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楊帆:高考生物:考什麼、怎麼考?

楊 帆1 李秀芹2

(1. 教育部考試中心, 北京 100084;

2. 北京聯合大學, 北京 100101)

楊 帆(1963—), 女, 教育部考試中心, 副研究員;

李秀芹(1966—), 女, 北京聯合大學, 副教授

摘要:“考什麼”和“怎麼考”是考試命題不可逾越的兩大核心問題。 基於不同角度, 對高考生物學科“考什麼”的問題, 可以有多種答案。 本文認為, 應該首先關注國務院下發的相關檔、《考試大綱》《考試說明》等從不同層面對這個問題的回答。 高考生物學科“怎麼考”也可以有多種思考角度和答案, 本文所關注的是試題的設計思路問題, 並依託相關的研究成果, 探討了高考生物學科試題編制過程中如何體現原創性、科學性、匹配性、簡約性等設計理念,

並討論了原創性和“萬變不離其宗”、科學性和模糊性、設問和答案匹配、簡約和解題條件充分等關係。

高考是一項倍受社會關注的教育考試。 生物高考作為高考的組成部分, 在國家人才選拔、導向中學教學和實現社會公平中起著非常重要的作用。 自1977年恢復高考到2017年, 40年來生物學科在不同時期的高考中所扮演的角色是不同的, 生物學科在高考中所占的分數也在發生變化, 如1981年在高考總分中占30分, 1993年占70分, 1999年在廣東省高考總分中占150分, 2014年在高考廣西理科綜合能力測試(大綱卷)中占72分, 2016年在全國大部分省市高考的理科綜合能力測試卷中占90分, 2016年高考生物單科(海南卷)中占100分。

雖然生物學科在高考中所占分數一直在發生變化, 但是考什麼、怎麼考的問題在生物高考的核心地位卻是不可替代的。 因此要編好高考生物試題, 必須明確考什麼、怎麼考。 換言之, 編制好高考生物試題必須著眼於這兩大核心問題。 只有準確地把握好這兩方面問題的內涵並恰到好處地處理好二者的內在關聯, 才能設計出優質的生物試題。 本文從與高考有關的政策等入手探討高考生物學科“考什麼”的問題, 依託相關的研究成果, 從相對微觀的角度探討高考生物學科“怎麼考”的問題, 總結提煉出對今後生物學科命題具有一定指導意義的編創原則, 以期能進一步拓寬高考生物學科試題的設計思路。

1高考生物學科“考什麼”

1.1影響高考生物學科“考什麼”的因素

“考什麼”“怎麼考”的問題是各學科高考的核心問題。 關於高考“考什麼”的問題, 最新的論述是教育部考試中心主任姜鋼在2016年10月刊發的《探索構建高考評價體系, 全方位推進高考內容改革》一文。 該文從必備知識、關鍵能力、科學素養、核心價值等層面給予了概括性的回答[1]。 事實上, 能夠影響高考生物“考什麼”這一問題的因素是多種多樣的、是多元的。 例如從宏觀層面講, 有2014年國務院發佈的《關於深化考試招生制度改革的實施意見》(以下簡稱《實施意見》);從中觀層面講, 有考試大綱和考試說明、普通高中生物課程標準和教材;從微觀層面講, 有課題研究成果、專家對試題的評價報告,

乃至某一位生物教師對高考命題提出的合理化建議。 本文從宏觀和中觀層面分析影響高考“考什麼”這一核心問題的因素, 希望有助於拓展對“考什麼”問題的思考。

《實施意見》提出要“深化高考考試內容改革”“要依據高校人才選拔要求和國家課程標準科學設計命題內容, 著重考查學生獨立思考和運用所學知識分析問題和解決問題的能力”[2]。 為落實《實施意見》的要求, 高考各學科採取了不同的方法, 如生物學科依據高校的要求和高中課程標準, 嘗試對考生的批判性思維能力、探究能力、以及運用生物學知識解決實際問題能力的考查。

《實施意見》提出“2015年起增加使用全國統一試卷省份”的要求。 2016年高考,

廣東等6省市由過去的自主命題調整為一些學科使用全國統一試卷。 這一調整意味著這些省的考試內容需要向全國卷靠攏, 由於原自主命題省份的考試內容與全國卷的考試內容存在不同程度的差別, 比較一致的, 過渡就相對容易一些, 差異大的, 過渡就在一定的難度。 這說明《實施意見》引起了原自主命題省份考試內容的變化, 這也是《實施意見》影響考試內容的例子。

考試大綱、考試說明與“考什麼”的聯繫更為密切。 考試大綱和考試說明規定了高考生物學科的能力要求和知識考查要求。 與考試大綱不同的是考試說明還指出了考試形式和試卷結構等資訊。 如2016年版的考試大綱和考試說明提出的能力要求包括理解能力、實驗與探究能力、獲取資訊能力、綜合應用能力;所要考查的知識內容包括分子與細胞、遺傳與進化、穩態與環境、實驗等必考內容, 以及生物技術實踐和現代生物科技專題等選考內容[3]。考試大綱和考試說明是命題和考生複習備考的依據。普通高中生物課程標準是考試大綱制定的依據和參照,考試大綱中規定的考試內容基本是根據標準確定的,教材則是命題的參考。

上面從宏觀和中觀層面探討了影響“考什麼”的因素,我們認為在高考生物學科命題和複習備考的過程中,既要關注考試的具體內容,如細胞的組成、結構和功能,也要關注這些具體內容背後的東西,如國務院下發的與高考有關的文件,考試大綱、考試說明、課程標準等。事實上,後者正是以往被人們忽略和重視不夠的部分。多年來在有關高考的調研中,一些老師和學生所關注的往往是更加具體的考試內容,或市場上各種複習資料中的內容,這是一種捨本逐末的做法。

1.2高考生物學科的考試內容

普通高中生物課程標準或教學大綱是考試大綱制定的依據,那麼依據課程標準或教學大綱確定的高考生物學科的考試內容有哪些呢?下面以2016年版的考試大綱為例,對相關的考試內容做一舉例性的介紹。考試大綱規定的遺傳與進化部分的考試內容有細胞的減數分裂、動物配子的形成過程、動物的受精過程、人類對遺傳物質的探索過程、DNA分子結構的主要特點、基因的概念、DNA分子的複製、遺傳信息的轉錄和翻譯、孟德爾遺傳實驗包含的科學方法、基因的分離定律和自由組合定律、基因與性狀的關係、伴性遺傳、基因重組及其意義、基因突變的特徵和原因、染色體結構和數目變異、生物變異在育種上的應用、轉基因食品的安全、人類遺傳病的類型、監測和預防、人類基因組計畫及意義、現代生物進化理論、生物進化與生物多樣性的形成。此外,還有用顯微鏡觀察細胞的有絲分裂等實驗內容。

2高考生物學科“怎麼考”

對於高考生物學科“怎麼考”的問題,人們首先或容易想到的可能是這樣幾個關鍵點:筆試還是面試,開卷還是閉卷,線上考試(或網考)還是常規考試。其次則是試卷的結構,如選擇題和非選擇題數量、試卷難度、試卷滿分和考試時間。第三則是比較微觀的試題設計思路問題。本文主要從高考生物學科試題設計思路入手,回答“怎麼考”的問題。

2.1試題設計的指導思想

縱觀恢復高考40年來的生物高考試題,其設計遵循了以下一些原則:(1)試題的設計體現了當時國家政治經濟發展的要求。如關注環境問題,強調可持續發展的生態學理念。(2)從國家和時代對人才的需要出發設計試題,如體現立德樹人的思想;增強試題的基礎性、綜合性、創新性。(3)體現生物學科的特點,尊重學科本身的發展規律,如生物學科發展快、成果多,命題要關注新舊知識之間的銜接。(4)試題的編制更加重視教育測量學原理的應用。如命題時更加關注題目的公平性問題,關注地方差異。(5)更加尊重考生自身的成長規律。如試題體現人文關懷的理念,使題材、設問和答案相匹配;在綜合卷和生物單科卷中設置選做題。

2.2試題的設計思路

生物試題的設計思路可以從不同的角度來思考。如從考試大綱和考試說明的角度出發,生物高考試題的設計思路可以歸納為四大方面,即從考試說明的知識內容表中選取知識內容,考查學生對其的理解能力;從題幹給予的背景材料入手,考查學生獲取資訊的能力;從已經學過的實驗原理、方法和操作步驟出發,考查學生設計驗證性實驗或探究性實驗的能力,或對一些實驗方案做出恰當評價、修訂和補充的能力;從學以致用、理論聯繫實際的角度出發,考查學生解決生活和生產中實際問題的能力,如從免疫學的角度思考如何預防愛滋病,從遺傳規律出發思考如何通過雜交實驗來培養抗倒伏抗病的水稻品種。2014年楊帆、徐連清和王健提出了基於能力維度的優質高考生物試題的標準,該標準將難度、區分度,原創性、科學性、規範性、簡約性、設問和答案的匹配性、邏輯性、適合性等作為標準中的重要成分[4]。這一標準可以用來評價試題和試卷,也可以用來指導和規範高考生物試題的設計。下面以往年的生物試題為例來分析原創性、科學性、匹配性、簡約性等在這些試題中的體現。

2.2.1試題原創性的體現

試題的原創性是指其具有首先創作或創造而非抄襲或模仿的性質,即不是仿造而來的。然而在命題的實際操作過程中,我們更希望能從“萬變不離其宗”的角度來思考原創性,也即形式上變化很多,但本質上沒有什麼變化。因為這樣更真實、更接近命題實際,或者說更具有可操作性。縱觀生物高考,“DNA分子複製”、“ATP在能量代謝中的作用”是《考試說明》[5]中規定的考試內容,也是學生進一步學習生物學的基礎。對於這些常見的考點,在試題設計中要做到原創並不容易,但我們把握住一點即“萬變不離其宗”,試題在呈現形式上無論如何變化,其考查學生的還是對DNA分子複製過程、ATP結構和功能這些知識的理解和在新情境中的運用能力。歸攏一下過去的高考生物試題可以發現,考查與DNA分子複製或ATP相關的試題,大多是以選擇題的形式呈現,如在2014年高考的不同選擇題中,相關的選項有:“細胞核中可進行遺傳物質的複製和轉錄”、“雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接”、“病毒核酸的複製需要宿主細胞的呼吸作用提供能量”、“線粒體合成的ATP可在細胞核中發揮作用”、“機體在運動時消耗ATP,睡眠時則不消耗ATP”等。而2016全國理綜I卷第29題則很好地體現了原創性的設計理念,雖然考查的還是DNA複製和ATP結構和功能的問題,但是以非選擇題的形式呈現的,並標出了ATP中磷酸的位置,這種形式非常新穎,也是過去試卷中從未有過的,見例1。

【例1】在有關DNA分子的研究中,常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示去氧)上三個磷酸基團所處的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。回答下列問題:

(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上,同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上,那麼帶有32P的磷酸基團應在ATP的 (填“α”、“β” 或“γ”)位上。

(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團應在dATP的 (填“α”、“β” 或“γ”)位上。

(3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記,並使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養基中培養一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)並釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是 。

【答案】(1)γ (2)α

(3)一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留複製後,標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記

2.2.2試題科學性的體現

關於試題的科學性,可以考慮的內容很多,如是否符合生物學的事實和理論,舉例來說,“與無氧條件相比,在有氧條件下,酵母菌的增殖速度快”就是生物學事實;符合教育測量學對選擇題、填空題等試題編制的原則性要求,舉例來說,“編制填空題時應做到試題中需要填充的部分預留的空白要有一樣的長度,避免產生暗示”。然而我們要討論的則是如何從“模糊”的理念出發來實現試題的科學性,見例2。該題的特點是以“某地”、“A品種”、“某研究小組”這些相對模糊的表述形式來保證試題所給素材的科學和準確。事實上,試題中這些詞語在形式上是模糊的,總體表現的效果卻是科學的。就本題的情況來說,環境條件如溫度、光照、相對濕度與C3植物小麥的光合速率都有關,通常光強和溫度達到最高時,小麥的光合速率會降低,會出現“午休”現象,而一天中光強和溫度最高出現的時間不同地區是不同的,北方夏季通常是中午12點至15點。在命題時,若將“某地”改成一個具體的地方,本題所給的“測定各組葉片光合作用強度的時間”相應地也應該是一個具體的時間,不一定是中午12:30,而地點和時間準確對應的資料有時候可能是沒有記錄的,採用模糊詞語進行描述,不影響考生的答題,也保證了試題的科學性,是一個非常好的做法。

【例2】為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響,某研究小組將生長狀態一致的A品種小麥植株分為5組,1組在田間生長作為對照組,另4組在人工氣候室中生長作為實驗組,並保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同。於中午12:30測定各組葉片的光合速率,各組實驗處理及結果如表所示:

對照組

實驗組一

實驗組二

實驗組三

實驗組四

實驗

處理

溫度/ ℃

36

36

36

31

25

相對濕度/ %

17

27

52

52

52

實驗

結果

光合速率/ mg CO2-2-1

11.1

15.1

22.1

23.7

20.7

回答下列問題:

(1)根據本實驗結果,可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環境因素是 ,其依據是 ;並可推測, (填“增加”或“降低”)麥田環境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。

(2)在實驗組中,若適當提高第 組的環境溫度能提高小麥的光合速率,其原因是 。

(3)小麥葉片氣孔開放時,CO2進入葉肉細胞的過程 (填“需要”或“不需要”)載體蛋白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。

【答案】

(1)濕度(或答相對濕度)

在相同溫度條件下,相對濕度改變時光合速率變化較大

增加

(2)四

該實驗組的環境溫度未達到光合作用的最適溫度

(3)不需要 不需要

2.2.3試題設問和答案匹配性的體現

設問與答案之間的匹配問題是生物考試命題尤其要關注的內容,然而做到匹配並不是一件容易的事情,因為在生命體系中,某一生命現象常常可以從不同的層面進行描述,如光合作用發生的部位可以是在葉綠體中,也可以是在植物的綠色部分。在生命體系中,葉綠體屬於細胞器,植物的綠色部分可能是莖或葉,莖和葉屬於器官。若要考查學生關於光合作用發生的部位問題,尤其是希望學生給出的答案與設問一一匹配時,如答案是葉綠體,就要留神設問的方式,否則學生從細胞器或器官的角度回答都應該算作是正確答案。下面的例3便是一個在設問與答案匹配方面有不同意見的試題。有人認為其在處理設問和答案匹配方面做得不到位,有人認為做得很好。認為做得不理想者提出的理由是,若用教育測量學的效度理論來分析這一試題的設問和答案,雖然評分說明中強調了“其他合理答案可酌情給分”這一原則,但他們仍然覺得本題的設問若表述成“簡述腎小管與集合管的物質轉運功能”似乎與答案更匹配,更符合動物生理學的表述習慣[6]。

還要提到的是,設問與答案之間一配多的情況也是存在的,如在開放性試題中,一個設問可以有不止一個合理的答案與之相匹配。簡答題“農田或花園中的雜草都是有害的嗎?請舉例說明。”其答案便不止一種,考生可以回答是有害的,如稻田裡的稗子是稻田裡的有害植物,其與水稻爭奪營養和空間。也可以回答是無害的,如玫瑰花園中金盞草這種植物根部可分泌出一種能殺死土壤中線蟲的分泌物,有金盞草花園中的玫瑰花長得茂盛,而無金盞草花壇中的玫瑰花便呈現病態[7]。

【例3】簡述原尿在流經腎小管和集合管時所發生的主要變化。

【答案】

(1)原尿中幾乎全部的葡萄糖和氨基酸以及大部分Na+、Cl-和HCO3-在近曲小管被重吸收,少部分Na+和Cl-在髓袢和遠曲小管被重吸收;水則伴隨著溶質的重吸收而被重吸收。遠曲小管和集合管對水的重吸收與血漿滲透壓有關。

(2)腎小管和集合管通過分泌和排泄作用將H+、K+和NH3等物質排到小管液中。

2.2.4試題設計簡約性的體現

有人說,生物學科是理科中的文科。一種解讀是其可以用較多的文字對某些問題進行描述。不管怎麼理解這句話,我們認為簡約應該是生物命題中需要宣導和捍衛的原則。現以生物高考中與實驗方案有關試題為例對簡約性問題做一分析,見例4。眾所周知,一個完整的生物學實驗方案應該包括實驗目的、材料用具、原理、方法步驟、結果預測和分析、以及得出結論等,因此描述其常常需要較多的文字。當將某一方案改寫成一道實驗題時,詳細的描述是不允許的,也是不必要的。因此,需要對實驗方案進行簡化[8]。簡化的原則是要保證簡化後試題的解題條件仍然是充分的,因此簡化的過程是費時的、是需要智慧的。在此主要討論實驗題中實驗條件的簡化問題。對於本題來說,我們認為表中CO2的狀態沒有必要給出,因為通常認為在實驗中,對於對照組和實驗組來說,沒有提到的實驗條件應該默認是相同且適宜的,也就是說,人們尤其是命題者和考生對“實驗中研究內容之外的其他條件都是相同且適宜的”這一點是預設的,是不需要表示出來的。否則,本題不但要給出CO2的狀態,還要給出其他條件,如光強、溫度等,並表明葉片的生長狀態是相同的,等等。說明一下,本題中碘液是一種檢驗光合作用產物澱粉產生的指示劑,若不在表格中介紹其狀態,題幹文字部分則需要說明。碘液的角色與光合作用的參與者植物、光和CO2是不同的,因此不可以默認是相同的。

【例4】將在黑暗中放置一段時間的葉片均分4塊,置於不同的試管中,按下表進行實驗,著色最淺葉片所在的試管是

試管編號

實驗處理

CO2

+

+

+

+

光照

白光

藍光

紅光

綠光

碘液

+

+

+

+

注:“+”表示具有該條件。

A.① B.② C.③ D.④

【答案】D

總之,“考什麼、怎麼考?”的問題是高考生物命題要考慮的重要內容。不同時期、不同地域可能會被賦予不同的含義。準確賦予和把握其含義對國家的人才培養、選拔和社會公平公正的實現都是有積極意義的。回顧過去高考的考試內容可以說“教什麼、考什麼”的味道是比較濃的,這有一定的優點和可取之處,但也一定程度上限制了高考選拔功能的發揮。從長遠來講,隨著生物學科的發展,國家人才培養理念和選拔機制的發展變化,考什麼,怎麼考等問題也將隨之發生變化。建立一個能夠完整地體現生命現象和生命活動規律的高考生物學科的考試內容體系,以便於更好地發揮高考的人才選拔功能是很有必要的。這種體系可以從不同的角度去構建,比如構建的有關體系可以包括以下內容:(1)細胞、組織、器官、生物體、種群、群落、生態系統、生物圈等不同的生命系統結構層次及其特定的組成、結構和功能;(2)病毒、微生物、動物、植物等不同生物類群的特徵;(3)遺傳與變異、生命活動調節(植物的激素調節,動物的體液調節、神經調節和免疫調節)、生物與環境相互作用等生命活動的本質;(4)生命起源、生物進化等不同過程的特點;(5)基因工程、細胞工程、發酵工程等生物技術的基本原理、實驗操作及實際應用;(6)生物學科的考試內容除了上述由生物學事實和理論組成的知識體系外,也包括了人類認識生命現象和生命活動規律的一些特有的觀念(如進化與適應觀念)和研究方法(如觀察、實驗、調查、模擬)。

參考文獻:略。

本文發表於《中國考試》2017年的第3期

以及生物技術實踐和現代生物科技專題等選考內容[3]。考試大綱和考試說明是命題和考生複習備考的依據。普通高中生物課程標準是考試大綱制定的依據和參照,考試大綱中規定的考試內容基本是根據標準確定的,教材則是命題的參考。

上面從宏觀和中觀層面探討了影響“考什麼”的因素,我們認為在高考生物學科命題和複習備考的過程中,既要關注考試的具體內容,如細胞的組成、結構和功能,也要關注這些具體內容背後的東西,如國務院下發的與高考有關的文件,考試大綱、考試說明、課程標準等。事實上,後者正是以往被人們忽略和重視不夠的部分。多年來在有關高考的調研中,一些老師和學生所關注的往往是更加具體的考試內容,或市場上各種複習資料中的內容,這是一種捨本逐末的做法。

1.2高考生物學科的考試內容

普通高中生物課程標準或教學大綱是考試大綱制定的依據,那麼依據課程標準或教學大綱確定的高考生物學科的考試內容有哪些呢?下面以2016年版的考試大綱為例,對相關的考試內容做一舉例性的介紹。考試大綱規定的遺傳與進化部分的考試內容有細胞的減數分裂、動物配子的形成過程、動物的受精過程、人類對遺傳物質的探索過程、DNA分子結構的主要特點、基因的概念、DNA分子的複製、遺傳信息的轉錄和翻譯、孟德爾遺傳實驗包含的科學方法、基因的分離定律和自由組合定律、基因與性狀的關係、伴性遺傳、基因重組及其意義、基因突變的特徵和原因、染色體結構和數目變異、生物變異在育種上的應用、轉基因食品的安全、人類遺傳病的類型、監測和預防、人類基因組計畫及意義、現代生物進化理論、生物進化與生物多樣性的形成。此外,還有用顯微鏡觀察細胞的有絲分裂等實驗內容。

2高考生物學科“怎麼考”

對於高考生物學科“怎麼考”的問題,人們首先或容易想到的可能是這樣幾個關鍵點:筆試還是面試,開卷還是閉卷,線上考試(或網考)還是常規考試。其次則是試卷的結構,如選擇題和非選擇題數量、試卷難度、試卷滿分和考試時間。第三則是比較微觀的試題設計思路問題。本文主要從高考生物學科試題設計思路入手,回答“怎麼考”的問題。

2.1試題設計的指導思想

縱觀恢復高考40年來的生物高考試題,其設計遵循了以下一些原則:(1)試題的設計體現了當時國家政治經濟發展的要求。如關注環境問題,強調可持續發展的生態學理念。(2)從國家和時代對人才的需要出發設計試題,如體現立德樹人的思想;增強試題的基礎性、綜合性、創新性。(3)體現生物學科的特點,尊重學科本身的發展規律,如生物學科發展快、成果多,命題要關注新舊知識之間的銜接。(4)試題的編制更加重視教育測量學原理的應用。如命題時更加關注題目的公平性問題,關注地方差異。(5)更加尊重考生自身的成長規律。如試題體現人文關懷的理念,使題材、設問和答案相匹配;在綜合卷和生物單科卷中設置選做題。

2.2試題的設計思路

生物試題的設計思路可以從不同的角度來思考。如從考試大綱和考試說明的角度出發,生物高考試題的設計思路可以歸納為四大方面,即從考試說明的知識內容表中選取知識內容,考查學生對其的理解能力;從題幹給予的背景材料入手,考查學生獲取資訊的能力;從已經學過的實驗原理、方法和操作步驟出發,考查學生設計驗證性實驗或探究性實驗的能力,或對一些實驗方案做出恰當評價、修訂和補充的能力;從學以致用、理論聯繫實際的角度出發,考查學生解決生活和生產中實際問題的能力,如從免疫學的角度思考如何預防愛滋病,從遺傳規律出發思考如何通過雜交實驗來培養抗倒伏抗病的水稻品種。2014年楊帆、徐連清和王健提出了基於能力維度的優質高考生物試題的標準,該標準將難度、區分度,原創性、科學性、規範性、簡約性、設問和答案的匹配性、邏輯性、適合性等作為標準中的重要成分[4]。這一標準可以用來評價試題和試卷,也可以用來指導和規範高考生物試題的設計。下面以往年的生物試題為例來分析原創性、科學性、匹配性、簡約性等在這些試題中的體現。

2.2.1試題原創性的體現

試題的原創性是指其具有首先創作或創造而非抄襲或模仿的性質,即不是仿造而來的。然而在命題的實際操作過程中,我們更希望能從“萬變不離其宗”的角度來思考原創性,也即形式上變化很多,但本質上沒有什麼變化。因為這樣更真實、更接近命題實際,或者說更具有可操作性。縱觀生物高考,“DNA分子複製”、“ATP在能量代謝中的作用”是《考試說明》[5]中規定的考試內容,也是學生進一步學習生物學的基礎。對於這些常見的考點,在試題設計中要做到原創並不容易,但我們把握住一點即“萬變不離其宗”,試題在呈現形式上無論如何變化,其考查學生的還是對DNA分子複製過程、ATP結構和功能這些知識的理解和在新情境中的運用能力。歸攏一下過去的高考生物試題可以發現,考查與DNA分子複製或ATP相關的試題,大多是以選擇題的形式呈現,如在2014年高考的不同選擇題中,相關的選項有:“細胞核中可進行遺傳物質的複製和轉錄”、“雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接”、“病毒核酸的複製需要宿主細胞的呼吸作用提供能量”、“線粒體合成的ATP可在細胞核中發揮作用”、“機體在運動時消耗ATP,睡眠時則不消耗ATP”等。而2016全國理綜I卷第29題則很好地體現了原創性的設計理念,雖然考查的還是DNA複製和ATP結構和功能的問題,但是以非選擇題的形式呈現的,並標出了ATP中磷酸的位置,這種形式非常新穎,也是過去試卷中從未有過的,見例1。

【例1】在有關DNA分子的研究中,常用32P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示去氧)上三個磷酸基團所處的位置(A-Pα~Pβ~Pγ或dA-Pα~Pβ~Pγ)。回答下列問題:

(1)某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉移到DNA末端上,同時產生ADP。若要用該酶把32P標記到DNA末端上,那麼帶有32P的磷酸基團應在ATP的 (填“α”、“β” 或“γ”)位上。

(2)若用帶有32P的dATP作為DNA生物合成的原料,將32P標記到新合成的DNA分子上,則帶有32P的磷酸基團應在dATP的 (填“α”、“β” 或“γ”)位上。

(3)將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記,並使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養基中培養一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)並釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是 。

【答案】(1)γ (2)α

(3)一個含有32P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經半保留複製後,標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記

2.2.2試題科學性的體現

關於試題的科學性,可以考慮的內容很多,如是否符合生物學的事實和理論,舉例來說,“與無氧條件相比,在有氧條件下,酵母菌的增殖速度快”就是生物學事實;符合教育測量學對選擇題、填空題等試題編制的原則性要求,舉例來說,“編制填空題時應做到試題中需要填充的部分預留的空白要有一樣的長度,避免產生暗示”。然而我們要討論的則是如何從“模糊”的理念出發來實現試題的科學性,見例2。該題的特點是以“某地”、“A品種”、“某研究小組”這些相對模糊的表述形式來保證試題所給素材的科學和準確。事實上,試題中這些詞語在形式上是模糊的,總體表現的效果卻是科學的。就本題的情況來說,環境條件如溫度、光照、相對濕度與C3植物小麥的光合速率都有關,通常光強和溫度達到最高時,小麥的光合速率會降低,會出現“午休”現象,而一天中光強和溫度最高出現的時間不同地區是不同的,北方夏季通常是中午12點至15點。在命題時,若將“某地”改成一個具體的地方,本題所給的“測定各組葉片光合作用強度的時間”相應地也應該是一個具體的時間,不一定是中午12:30,而地點和時間準確對應的資料有時候可能是沒有記錄的,採用模糊詞語進行描述,不影響考生的答題,也保證了試題的科學性,是一個非常好的做法。

【例2】為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響,某研究小組將生長狀態一致的A品種小麥植株分為5組,1組在田間生長作為對照組,另4組在人工氣候室中生長作為實驗組,並保持其光照和CO2濃度等條件與對照組相同。於中午12:30測定各組葉片的光合速率,各組實驗處理及結果如表所示:

對照組

實驗組一

實驗組二

實驗組三

實驗組四

實驗

處理

溫度/ ℃

36

36

36

31

25

相對濕度/ %

17

27

52

52

52

實驗

結果

光合速率/ mg CO2-2-1

11.1

15.1

22.1

23.7

20.7

回答下列問題:

(1)根據本實驗結果,可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環境因素是 ,其依據是 ;並可推測, (填“增加”或“降低”)麥田環境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。

(2)在實驗組中,若適當提高第 組的環境溫度能提高小麥的光合速率,其原因是 。

(3)小麥葉片氣孔開放時,CO2進入葉肉細胞的過程 (填“需要”或“不需要”)載體蛋白, (填“需要”或“不需要”)消耗ATP。

【答案】

(1)濕度(或答相對濕度)

在相同溫度條件下,相對濕度改變時光合速率變化較大

增加

(2)四

該實驗組的環境溫度未達到光合作用的最適溫度

(3)不需要 不需要

2.2.3試題設問和答案匹配性的體現

設問與答案之間的匹配問題是生物考試命題尤其要關注的內容,然而做到匹配並不是一件容易的事情,因為在生命體系中,某一生命現象常常可以從不同的層面進行描述,如光合作用發生的部位可以是在葉綠體中,也可以是在植物的綠色部分。在生命體系中,葉綠體屬於細胞器,植物的綠色部分可能是莖或葉,莖和葉屬於器官。若要考查學生關於光合作用發生的部位問題,尤其是希望學生給出的答案與設問一一匹配時,如答案是葉綠體,就要留神設問的方式,否則學生從細胞器或器官的角度回答都應該算作是正確答案。下面的例3便是一個在設問與答案匹配方面有不同意見的試題。有人認為其在處理設問和答案匹配方面做得不到位,有人認為做得很好。認為做得不理想者提出的理由是,若用教育測量學的效度理論來分析這一試題的設問和答案,雖然評分說明中強調了“其他合理答案可酌情給分”這一原則,但他們仍然覺得本題的設問若表述成“簡述腎小管與集合管的物質轉運功能”似乎與答案更匹配,更符合動物生理學的表述習慣[6]。

還要提到的是,設問與答案之間一配多的情況也是存在的,如在開放性試題中,一個設問可以有不止一個合理的答案與之相匹配。簡答題“農田或花園中的雜草都是有害的嗎?請舉例說明。”其答案便不止一種,考生可以回答是有害的,如稻田裡的稗子是稻田裡的有害植物,其與水稻爭奪營養和空間。也可以回答是無害的,如玫瑰花園中金盞草這種植物根部可分泌出一種能殺死土壤中線蟲的分泌物,有金盞草花園中的玫瑰花長得茂盛,而無金盞草花壇中的玫瑰花便呈現病態[7]。

【例3】簡述原尿在流經腎小管和集合管時所發生的主要變化。

【答案】

(1)原尿中幾乎全部的葡萄糖和氨基酸以及大部分Na+、Cl-和HCO3-在近曲小管被重吸收,少部分Na+和Cl-在髓袢和遠曲小管被重吸收;水則伴隨著溶質的重吸收而被重吸收。遠曲小管和集合管對水的重吸收與血漿滲透壓有關。

(2)腎小管和集合管通過分泌和排泄作用將H+、K+和NH3等物質排到小管液中。

2.2.4試題設計簡約性的體現

有人說,生物學科是理科中的文科。一種解讀是其可以用較多的文字對某些問題進行描述。不管怎麼理解這句話,我們認為簡約應該是生物命題中需要宣導和捍衛的原則。現以生物高考中與實驗方案有關試題為例對簡約性問題做一分析,見例4。眾所周知,一個完整的生物學實驗方案應該包括實驗目的、材料用具、原理、方法步驟、結果預測和分析、以及得出結論等,因此描述其常常需要較多的文字。當將某一方案改寫成一道實驗題時,詳細的描述是不允許的,也是不必要的。因此,需要對實驗方案進行簡化[8]。簡化的原則是要保證簡化後試題的解題條件仍然是充分的,因此簡化的過程是費時的、是需要智慧的。在此主要討論實驗題中實驗條件的簡化問題。對於本題來說,我們認為表中CO2的狀態沒有必要給出,因為通常認為在實驗中,對於對照組和實驗組來說,沒有提到的實驗條件應該默認是相同且適宜的,也就是說,人們尤其是命題者和考生對“實驗中研究內容之外的其他條件都是相同且適宜的”這一點是預設的,是不需要表示出來的。否則,本題不但要給出CO2的狀態,還要給出其他條件,如光強、溫度等,並表明葉片的生長狀態是相同的,等等。說明一下,本題中碘液是一種檢驗光合作用產物澱粉產生的指示劑,若不在表格中介紹其狀態,題幹文字部分則需要說明。碘液的角色與光合作用的參與者植物、光和CO2是不同的,因此不可以默認是相同的。

【例4】將在黑暗中放置一段時間的葉片均分4塊,置於不同的試管中,按下表進行實驗,著色最淺葉片所在的試管是

試管編號

實驗處理

CO2

+

+

+

+

光照

白光

藍光

紅光

綠光

碘液

+

+

+

+

注:“+”表示具有該條件。

A.① B.② C.③ D.④

【答案】D

總之,“考什麼、怎麼考?”的問題是高考生物命題要考慮的重要內容。不同時期、不同地域可能會被賦予不同的含義。準確賦予和把握其含義對國家的人才培養、選拔和社會公平公正的實現都是有積極意義的。回顧過去高考的考試內容可以說“教什麼、考什麼”的味道是比較濃的,這有一定的優點和可取之處,但也一定程度上限制了高考選拔功能的發揮。從長遠來講,隨著生物學科的發展,國家人才培養理念和選拔機制的發展變化,考什麼,怎麼考等問題也將隨之發生變化。建立一個能夠完整地體現生命現象和生命活動規律的高考生物學科的考試內容體系,以便於更好地發揮高考的人才選拔功能是很有必要的。這種體系可以從不同的角度去構建,比如構建的有關體系可以包括以下內容:(1)細胞、組織、器官、生物體、種群、群落、生態系統、生物圈等不同的生命系統結構層次及其特定的組成、結構和功能;(2)病毒、微生物、動物、植物等不同生物類群的特徵;(3)遺傳與變異、生命活動調節(植物的激素調節,動物的體液調節、神經調節和免疫調節)、生物與環境相互作用等生命活動的本質;(4)生命起源、生物進化等不同過程的特點;(5)基因工程、細胞工程、發酵工程等生物技術的基本原理、實驗操作及實際應用;(6)生物學科的考試內容除了上述由生物學事實和理論組成的知識體系外,也包括了人類認識生命現象和生命活動規律的一些特有的觀念(如進化與適應觀念)和研究方法(如觀察、實驗、調查、模擬)。

參考文獻:略。

本文發表於《中國考試》2017年的第3期

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