芻議高考復習教學中的大學學科思維運用

安徽 劉 琛

高中生物知識往往是大學相應分支學科理論體系內容的精編概要，為了適應學生的理解水平，這些知識往往進行過矮化、縮減。此種處理的好處是學生易理解，符合高中階段的認知水平，而弊端是面對某些具象情境問題時，高中的認知水平會成為瓶頸，形成學生理解的桎梏，造成實際的解題困難。在備戰高考的復習教學中，滲透大學學科思維而導致學生解題困難的例子屢見不鮮，本文試舉兩例，希望能為教師在遇到此類問題時提供參考，以有助于教師的教學。

1.神經生理學中離子濃度分布與電位變化問題

【例1】血液中K+濃度顯著增高會導致心肌細胞興奮性降低，甚至完全喪失，有心跳驟停的危險。下列解釋合理的是

( )

A.靜息電位絕對值增大，會使Na+內流增多

B.靜息電位絕對值增大，會使Na+內流減少

C.靜息電位絕對值過度減小，會促進Na+內流

D.靜息電位絕對值過度減小，會阻礙Na+內流

【解析】高中生很難理解此題中的病理機制，一般學生會認為K+濃度升高，導致K+外流減少，靜息電位減小，更容易誘發動作電位，故興奮性增強，從而產生與題干信息相反的判斷，造成誤判。實際上此題并非那么簡單，涉及的神經電生理學和病理學機制也比較復雜。在醫學院校的病理學教材中，K+濃度升高導致興奮性改變有三種情況：①急性輕度高血鉀癥使得K+內外濃度差變小，K+外流減少，靜息電位減小，興奮性會因為接近閾電位而暫時升高。②急性重度高血鉀癥使得靜息電位過度減小，過于接近閾電位，導致快鈉通道失活，Na+內流受阻，興奮性降低。快鈉通道有三種功能狀態：關閉、激活、失活。由于靜息電位過度減小無法回到正常靜息電位水平導致激活過程受阻，表現為快鈉通道失活。當其處于失活狀態時，快鈉通道必須伴隨膜復極化先進入關閉狀態才能再次被激活。③慢性高血鉀癥由于病程緩慢，細胞內外K+濃度梯度變化不明顯，因而興奮性變化不明顯。

本題題干中“顯著”這個關鍵詞都是在暗示K+濃度升高導致的情況應為急性重度高血鉀癥，而由此導致的興奮性變化也自然由于快鈉通道失活而下降。這部分知識對于高中學生甚至是高中教師都是不要求掌握的，但利用單薄的高中神經生理學知識也可以“避重就輕”地巧妙解題。題干中已經明確“K+濃度顯著增高會導致心肌細胞興奮性降低”，而按照高中生的理解水平，導致心肌細胞興奮的原因是Na+內流，既然興奮性降低，那直接原因必然就是Na+內流受阻。

由此可見，上述兩種解題思路中接地氣的”、易于學生理解的顯然是后者。教師在講解這種類型的習題時，應弱化復雜的神經電生理學及病理學機制，強化對題干中解題所需關鍵詞的挖掘和神經調節中靜息電位維持、恢復和動作電位發生機制的基礎知識體系。這種習題對解題技巧的考查比重顯然超過了對知識點掌握的考查。若想全面了解本題的知識點背景，就應當充分了解第一種解題思路中涉及的K+濃度升高導致興奮性變化的病理機制，但這對于高中階段的學生來說是不必要的。教師在講解此題時，也沒有必要補充快鈉通道失活的相關知識點，應當矮化此題的知識點高度，回歸高中知識體系，強化學生對解題技巧的運用。在考查神經生理學中離子濃度分布與電位變化問題的其他試題中，有些題目就沒有過度拔高知識點來裝點題干，而是在題目內核——生物學邏輯思維上下功夫，且最后還是回歸到高中生物知識點當中。簡單來說，就是用高中的生物學知識也能解決大學級別的問題。例如：將某神經細胞分別置于高鈉海水、正常海水、低鈉海水的溶液環境中，分析動作電位發生的差異。本題看似復雜，但利用高中的生物學知識就可以應付。教師在上課時往往都會強調動作電位發生的電位差和Na+的內外濃度差息息相關，二者的幅度與峰值呈正相關。以此為依據便可探究這三種溶液環境中高濃度、中濃度、低濃度的Na+所造成的某神經細胞Na+內流產生高峰值、中峰值、低峰值的動作電位。本題知識點考查適度，解析邏輯思路新穎、清晰、明確，是此類型試題的范例。題目來源于教材，深化于課堂，這才是有生命力的試題。

2.生態學中生態效率參數的大小規律比較問題

【例2】如圖是生態系統的能量流動圖解，N1～N6表示能量數值，下列有關敘述中正確的是

( )

A.蜣螂同化的能量屬于第二營養級的能量

B.最高營養級同化量的去向是呼吸作用散失；用于生長、發育和繁殖；流入分解者

C.草食性動物N5/N4的值大于肉食動物的這一比值

日糧中的纖維物質不僅具有刺激反芻動物反芻和唾液分泌的作用，而且為反芻動物提供能量，并以脂肪的形式在體內儲存起來[4]。反芻動物主要利用粗纖維中的纖維素和半纖維素，對木質素難以利用。在日糧粗纖維含量相同的情況下，如果其具體組成不同，其消化降解必然存在差別。因此，在反芻動物粗纖維營養研究方面，國內外已普遍采用NDF和ADF的消化率作為衡量反芻動物對粗纖維利用能力的指標。

D.高營養級生物呼吸作用的散失量占自身同化量的比值通常大于低營養級的生物

【答案】D

【解析】本題的A、B兩個選項是常規考查項，只涉及基礎知識體系。A選項中蜣螂屬于分解者，不參與營養級構建。B選項還要考慮最高營養級未利用的能量部分，學生較易判斷。而本題的C、D兩個選項考查的是對營養級內生態效率參數的大小關系的比較，這些內容屬于高校生態學教材中的相關內容，在高中階段是被屏蔽的，要利用其中的核心概念含義進行思路推演，而高中學生較難梳理解題思路。C選項考查的是對草食性動物與肉食性動物同化效率大小關系的比較，所謂同化效率，對于植物來說，是指在吸收的光能中被光合作用固定的能量所占的比例。對于動物來說，是指在攝食的能量中被同化的能量所占的比例；其中，由于肉食性動物的食物在化學成分上比草食性動物的食物更接近自身組織，故同化效率會更高，C選項錯誤；D選項考查的是對不同營養級的組織生長效率大小關系的比較，所謂組織生長效率，是指某一營養級同化量中凈生產量所占的比例。但本題考查的是與其呈負相關的呼吸作用散失量所占的比例。一般情況下，對于生長效率來說，植物的生長效率高于動物的生長效率、小型動物高于大型動物、幼年動物高于老年動物、變溫動物高于恒溫動物。由此可見，高營養級的生長效率通常小于低營養級的生長效率，則呼吸作用散失量所占的比例與之相反，D選項正確。

深入分析，不難發現，C選項關注營養級之間的能量轉化效率和物質組成關系，D選項關注不同營養級呼吸消耗量所占比重，這兩個選項涉及的生態效率概念對于學生較為陌生，更談不上應用。教師在這部分知識點的講授或習題講解中往往也不會提及，更談不上深入分析。所以考查的意義、價值并不大。更高明的方式應該是在題干中補充一些對概念的解釋，而后指導學生應用現有知識進行分析；或者以倒置的方式進行考查，明確這些生態效率的大小關系，讓學生解釋其原因。總的來說，重邏輯、輕知識才是在命題中深化知識點考查的“王道”。

上述的兩個例子說明高中生物學科的復習教學既是對知識的反芻消化，又是對基礎知識的拓展升華，本文所列舉習題的命題思路明顯深化了知識體系，拔高了知識理論層次，這類習題并不是個案，而是普遍存在于高中生物復習教學的習題中。若教師沉溺于大學知識點的汪洋大海中，則很容易迷失方向，也偏離了高中的教育主旨，得不償失。所以教師要格外注意基礎訓練和深化探究的平衡，把握難度。不應一味迎合這種試題的解題要求，在日常復習教學中大量補充大學知識，空洞拔高所謂的知識層次而忽略對學科基本科學思維的培養，脫離高中生物學的知識點體系。教師應該立足教材、服務教材，構建高中知識體系與大學知識體系的緩沖區，最終建立屬于高中層次的學科知識網絡。

3.建議

針對上文所述的指導思想，筆者嘗試性地就高考復習教學中的大學學科思維運用提出兩點建議，以供大家參考。

(1)追逐核心概念，提高知識體系的認知維度

最新人教版高中生物學教材已對多個生物學術語名詞進行修改，如“藍藻”改為“藍細菌著絲點”改為“著絲粒交叉互換”改為“互換”等；對一些核心概念也進行了升級，如肽鍵的化學結構式、高能磷酸鍵的隱去、光合作用的[H]改為NADPH等；還補充了一些核心概念，如增加表觀遺傳的內容等。這些修改明顯都有大學知識內容的滲透，但這種拔高很有必要，可以使學生的理解層次得到提高，與主流認知體系接軌，便于學生日后學習的延伸和升華。教師在教學中，甚至可以穿插對新、舊教材變化的比較，使得學生思辨性地掌握現有知識體系。

(2)舍棄相悖或冗余內容，強化高中知識體系的主干

對一些核心概念的歸屬分類，高中和大學的認知判斷常常會出現一些相悖的情況，如細胞核是否為細胞器、細菌染色體的概念、胞吞和胞吐是否為主動運輸等，這些問題更多是人類由于認知維度不同而產生的不同結論，爭論對錯沒有實際價值，所以在教學中，特別是復習教學中，教師應舍棄對這些問題的討論，糾正學生激進的思考方向，將學生的注意力及時轉化到對高中知識主干的學習和思考。

大學部分的內容，有些甚至是前沿的科學研究成果，人們對此的理解還不是很透徹。如果此時給學生補充，會造成理解上的混亂，比如新教材將細胞自噬作為細胞的第三種死亡方式，教材編寫的內容本就是點到為止，教師教學時也不必深化太多。最新的高校細胞生物學教材中明確提及細胞凋亡、細胞壞死和細胞自噬都是細胞的程序性死亡，受基因調控。若按照上述邏輯展開教學，則和高中相關部分的內容嚴重背離，導致學生無法做題。所以，教師必須按照高中知識主干修剪枝蔓，讓大學內容為高中教學所用。