例談生物學(xué)學(xué)業(yè)水平測試命題的科學(xué)性

宋正海

(江蘇省盱眙中學(xué) 淮安 211700)

隨著各級考試和評價體系的完善，原創(chuàng)試題科學(xué)性與否是考量試題本身質(zhì)量的首要指標(biāo)。生物學(xué)科歷年學(xué)業(yè)水平測試試題，不僅對學(xué)科教學(xué)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)作用，也為學(xué)科教師命制原創(chuàng)試題帶來一定的示范作用。筆者選取2018年江蘇省學(xué)業(yè)水平測試生物學(xué)卷中深受熱議的2個問題，從命題的科學(xué)性角度加以剖析。

1 題干設(shè)計科學(xué)性

試題的題干既是設(shè)計問題的情境，也是解決問題的首要信息。在設(shè)計選擇題時，題干一般為陳述句，即題干與其匹配的選項構(gòu)成完整的一句話；而為了使問題的設(shè)問科學(xué)、無異義，有時會用括號及其內(nèi)的文字對題干中的敘述加以補(bǔ)充說明。

例1 (T12)圖示是一位學(xué)生制作的分子結(jié)構(gòu)模型(●表示脫氧核糖)，該模型模擬的是

A. 信使RNA單鏈結(jié)構(gòu)

B. DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

C. 蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)

D. 轉(zhuǎn)運(yùn)RNA單鏈結(jié)構(gòu)

分析： 有些教師認(rèn)為本題題干中“(●表示脫氧核糖)”略顯多余，去除對本題解答無影響，同時也可使題干更精煉。果真如此嗎？筆者認(rèn)為： 題干中“(●表示脫氧核糖)”是對模擬模型分子的限制，一旦失去此限制性敘述，設(shè)問的問題會變得不確定、復(fù)雜化。觀察圖示可知，這位學(xué)生模擬的是一種具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的分子局部結(jié)構(gòu)。在諸多的分子結(jié)構(gòu)中，具有雙螺旋結(jié)構(gòu)的不僅只有DNA分子，在RNA等分子中也普遍存在。RNA種類較多，以高中生物學(xué)中常見的tRNA、 rRNA和mRNA為例加以闡述。tRNA分子只由一條鏈組成，含有73～94個核糖核苷酸。構(gòu)成tRNA二級結(jié)構(gòu)的要素有： 環(huán)、莖、臂。一個典型的tRNA的二級結(jié)構(gòu)像三葉草，含有四個環(huán)和四個莖。環(huán)由鏈內(nèi)沒有配對的堿基突出而成，如反密碼子位于反密碼子環(huán)上；莖則是由鏈內(nèi)堿基互補(bǔ)配對形成，其互補(bǔ)配對的堿基形成局部A型雙螺旋。rRNA也稱為核糖體RNA，根據(jù)沉降系數(shù)的高低，rRNA在原核生物中分為5S rRNA、 16S rRNA和23S rRNA三種，真核生物中分為5S rRNA、 5.8S rRNA、 18S rRNA和28S rRNA四種。在所有的rRNA分子上都存在大量的鏈內(nèi)互補(bǔ)序列，這些互補(bǔ)序列往往會形成短螺旋結(jié)構(gòu)，如5S rRNA的二級結(jié)構(gòu)有5段螺旋區(qū)，而16S rRNA內(nèi)部存在更多的短螺旋區(qū)。分析mRNA的二級結(jié)構(gòu)可知，出現(xiàn)在mRNA分子上最多的二級結(jié)構(gòu)部件也是莖環(huán)結(jié)構(gòu)。

命題建議： 由以上分析可知，在RNA的二級結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)雙螺旋現(xiàn)象是比較普遍的，雙螺旋結(jié)構(gòu)并非雙鏈DNA所特有。其實，認(rèn)為題干中“(●表示脫氧核糖)”無意義的教師在讀題時，亦已從心里默認(rèn)了只有雙鏈DNA分子具有雙螺旋結(jié)構(gòu)。這是命制試題的大忌，在設(shè)計題干時，為了減小冗長的敘述對關(guān)鍵信息的干擾，我們往往需對題干的敘述進(jìn)行提煉精減，這時命題者會無意間把自己貯備的知識默認(rèn)到題干中，而不加以敘述說明，其最終結(jié)果必然帶來對試題科學(xué)性的質(zhì)疑，如以上所述。所以，上述真題題干中“(●表示脫氧核糖)”不僅不可刪除，而且也是本題關(guān)鍵要素，它不僅保證了試題在知識上的科學(xué)性，而且也使試題答案指向更明確，便于作答。

2 問題設(shè)計科學(xué)性

在命制非選擇題時，試題設(shè)問的設(shè)計是最后一道工序，直接關(guān)系到試題命制的成敗，而設(shè)問的科學(xué)性與否是重中之重。如何保證最后的設(shè)問科學(xué)性，筆者認(rèn)為： 縮小設(shè)問的范圍，明確設(shè)問的指向性，是保證試題命制科學(xué)性重要措施之一。

例2 (T37.4)圖示類囊體腔中的O2擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，至少需要通過 ▲ 層生物膜。

分析： 有教師認(rèn)為該小題如改為：“圖示類囊體腔中的O2被利用，至少需要通過 ▲ 層生物膜。”會更精彩，而且給出答案為“5”。這種改法和給出的答案是基于高中階段對光合作用與呼吸作用的認(rèn)知。高中階段認(rèn)為： O2在葉綠體類囊體薄膜內(nèi)側(cè)產(chǎn)生后，擴(kuò)散到同一細(xì)胞的線粒體內(nèi)膜，被[H]還原成H2O，這個過程至少通過5層生物膜。以上分析看似無可挑剔，但實際上把生物體內(nèi)生理生化過程簡單化和孤立化了。生物體是一個有機(jī)整體，任一生理過程往往與多個其他的生理過程關(guān)聯(lián)，氣候等環(huán)境條件也會對其代謝產(chǎn)生直接或間接影響。

其實，我們在這里不能忽略植物的光呼吸過程對O2的利用。光呼吸是一個氧化過程，植物只有在光照下才能進(jìn)行，不同于暗呼吸(有氧呼吸和無氧呼吸)。對于像水稻、小麥、大豆一樣的C3植物，在干旱、火熱的日子里，為防止蒸騰作用過強(qiáng)，氣孔會關(guān)閉，這時CO2不能進(jìn)入葉片，O2也不能逸出葉片。其結(jié)果是葉內(nèi)CO2很少，而光合作用的光反應(yīng)所釋放的O2又在葉片內(nèi)積累。這種情況下，卡爾文循環(huán)中產(chǎn)生的核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)在RuBP加氧酶催化下，被O2氧化成磷酸乙醇酸，后者在磷酸酶作用下，脫去磷酸而生成光呼吸的底物乙醇酸。以上過程都是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的，這種情況下類囊體腔中的O2被利用只需要擴(kuò)散到葉綠體基質(zhì)，只需通過類囊體1層生物膜。而真題通過“擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”的問題指向性敘述，使試題的設(shè)問變得清晰明了，也使試題問題的設(shè)置更科學(xué)。

命題建議： 在非選擇題的設(shè)問命制時，要盡量減小設(shè)問的范圍，明確答案的指向，切不可模棱兩可。高中生物學(xué)教材因篇幅所限，對生物體內(nèi)一些重要生理過程的敘述，并未窮盡所有，如光合作用產(chǎn)生O2的利用，不僅僅局限于有氧呼吸的利用，還可能參與植物的光呼吸。在命制試題時，理應(yīng)充分考慮生物體內(nèi)生理過程的復(fù)雜性；為了規(guī)避因生理過程復(fù)雜性而帶來的不確定，應(yīng)縮小問題所要考查的范圍，問題的指向性要明確，如真題明確指出是“O2擴(kuò)散到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)”而不是“O2被利用”。如果只局限于高中教材所述的知識層面，往往就會使命制的試題缺乏科學(xué)性依據(jù)，質(zhì)量得不到保證，從而事與愿違。