細胞的應用的考查目標，可以設置問題為“胚胎干細胞來源于胚胎，自從誕生之日起由于受到許多倫理方面的反對，從而制約了胚胎干細胞的研究，iPS細胞的出現挽救了干細胞，請簡述iPS細胞的應用價值。

質量好的試題應當有利于學生鞏固、加深基礎知識，深化對生物學概念和原理的理解；有利于學生能力的發展和提高，科學地運用生物學知識和方法解決問題。因此，對設置的問題應從以下四個特性進行評價：問題的科學性，問題能經得起推敲，問題的答案不能模棱兩可，更不允許出現知識性的錯誤；情境的貼合性，問題所考查的知識點最好與試題的情境有一定關聯；難度的適宜性，問題的難易度要適宜，針對不同的知識內容，不同層次的學生，要有所區分；思維的發展性，設置的問題不僅能夠體現對學生基礎知識的檢測，也能實現對學生能力的考查，同時對學生情感態度價值觀的培養也有一定的幫助。