科學思維視域下初中生物學原創試題的命制

劉 楊 李高峰

（陜西師范大學生命科學學院 陜西西安 710119）

只有具備科學思維的學生才能更理性、更自如地面對生活中的問題并作出決策。生物學作為自然科學屬性的課程，非常重視證據與邏輯。所以，科學思維應該是生物學各類考試考查的重點。鑒于此，基于科學思維的內涵及其維度，筆者對初中生物學原創試題的命制進行了嘗試和探索，現舉例來進行闡述。

1 科學思維的內涵

教育的核心在于發展學生的思維，尤其是科學思維。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》將科學思維認定為生物學學科核心素養之一，成為生物學獨特育人價值的有機組成部分。“科學思維是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。”其中，對比分析能力、科學推理能力、模型理解能力、模型建構能力以及科學論證能力應該重點培養與評價。

2 科學思維的測評

2.1 對比分析能力的測評

【例1】性狀的變異有兩種類型：一種是不連續變異，即群體內個體間性狀差異明顯，表現為類別差異，可進行類型劃分。另一種是連續變異，即群體內個體間差異不明顯，表現為數量化差異，不能進行類型劃分。圖1展示了同一物種的6只雄性鳥和6只雌性鳥。哪一行能夠準確描述這種鳥的一些性狀（大小、眼睛周圍是否存在環、雌鳥翅膀上的斑點圖案）的變異類型？ （ ）

圖1 同一物種不同性別的鳥

選項性狀雌鳥··翅膀上的斑點圖案雌雄鳥···的大小雌雄鳥A B C D連續變異連續變異不連續變異不連續變異連續變異不連續變異連續變異不連續變異···眼睛周圍是否存在環不連續變異不連續變異連續變異連續變異

參考答案：A。

試題分析：該題要求學生首先理解“不連續變異”和“連續變異”的內涵，然后對比分析6只雄性鳥和6只雌性鳥的一些性狀（大小、眼睛周圍是否存在環、雌鳥翅膀上的斑點圖案），明確每一個性狀在雌雄鳥之間的共同點和差異點，通過對比分類得出這些性狀的變異類型。

2.2 科學推理能力的測評

【例2】植物的果實的形狀特征決定了該植物的分布情況。圖2中1、2、3分別代表3種植物的果實，圖3中P、Q、R分別代表了不同植物的母株和幼苗生長的分布情況（大黑點代表母株，小黑點代表幼苗）。請問，哪張分布圖與哪種植物相匹配？ （ ）

圖2 三種植物的果實示意圖

圖3 不同植物的母株和幼苗生長的分布情況

A.1-P、2-Q、3-R B.1-P、2-R、3-Q

C.1-Q、2-R、3-P D.1-R、2-Q、3-P

參考答案：C。

試題分析：該題給出3種植物的果實、結構形狀各不同，要求學生根據果實的形狀判斷不同植物的母株和幼苗生長的分布情況。這就要求學生要知曉“種子傳播的途徑”這一知識點，并且根據題目給出果實的結構判斷其種子是哪種傳播途徑，最后基于科學知識進行推理，得出不同植物的母株和幼苗生長的分布情況。

2.3 模型理解能力的測評

【例3】小明在學習人體循環系統后，徒手繪制了簡易的循環系統的路線示意圖（圖4），使用一些字母表示了部分血管。并且在表1中判斷了不同標注的血管處的二氧化碳的濃度高低，你認為他的哪幾種判斷是正確的？ （ ）

圖4 循環系統的路線示意圖

表1 小明的判斷

A.1，2，3，4 B.1，3，4 C.1，4 D.2，3

參考答案：B。

試題分析：該題要求學生分析模型所涉及的各個要素及其結構，解讀“循環系統”模型中的信息，與已學的“體循環”“肺循環”生物學知識相互轉化，從而明確不同標注的血管處的二氧化碳的濃度高低。

2.4 模型建構能力的測評

【例4】動物學博士李老師探究了“動物平均體長與平均產熱率之間的關系”，表2顯示了該探究實驗的數據。運用表中的數據繪制曲線圖。

表2 實驗結果記錄表

參考答案：見圖5。

圖5 動物平均體長與平均產熱率之間的關系曲線

試題分析：該題要求學生根據表格中的數據，建立模型（曲線圖），表達事物之間的關系（動物平均體長與平均產熱率之間的關系）。

2.5 科學論證能力的測評

【例5】劉老師在長期的觀察下，繪制了如圖6所示的野生果樹林中的食物網。由于天氣的原因，如果野果樹的花朵授粉程度變低，請問食物網中的哪種動物受影響最大，為什么？__________________。

圖6 某野生果樹林中的食物網示意圖

參考答案：蝙蝠。因為在食物網中可以看出，蝙蝠的食物來源只有野果樹上的果實，如果野果樹的花朵授粉程度變低，樹上的果實產量就會降低，蝙蝠的唯一食物來源會受到影響。所以，蝙蝠受影響最大。

試題分析：該題以問答式考查了學生的科學論證能力。首先，學生要理解食物網中的信息，明確各生物之間的捕食關系；然后，提出觀點，并基于科學知識對自己的觀點進行論證。

3 結語

基于科學思維，教師在命制生物學試題時，除了需要貼切課程標準要求考查的維度和內容外，還需要從題型和設問兩個方面下功夫。一方面，增加圖表題型的比重，因為“圖表試題隱藏著大量的生物學信息，考生對圖像的識別分析能力直接能反映其對知識點是否真正掌握”。另一方面，改用問答式試題考查科學思維。傳統的填空式試題割裂了學生的思維系統，將其碎片化，不利于學生科學思維的完整輸出。所以，教師可運用問答式試題“牽出”學生系統的、全面的思維與邏輯。