指向問題解決的生物學原創試題命制
——以一道浙江省選考生物學試題的改編為例

肖禮濤 江楹華

(1.江西省贛州市教育教學科學研究所 2.江西省贛州市第一中學)

情境指具體場合的情形、景象或境地,釋義為具有一定情節的環境。在教育測評中,情境往往指試題所提供的具有一定綜合性、情節性、復雜性的信息,是和設問相結合用來刺激被試者,使其將潛在的心理特質表現出來的試題已知信息。傳統的測評生物學科單一能力的試題,通常無情境或者只有簡化情境,即經加工去除無關或干擾信息后以高度抽象化、邏輯化、簡潔化狀態呈現。測評核心素養的真實情境試題,往往取材于現實中的事件、過程、現象,信息豐富且雜亂,沒有重點和邏輯主線,通過指向問題解決的設問落實對核心素養的測評。浙江省選考生物學試題存在大量情境化試題,其中部分試題對真實情境的利用并不充分。下面以一道浙江省2023年1月選考生物學試題為例,說明如何命制基于真實情境指向問題解決的生物學試題。

1.原題呈現與試題分析

1.1 原題呈現

2021年,棲居在我國西雙版納的一群亞洲象有過一段北遷的歷程。時隔一年多的2022年12月,又有一群亞洲象開啟了新的旅程,沿途穿越了森林及農田等一系列生態系統,再次引起人們的關注。回答下列問題:

(1)植物通常是生態系統中的生產者,供養著眾多的________和分解者。亞洲象取食草本植物,既從植物中獲取物質和能量,也有利于植物________的傳播。亞洲象在食草的食物鏈中位于第________營養級。

(2)亞洲象經過一片玉米地,采食了部分玉米,對該農田群落結構而言,最易改變的是群落的________結構;對該玉米地生物多樣性的影響是降低了________多樣性。這塊經亞洲象采食的玉米地,若退耕后自然演替成森林群落,這種群落演替類型稱為________演替。

(3)與森林相比,玉米地的抗干擾能力弱,維護系統穩定的能力差,下列各項中屬于其原因的是哪幾項?________(A.物種豐富度低 B.結構簡單 C.功能薄弱 D.氣候多變)

(4)亞洲象常年的棲息地熱帶雨林,植物生長茂盛,凋落物多,但土壤中有機質含量低。土壤中有機質含量低的原因是:在雨林高溫、高濕的環境下,。

參考答案：(1)消費者 繁殖體 二 (2)水平 遺傳 次生 (3)ABC (4)分解者將有機物快速分解為無機物

1.2 試題分析

該題通過社會熱點事件創設真實情境,主要考查了群落結構及演替、生態系統的結構、生態系統的穩定性等知識點,難度中等偏易,既能很好地考查記憶、理解等低階思維能力,又能測評應用、分析等高階思維能力。但是,該題仍存在以下不足之處:一是沒有找準真實情境與生物學的內在聯系及切入點,有真實情境,但沒有緊緊圍繞該情境去設問,除第二問亞洲象遷徙過程中采食玉米外,其他題目在解題過程中無需從情境中獲取任何有效信息;二是沒有體現生物學獨特的育人價值,考試評價應遵循立德樹人的指導思想,培養學生愛國情懷和社會責任感,發揮導向性和激勵性的作用,促進學生生物學學科核心素養水平的提升,該題可通過引導學生關注社會熱點議題,潛移默化地植入正確的價值觀;三是沒有體現對評價、創造等高階思維能力的考查,試題情境過于簡單,題干信息不足,設問不夠開放,不能有效地區分不同素養水平的學生。

2.試題改編

2020年3月起,15只野生亞洲象成群結隊走出位于云南省西雙版納國家級自然保護區的野象谷,開始了一段長達18個月、跨越千余公里的北移南歸之旅。網友將其戲稱為“離家出走”,同時也十分關心象群為什么出走、能否找到回家的路等問題。網絡上對象群出走的原因眾說紛紜,專家懷疑西雙版納橡膠產業蓬勃發展,種植面積迅速增大,并且當年高溫少雨,干旱嚴重等因素,最終使象群在本能驅使下通過遷徙尋找更適合的棲息地。請回答下列問題:

(1)試從生態位的角度分析,象群“離家出走”的原因是。

(2)象群最終順利南歸,離群的小象也能及時歸隊。亞洲象可憑借驚人的記憶力、聽覺、嗅覺和磁場感應辨別位置和方向,說明在生態系統中,信息傳遞具有________的功能。

(3)象群踐踏玉米地后,只剩一片片倒伏的玉米秸稈。有當地村民采取焚燒秸稈的方式增肥,也有村民采用堆埋秸稈碎渣的方式漚肥,試評價上述兩種措施的優劣:____________________。

(4)綠水青山就是金山銀山,人與大象同屬于地球生命共同體。請結合題中信息和所學知識,提出一條保護亞洲象種群的有效措施:____________________。

參考答案：(1)橡膠種植面積迅速增大和氣候異常使人象矛盾加劇,象群棲息地縮小,食物減少,生態位壓縮,因此出現遷徙行為 (2)保證生物的(遷徙等)生命活動正常進行 (3)前者焚燒秸稈產生草木灰,可快速為土壤補充礦質元素,實現氮、磷、鉀等元素的物質循環,但易造成空氣污染;后者通過土壤微生物持續的分解作用可實現相同目的,且不會造成空氣污染 (4)減少對保護區的人為干擾;恢復亞洲象棲息地的原始植被;控制橡膠林的種植面積(合理即可)

3.考查指向

命題緊扣《中國高考評價體系》中“四層”的要求,從必備知識、關鍵能力、學科素養和核心價值四個維度對學生進行考查。

表1 改編試題的考查指向

4.命題亮點

4.1 創設真實情境

本題以社會熱點事件——亞洲象“離家出走”創設情境,素材來源可靠且內容真實,貼近學生生活實際,做到了新穎、真實、科學、恰當且具有時效性,符合新高考命題的趨勢。在該情境中提出多個真實問題,包括“象群為什么‘離家出走’” “象群為什么能找到回家的路” “應采用何種方式處理玉米秸稈” “怎樣保護亞洲象種群”。設問緊緊圍繞真實情境中的問題,避免了有情境無問題的命題弊端。

4.2 指向問題解決

《普通高中生物學課程標準》在命題建議中提到:試題情境應有一定的信息量和復雜度,能夠成為學生綜合運用學科知識分析和解決實際問題的載體。與原題不同,改編題的四個小題設問均指向問題解決,第(1)小題要求學生分析象群遷徙的原因,第(2)小題要求學生應用信息傳遞在生態系統中的作用,解釋象群能準確辨別方向的現象,第(3)小題要求學生通過比較兩種玉米秸稈處理方式的優劣從而做出正確的選擇,第(4)小題要求學生在切身感受亞洲象的生存困境的基礎上提出合理的解決對策。

4.3 測評高階思維

原題雖考查了學生的思維能力,但更多局限于記憶、理解等低階思維能力,不涉及高階思維能力中的評價、創造。改編題則很好地補齊了短板。第(3)(4)小題的設問相對開放,學生在評價兩種玉米秸稈處理方式的優劣和提出保護亞洲象種群的措施時,高階思維能力得以充分體現,因此該題可以較好地區分不同素養水平的學生。

4.4 凸顯育人價值

原題忽視了高考命題的“一核”,即立德樹人、服務選才、引導教學,沒有將試題作為課程思政融入生物學教學與教育測評的載體。改編題的第(1)(3)(4)小題潛移默化地幫助學生樹立地球生命共同體的意識,培養保護野生動物棲息地、減少空氣污染的社會責任感,達到啟迪心智、潤物無聲的效果,凸顯生物學獨特的育人價值。

5.解題指導

本題是一道基于真實情境的材料分析題,解題時可遵循以下思維路徑。首先,審讀材料與設問,提取關鍵信息。從題干中提取關鍵句“橡膠產業蓬勃發展,種植面積迅速增大,并且當年高溫少雨,干旱嚴重”,可作為解答第(1)小題的依據;從第(2)小題設問中提取“辨別位置和方向” “南歸” “歸隊”等關鍵詞作為解題依據;從第(3)小題設問中提取“焚燒” “堆埋”等關鍵詞作為解題依據。其次,分析關鍵信息,找準答題切入點。例如第(1)小題,要求從生態位角度進行分析,可先回歸教材,聯想生態位概念,然后結合信息提示的人象矛盾加劇,象群棲息地縮小,食物減少,最終推測原因是生態位壓縮,導致象群遷徙。又如第(3)小題,焚燒得到草木灰即無機鹽,可為土壤補充礦質元素,而堆埋需借助土壤微生物(分解者)的分解作用,將有機物分解為無機物,也可為土壤補充礦質元素。從所需時間和對環境的影響角度分析,前者較快但污染空氣,后者較慢但不造成污染。最后,綜合題中信息和所學知識,建立材料、問題和教材之間的聯系,從切入點展開作答,回歸教材,語言表達注重邏輯。

6.教學建議

研究高考試題對生物學教學有重要的指導作用。新高考卷情境化試題屢見不鮮,具有閱讀量增加、難度增大、信息冗余、結構不良、答案開放等明顯特征,對生物學課堂教學提出了更高的要求。為適應新形勢,高中生物學教師可從以下幾個方面優化教學策略:一是注重真實情境教學,以情境創設問題,以問題驅動活動,以“情境-問題-活動”為線索組織課堂教學;二是注重課堂表現評價,放手讓學生開口表達、動手實踐,在綜合運用所學知識和技能解決實際問題的過程中培養學生的高階科學思維能力;三是注重將課程思政融入教學,以立德樹人為根本任務,打造素養導向的高中生物學課堂。