李月華
[摘 ? 要]以山東省2020年普通高中學業水平等級考試(模擬卷)簡答題第24題為例,對新課改背景下2020年的高考命題如何考查學生的核心素養、新舊版本教材如何處理等問題進行分析。
[關鍵詞]新高考改革;試題分析;神經沖動;產生;傳導;傳遞
[中圖分類號] ? ?G633.91 ? ? ? ?[文獻標識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058(2020)26-0093-02
繼浙江、上海之后,北京、天津、山東、海南四省市也啟動了新高考改革。2017年秋季入學的四個試點省市的高一新生經歷著“三新一舊”的現象:新課程方案,即取消文理,實行6選3制;新課程標準,即立足立德樹人的學科核心素養的培養;新高考方案,即取消文綜和理綜,各科考試單獨進行;舊版本教材,即2003年審核通過的教材。2020年的高考命題如何基于新課程標準來考查學生的核心素養、新舊版本教材如何處理等,是一線教師亟待解決的問題。 最近,筆者翻閱全國各省高考學業水平模擬卷,認為山東省2020年普通高中學業水平等級考試(模擬卷)從題型、題量、出題思路、試題難度等方面提供了可參考的依據。下面以簡答題第24題為例來進行分析。
【試題】用微電極記錄細胞膜上的電位變化是研究神經沖動產生、傳導和突觸傳遞原理的常用方法。根據以下實驗方法和結果,分析和解決相關問題。
(1)當圖1中的微電極M記錄到動作電位時,突觸小泡將依次產生的反應是 ? ? ? ? ? ? ? ? 。突觸后膜上將依次產生的反應是 ? ? ? ? 。
(2)研究表明,在突觸小體未產生動作電位的情況下,微電極N上也會記錄到隨機產生的、幅度幾乎相等的微小電位變化,如圖2所示。結合突觸的結構和突觸傳遞的過程,分析導致該電位變化產生的原因: ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。
(3)在某些突觸中,突觸小體產生動作電位后,微電極N上記錄到電位負值增大的抑制性突觸后電位(IPSP),如圖3所示。已知K+和Cl-通道都參與了IPSP的形成,IPSP產生的原理是 ? ? ? ? ? ? ?。
(4)已知從刺激開始到動作電位產生有一短暫的延遲,且與刺激強度有關。為了規避該延遲對測量精度的影響,請利用微電極記錄技術設計實驗,精確測量動作電位在神經軸突上的傳導速度: ? ? ? ? ? ? ? ? ?(實驗儀器:微電極記錄設備、刺激器、計時器、刻度尺等)。
【解析】(1)當動作電位傳到突觸小體時,關于突觸小泡的變化,舊人教版必修3教材中的解釋是“突觸前膜內的突觸小泡受到刺激,就會釋放神經遞質”,對突觸小泡的移動情況沒有解釋。而新人教版選擇性必修1教材中的解釋是“突觸小泡受到刺激,就會向突觸前膜移動并與它融合,同時釋放神經遞質” 。關于突觸后膜的變化,新舊版教材中的解釋都是“神經遞質與突觸后膜上的受體結合(離子通道改變),突觸后膜發生電位變化”。
(2)該小題涉及膜微小電位的變化但并沒有產生動作電位,一是要明確神經遞質發揮作用之后的去向,要么被降解,要么被回收,不可能有殘留再度發揮作用(這部分知識在新版教材中有明確的解釋);二是要明確單個突觸小泡的隨機釋放所產生的效應不足以引發動作電位,但可以產生微小電位(這部分知識在中圖版教材以及舊版教參中有解釋)。
(3)明確電位負值增大即外正內負的電位差增大,由題干提供的信息可知其原因是鉀離子外流或是氯離子內流。
(4)求動作電位傳導速度,只要將興奮傳導的距離除以對應的時間即可。方法1:將微電極置于神經軸突的兩個不同位點內,測量位點間的距離L。在兩個位點的一側刺激神經使其產生動作電位,測量兩個位點間動作電位出現的時間差[Δt],計算動作電位傳導速度:[v=L/Δt]。方法2:安放刺激器和微電極,測量刺激器與微電極之間的距離L1,刺激神經并測量從刺激開始到記錄到動作電位所需的時間t1;將微電極安放在距離刺激器更遠的位置,重復上述實驗得到L2和t2,計算動作電位的傳導速度:v=(L2-L1)/(t2-t1)。
一、試題分析
1.知識目標分析
該題考查的是神經沖動的產生、傳導和傳遞的知識?!镀胀ǜ咧猩飳W課程標準(2017年版)》對該部分知識的具體內容標準要求是:闡明神經細胞膜內外在靜息狀態具有電位差,受到外界刺激后形成動作電位,并沿神經纖維傳導;闡明神經沖動在突觸處的傳遞通常通過化學傳遞方式完成。知識性目標動詞“闡明”屬于理解水平,即“把握內在邏輯聯系;與已有知識建立聯系;進行解釋、推斷、區分、擴展;提供依據;收集整理信息等”。題(1)要求把握神經沖動在突觸處傳遞時突觸小泡和突觸后膜發生的變化以及兩者之間的邏輯聯系。題(2)通過對神經遞質發揮完作用后的去向以及神經遞質的總和效應來推斷突觸后膜上微小電位變化的原因。題(3)要求學生能夠解釋突觸后膜抑制性電位產生的機理。題(4)通過設計實驗來測定動作電位在神經纖維上的傳導速度。
2.能力考查
對“在沒有產生動作電位的前提下,微電極上也會記錄到微小電位變化”的原因分析,考查的是學生對神經遞質以及動作電位總和效應的理解。測定動作電位在神經軸突上的傳導速度,考查的是實驗與探究能力。抑制性突觸后電位的形成原因分析,考查的是學生的理解能力和對題干信息的獲取能力。
3.核心素養考查
該試題通過對興奮在神經元之間傳遞時突觸小泡和突觸后膜的反應,考查“結構與功能相適應”這一生命觀念。通過對突觸沒發生動作電位的情況下,突觸后膜微小電位變化原因的分析以及區分神經元興奮和抑制的原理,考查學生的科學思維能力。通過設計實驗測量動作電位在神經軸突上的傳導速度,考查學生的科學探究能力。試題命題重點集中在課程標準中的“學業水平”3、4級水平上,素養考查集中在“學科核心素養水平”的水平3和水平4上。
二、學生答題過程中出現的問題及原因分析
學生答錯題(1)的原因:一是舊人教版教材對神經沖動傳遞時突觸小泡的反應解釋得不全面,學生理解不透徹,導致答題要點不全而不得分;二是對于突觸后膜接受神經遞質后的反應,學生表述不規范,有的學生寫成“電位變為外負內正”,但實際上可能是變為外負內正,也有可能是外正內負的差值變大,正確的表述應該是“引發電位的變化”。
學生答錯題(2)的原因:一是舊人教版教材中沒有呈現神經遞質發揮作用后的去向,因此學生不知道發揮作用之后的神經遞質不能再發揮作用,錯誤地認為該過程是剩余的小部分神經遞質的作用;二是舊人教版教材中沒有提到神經遞質的總和效應,學生對個別突觸小泡釋放神經遞質產生的效應一無所知。
部分學生答錯題(3)的原因:審題不清,沒有看清題干中的已知條件是鉀離子和氯離子都參與,而是憑借經驗只寫了氯離子內流。
題(4)學生得分率很低。該題是平時練習題的變通,學生練習的題目是在神經纖維的不同部位給予刺激,觀察效應器兩次反應所需要的時間,進而求出興奮在神經纖維上的傳導速度,用的是兩次刺激之間的纖維長度除以兩次刺激效應器反應所用時間的差值。該題同上述練習題的解題思路大同小異,可以用上述的方法,也可以用同一刺激下,兩個微電極之間的距離除以其產生動作電位的時間差。學生答錯此題的原因,從試題中快速獲取和解讀信息的能力不足或是沒有解題思路,或是有思路不會表述。
三、課堂教學的幾點反思及建議
充分重視教材內容的整合。重視新人教版教材及其他不同版本教材知識的描述,將教材(如新舊人教版教材和中圖版教材)內容進行整合,深化對知識的理解,掌握概念、原理、過程和規律性的知識。
加強學生知識遷移能力的培養。讓學生能夠將已有的知識與新問題鏈接起來,運用已有知識分析、說明新問題。這就要求學生不再是死記硬背課本知識,而是要深入理解和應用。
規范答題技巧。規范學生的答題語言,讓學生學會用準確的生物學語言表達自己的觀點;培養學生快速閱讀獲得解題信息的能力;加強學生審題能力的培養。
“模擬考”命題圍繞“一體四層四翼”高考評價體系,充分發揮生物學科育人的功能,考查學生的必備知識、關鍵能力、學科素養及核心價值。其要求學生有全面合理的知識結構,具備扎實的基本能力,如多角度觀察、思考、發現、分析和解決問題的能力,學以致用、理論聯系實踐的能力,獨立思考的能力,批判性和創新性的思維方式。
[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻 ? ]
[1] ?申定健.“神經沖動的產生、傳導和傳遞”專題知識的深度解析及備考策略[J].教學考試,2019(24):18-22.
[2] ?趙沛榮,王君.基于“導學”模式進行“神經系統的結構與功能”復習課的教學設計[J].生物學教學,2017(5):20-21.
[3] ?劉本舉.“神經沖動的產生及傳導”教學分析與建議[J].生物學通報,2016(7):21-24.
[4] ?吳志明.“神經沖動的產生與傳導”相關認知誤區的辨析與建議[J].生物學教學,2013(8):72-73.
(責任編輯 黃春香)