例談借助科技論文命制初中生物學原創試題*

劉 楊 李高峰

（陜西師范大學生命科學學院 陜西西安 710119）

問題情境的創設可有效地提升生物學試題的命制質量[1]。其中，考查學生科學思維、科學探究能力的生物學試題的情境多源于科技論文中呈現的科學研究的過程和成果、科學技術與社會的聯系[2]。借助科技論文命制生物學試題，既能保證問題情境的真實性和科學性，又能體現學科的應用價值[3]。所以，命題工作者應該緊扣“生物學學科核心素養”這一考查依據，結合考查內容的深度與廣度，充分挖掘科技論文素材的教育價值，呈現必要的問題情境，有效地命制試題。筆者借助科技論文對初中生物學原創試題的命制進行了嘗試和探索。

1 借助科技論文命制試題的基本步驟

試題命制的第1 步是明確考查的素養指標，即基于課程標準分析，細化4 個生物學學科核心素養，明確學生應該達到的“學習期望”；第2 步是結合初中生物學大概念，構建雙向細目表，明晰以哪些重要概念為載體考查學生的特定素養指標；第3 步是在考查內容的范圍內搜集相關的權威的科技論文，對科技論文進行剖析，充分挖掘命題的素材，例如，科學研究的方法、過程和實驗數據；第4 步是剔除冗余信息，精簡研究過程和圖表數據，以生物學探究性學習中常用的詞語進行表述；第5 步是密切圍繞考查指標，從考生的認知水平入手，由淺入深、由簡單到復雜地設計多個具有層次性的問題；第6 步是采用“雙位編碼”的方式，明確評分標準。

2 例析初中生物學原創試題

例題1，農業科技人員想探究“杏樹以扦插方式繁殖的成活率”這一問題。分別用50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L 濃度的植物生長調節劑NAA、IBA 處理枝條，并實施了CK 組實驗——用清水處理枝條。每個實驗各處理扦插插穗數量30 根。在統一處理的插床上實驗觀察，分別在扦插后35 d、45 d、55 d 觀察扦插成活率，得到了如圖1所示的實驗數據。請回答：

圖1

1）CK 組實驗的作用是作對照。

2）每個實驗各處理扦插插穗數量為30 根，為什么不是2 根、3 根？原因是排除偶然性。

3）根據上圖數據，你認為哪一種濃度的植物生長調節劑效果最好？為什么？

評分標準如表1所示：

表1 評分標準

試題評析：科學探究主要包括“問題、證據、解釋、表達”4 個維度。“問題”維度主要指：基于對一般現象的觀察，能提出、識別、明確可探究的問題；“證據”維度主要指：以觀察、調查、實驗等合理的方式獲取證據，并通過圖或表呈現收集到的證據；“解釋”維度主要指：在證據的基礎上獲取科學的結論；“表達”維度主要指：通過合適的方式呈現自己的觀點，并能與他人交流、評估[4]。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[5]。其中，對比分析能力、科學推理能力、模型理解能力、構建模型能力，以及科學論證能力應該重點培養與評價[6]。

參照上述的“借助科技論文命制試題的基本步驟”，命題者擬以“營養繁殖及其方式”這一重要概念為載體考查學生的科學探究和科學思維中的部分素養。為此，以核心期刊《北方園藝》中的“不同激素處理對4 個李杏砧木品種硬枝扦插成活率的影響”[7]這篇科技論文為背景設計了例題1。命題者剔除科技論文中冗余信息，用初中生容易理解的語詞描述了研究過程和實驗數據，創設了科學研究實驗類情境，以科學探究方法為主線，層層遞進地設置了填空題和問答題，形成了系統的問題鏈。第1 問、第2 問主要考查學生對“對照實驗原則”“重復實驗原則”的認知和應用，屬于科學探究中的“以觀察、調查、實驗等合理的方式獲取證據”這一考查指標。第3 問主要要求學生基于對圖中的實驗結果的分析，得出實驗結論并進行論證，考查了科學探究中的“在證據的基礎上獲取科學的結論”，以及科學思維中的“模型理解”和“科學論證”。此外，第3 問的評分標準如表1所示，明確了得分要點和等級劃分，使評分工作明確清晰。

例題2，化感作用是指植物的代謝分泌物（化感物質）對環境中其他植物的有利或不利的作用。農業科技人員想通過探究“黃精各部位水提液對蘿卜種子萌發的影響”，以獲取黃精中化感物質的存在部位，并判斷對其他植物生長的影響，從而明確黃精是否適合與農作物種植在一起。為此，農業科技人員用水分別浸提黃精植株不同組織（根莖、莖稈、葉片、果實），按照每毫升水浸提0.05g 干組織樣本的比例浸提，之后分別用不同部位的水提液處理60 個蘿卜種子，再設置對照實驗（CK 組實驗，用蒸餾水處理60 個蘿卜種子）。得到的處理結果如圖2所示：

圖2[8]

1）實驗中使用同一品種的蘿卜種子的原因是__控制單一變量_；

2）基于實驗結果，你認為黃精植株不同部位水提液處理后蘿卜種子的發芽率大小順序為（A）；

A.莖稈＞葉片＞果實＞根莖

B.果實＞葉片＞莖稈＞根莖

C.莖稈＞根莖＞果實＞葉片

D.葉片＞莖稈＞果實＞根莖

3）你認為黃精植株不同部位（根莖、莖稈、葉片、果實）的水提液分別對蘿卜種子的發芽率具有怎樣的影響。基于此，你認為黃精是否適合與農作物種植在一起？

評分標準如表2所示：

表2 評分標準

試題評析：同樣，命題者擬以“知道種子結構、種子萌發的條件和過程”這一重要概念為載體考查學生的部分科學探究能力和科學思維。為此，以核心期刊《北方園藝》中的“黃精對3 種作物種子萌發和幼苗生長的化感作用”[8]這篇科技論文為背景設計了例題2。在轉化為初中生物學試題的過程中，命題者需要挖掘該科學研究的方法、過程和實驗數據，創設學生容易理解的“探究黃精對蘿卜種子萌發的影響作用”這一研究實驗類情境，以多樣化題型引導學生基于對實驗過程和數據模型的分析回答相應的問題。該題第1 問考查了學生對“控制單一變量原則”的認知和應用，屬于科學探究中的“以觀察、調查、實驗等合理的方式獲取證據”這一考查指標。第2 問和第3問同樣要求學生基于對圖中的實驗結果的分析，得出觀點并論證，考查了科學探究中的“在證據的基礎上獲取科學的結論”，以及科學思維中的“模型理解”和“科學論證”。此外，第3 問的評分標準明確了得分要點和等級劃分，為評分工作明晰了方向。

3 結語

科技論文信息是生物學試題命制的主要素材源[9]。命題者在搜集素材時，建議選擇近年發表在核心期刊上的科技論文，這是保證試題科學性、時效性和前沿性的重要前提。在建立素材與試題表述之間的聯系時，建議將專業性較強的術語轉變為探究性學習中的詞語，創設學生可理解的問題情境，并簡化實驗表述和圖表數據，嚴格控制題干的信息量，降低學生的閱讀量。此外，問題跨度應由易到難、步步深入，具備合理的難度和良好的區分度，并且設問要簡潔明了，要嚴格貼切考查的素養指標，具備良好的信效度。