廣東卷生物開放性試題分析

李 磊

(廣州市第六中學)

隨著新課改的深入,新高考命題理念逐漸向“能力為重,情境構建,素養提升,價值引領”轉變。開放性問題對學生的分析能力、綜合運用知識能力以及發散思維能力、創新能力都提出了更高要求,更有利于對拔尖人才的選拔,越來越受到高考命題的青睞。生物開放性試題是指對生物問題情境、思維過程、結論無必然限制,能很好地考查學生科學思維的靈活性、廣闊性、知識整合和創新能力的試題。其特點是試題的條件、方法及結論之間沒有一一對應的因果關系。筆者總結近兩年高考廣東卷生物試題中部分開放性試題的來源、主要考查知識及核心素養等,見表1。

表1

通過上表可知,近兩年高考廣東卷生物試題中,開放性試題的比例逐漸增高,考查的知識更豐富,學生能力要求逐漸提升,對核心素養的體現越來越多。

目前學術界普遍認可的開放性試題可分為四種類型,分別是條件開放型試題、結論開放型試題、過程開放型試題以及這三種類型試題中兩兩組合或全部含有的綜合性試題。

1.結論開放型

結論開放型試題改變了唯一答案的原有形式,只要結論的方向沒有錯,很多答案都可以是正確的。

例1.(2023年高考廣東卷生物試題第18題,節選)光合作用機理是作物高產的重要理論基礎。大田常規栽培時,水稻野生型(WT)的產量和黃綠葉突變體(ygl)的產量差異不明顯,但在高密度栽培條件下ygl產量更高,其相關生理特征見下表2和圖1。(光飽和點:光合速率不再隨光照強度增加時的光照強度;光補償點:光合過程中吸收的CO2與呼吸過程中釋放的CO2等量時的光照強度)

a

b

c

表2

分析圖表,回答下列問題:

(4)試分析在0～50 μmol·m-2·s-1范圍的低光照強度下,WT和ygl凈光合速率的變化,在答題卡給出的坐標系中繪制凈光合速率趨勢曲線。在此基礎上分析圖1和你繪制的曲線,比較高光照強度和低光照強度條件下WT和ygl的凈光合速率,提出一個科學問題_______________________。

參考答案：為什么低光照強度下WT的凈光合速率比ygl的大,而高光照強度下WT的凈光合速率比ygl的小;為何高光照強度下ygl的凈光合速率比WT大,但低光照下ygl的凈光合速率比WT小

評析：本題以水稻野生型(WT)和黃綠葉突變體(ygl)在不同光照強度下的凈光合速率為背景,考查學生獲取信息、邏輯分析能力和提出問題的能力。實驗的自變量是光照強度,因變量是WT和ygl的凈光合速率。

2.過程開放型

過程開放型試題是指在解決問題時所用的方法或經歷的過程或運用的思維方法有多種,但最終得到相同結論的題目。2023年高考廣東卷生物試題中17題(4)和19(2)③都屬于過程開放型設問。

例2.(2023年高考廣東卷生物試題第19題,節選)神經肌肉接頭是神經控制骨骼肌收縮的關鍵結構,其形成機制見圖2。神經末梢釋放的蛋白A與肌細胞膜蛋白I結合形成復合物,該復合物與膜蛋白M結合觸發肌細胞內信號轉導,使神經遞質乙酰膽堿(ACh)的受體(AChR)在突觸后膜成簇組裝,最終形成成熟的神經肌肉接頭。

圖2

回答下列問題:

(2)重癥肌無力是一種神經肌肉接頭功能異常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗體結合方法檢測患者AChR抗體,大部分呈陽性,少部分呈陰性。為何AChR抗體陰性者仍表現出肌無力癥狀?為探究該問題,研究者作出假設并進行探究。

③若想采用實驗動物驗證假設二提出的致病機制,你的研究思路是________________。

參考答案：向實驗動物注射A或I或M或假設二中的抗體或患者血清中的抗體,觀察能否形成成熟的神經肌肉接頭或AChR是否成簇組裝或是否出現肌無力癥狀;向患病動物注射抗體的抑制劑,觀察患病癥狀是否好轉或減輕

評析：本題以重癥肌無力這種自身免疫病的形成原因為背景,考查學生獲取信息能力、邏輯分析能力和設計實驗能力。第③問讓學生以實驗動物驗證假設二提出的致病機制,需要學生明確實驗的目的、自變量及因變量,并綜合考慮自變量易于操作、因變量便于檢測等限制。這種開放性設問增強了試題的靈活性,為防止學生思維固化、命題者題型固化、命題方式固化起到了積極作用。

3.綜合開放型

綜合開放型試題,一般題目中僅給出一定的材料背景,解題方法和結論都要求學生在情境中自行尋找。對于這種問題,由于學生思考角度與經驗背景不同,從材料中得到信息不同,使用的解題策略不同,可能得出不同的結論。

例3.(2023年高考廣東卷生物試題第21題,節選)上世紀70—90年代珠海淇澳島紅樹林植被退化,形成的裸灘被外來入侵植物互花米草占據,天然紅樹林秋茄(喬木)-老鼠簕(灌木)群落僅存32 hm2。為保護和恢復紅樹林植被,科技人員在互花米草侵占的灘涂上成功種植紅樹植物無瓣海桑,現已營造以無瓣海桑為主的人工紅樹林600 hm2。各林齡群落的相關特征見下表3。

回答下列問題:

(3)無瓣海桑是引種自南亞地區的大喬木,生長速度快,5年能大量開花結果,現已適應華南濱海濕地。有學者認為無瓣海桑有可能成為新的外來入侵植物。據表分析,提出你的觀點和理由________________________________。

參考答案：贊同 理由:無瓣海桑生長繁殖快或“生長速度快”可用表中數據代表(如第3～第8年,無瓣海桑群落高度由3.2 m長到11 m)、適應能力強或能適應濱海濕地環境;高郁閉度(80%)下幼苗更新;不贊同 理由:高郁閉度下無瓣海桑林和原始紅樹林均無幼苗更新

評析：本題以珠海淇澳島紅樹林植被的演替和生物入侵為背景,考查學生獲取信息能力、邏輯分析能力和解決實際問題的能力。第(3)問讓學生分析無瓣海桑是否有可能成為新的外來入侵植物,這種開放性設問需要學生綜合運用所學知識來解答,對學生的要求比較高。學生篩選不同的條件,可能會得出不同的結論,體現了學生不同的思維角度和方式,“綜合開放性”試題的適度開放,不僅有利于不同層次的學生發揮自己的生物學能力,而且對中學生物教學有積極導向。

在日常教學中,我們應該從熟悉新教材開始,科學整合新教材內容,不斷改進教學方法,以學生為主體,激發學生對生物的潛在學習興趣,提高將所掌握的知識與技能合理應用于實踐中解決問題的信心,逐步提升學生的關鍵能力。

新教材中有很多開放性問題,例如,每節開篇的“問題探討” “思考·討論” “探究·實踐” “思維訓練”等模塊,都是開放性很強的問題,對學生思維的開放性有很大促進作用。在開放性的課堂上,用好了這些開放性素材,可以更好地激發學生思維的靈活性、發散性、創新性,培養學生的實驗探究能力,分析、解決實際問題的能力。