生物学信息分析题的编制与运用

李秋石

(河北师范大学生命科学学院 石家庄 050024) 郭丽媛 (河北省武安市第十中学 056300)

情境认知理论认为“知识是情境化的”“学习与认知基本上是情境性的”。当学习者学习的是那些脱离情境的事实性知识，对他们的理解是毫无意义的。采用基于真实情境编制的试题来评价学生，既能促进学生对理论知识的理解，也能提高他们对知识的迁移能力。生物学信息分析题正是以真实情境为依托的试题类型，将学习者与其生活的环境相联系，促进学生体验运用获得的知识和技能去解决实际问题。

1 生物学信息分析题的概念

生物学信息分析题是指以与生物学有关的具体的材料信息为背景，要求学生能够运用生物学的概念、原理和方法，对题干中的材料信息进行解释，并解决相关问题的试题。试题的材料取材广泛，主要包括以下几个方面：与生物学有关的生活现象、社会事件、农业生产、食品医疗、环境保护、科技动态、生物科学史等。生物学信息分析题的资料在呈现方式上，除了文字叙述的方式外，有的还结合表格、示意图、曲线图、柱状图等。由于生物学信息分析题的背景资料联系实际，学生在解答该类试题时，首先要阅读资料，从中获取有效信息，并综合运用所学知识解决问题。因此，对于学生提升能力有至关重要的作用。

2 生物学信息分析题的编制

2.1 资料的搜集与筛选 丰富的生物学信息是编制信息分析题的首要因素，试题资料搜集的途径、方法以及对资料信息进行筛选是编制信息分析题的出发点。可以从以下途径中搜集资料：从生物学文献中提炼试题资料，从网络、电视中寻找试题资料，从书籍杂志中挖掘试题资料，从生活实际中发现试题资料，从已有的生物试题中演变出新的试题资料。

面对搜集到的大量资料，如何筛选出质量较高又适合编制试题的资料，应当考虑以下几个问题：资料科学、可信，能经得起推敲；资料新颖、有深度，有一定的信息量；资料可被学生接受，在学生的认知范围内；资料有价值，与生物学知识联系紧密，能够在一定程度上对学生的知识和能力进行考查，并向学生传递生物学与生活、社会、科技紧密联系的信息。如“细胞重编程改写细胞命运”一文内容新颖，蕴含了一些与高中生物学知识紧密联系的信息内容，并且在学生的接受范围内。因此，可以从中提炼出相关信息编制为生物学信息分析题[1]。

2.2 考点的挖掘与确立 挖掘和确立资料中的考点是编制信息分析题的关键，教师不仅要熟悉教材的内容，还要对教材中的知识体系进行梳理和重组。教师头脑中的知识网络越复杂，挖掘出的考点就越多，试题所考查的知识面就越广泛，对学生的分析能力、综合运用知识能力的培养就越有效[2]。以“细胞重编程改革细胞命运”一文为例，挖掘考点时，可以遵循以下步骤：

(1)仔细分析资料，确定资料中所涉及的中心问题。上述文献中，介绍了细胞的重编程，仔细分析该过程即可得知，该过程运用了转基因技术。因此，涉及的中心问题可以定为基因工程。

(2)结合教材内容，建立与该中心问题相关的知识网络。在教材中与基因工程相关的知识内容主要有基因工程的原理、工具、操作步骤，以及基因工程的应用等。

(3)研读资料信息，从资料中尽可能多地挖掘其他考点。认真研读文献，可以找出4个与该资料内容有联系的知识点：①从“逆转录病毒侵染”可以考查逆转录的相关内容；②从“成纤维细胞重编程成为iPS细胞”可以考查细胞工程的相关内容；③从“iPS细胞类似胚胎干细胞”可以考查胚胎干细胞的相关内容；④从“iPS细胞可分化为神经细胞等”可以考查细胞分化的相关内容。

为保证挖掘的考点的准确性和价值性，在挖掘过程中，不仅要参考以上步骤，同时还应保证挖掘的考点符合以下几点：在教学内容和考试大纲的范围内；与资料信息联系紧密；能实现对学生检测的目的；尽量达到“由点到面”的综合效果。

采用没有经过目标分层的知识点来检测学生，无法充分发挥试题的评价功能，若要使挖掘的考点能够实现对学生基础知识的检测，以及对学生能力的考查，必须要明确考点考查的方向和目标层次， 即确立考查目标。确立考查目标时可以依据考纲的要求，即考试内容的范围与要求以及考试的能力与要求，有利于明确试题的考查方向和要求学生掌握的程度；可以依据课程标准的设定，即每模块的具体内容标准，有利于确定考点所属的主题和考查的目标层次；可以依据学生的学情，即学生的认知水平，有利于把握考点的综合性和难易度；可以依据教学重难点和学生的易错点，有利于加深学生对重难点知识的记忆和理解，及时纠正学生对生物学知识理解上的错误。

通过对上述文献中挖掘的考点的分析，确立该题的考查目标有：说明基因工程的原理，举例说出基因工程的工具，讨论胚胎干细胞的应用，简述动物细胞的培养，说明细胞的分化，判别转录与逆转录过程等。

2.3 资料的加工与分类 对资料的加工要注意精炼、明确，过多的无用信息会干扰学生正常思维，影响学生的答题结果。明确表达题意，资料中的词语使用规范，语句简单明了，没有歧义；需要进行图文转换的，要正确掌握图表中的数字、符号、变量、图形等特定的含义；需要将多个资料合并重组的，要注意资料之间的关联。如果资料中必须使用生物学中的特例性知识，需要明确表述，使试题科学严谨易懂。

针对上述的考查目标，对文献中信息进行提炼、重组、改编，最终编制的试题题干情境为：2012年日本的山中伸弥教授被授予诺贝尔生理学或医学奖。他将小鼠的体细胞重新编程，得到一种类似胚胎干细胞的细胞类型——诱导多能干细胞(iPS细胞)(图1)。这些iPS细胞可进一步分化为神经细胞、骨髓细胞等。这一成果颠覆了科学界之前认定的细胞的分化是不可逆的，意味着成熟细胞可以实现 “返老还童”。

图1 iPS细胞产生过程

当积存的生物学资料达到一定量，可以将其编制为试题，并形成一个试题集时，有必要对编制的生物学信息分析题进行分类，这样有利于试题的保存和教师的及时调用。在进行分类时，不同的教师有不同的分类习惯，可以按照资料的类型分类，如分成社会事件、农业生产、食品医疗、环境保护、科技动态、生物科学史等。也可以按照试题的考点来分类，如以教材中的章节为分类依据，或者以课程标准中的模块的内容为分类依据，这样有利于教师在讲解某知识点时，可以找到相关试题来检测学生。

2.4 问题的设置与评价 设置问题是编制信息分析题的最终归宿。在日常练习中，生物学试题的类型有很多种，包括选择、判断、填空、简答、绘图、连线、实验设计等，而信息分析题最常见的类型有选择、填空、简答以及实验设计[3]。选择哪种类型的问题，可以依据该题的考查目标，从考查的知识层次和考查的能力层次两方面，结合学生的实际情况和教师测试的需要来定。

根据上述考查目标，结合题干的情境，可以设置相关问题，本试题设置的问题类型有选择，填空和简答。例如，针对基因工程的原理和工具的考查目标，可以设置问题为：“将四种转录因子的基因导入小鼠成纤维细胞的过程应用到了________技术，该工程操作的最基本的工具有________，________，________。针对胚胎干细胞的应用的考查目标，可以设置问题为“胚胎干细胞来源于胚胎，自从诞生之日起由于受到许多伦理方面的反对，从而制约了胚胎干细胞的研究，iPS细胞的出现挽救了干细胞，请简述iPS细胞的应用价值。

质量好的试题应当有利于学生巩固、加深基础知识，深化对生物学概念和原理的理解；有利于学生能力的发展和提高，科学地运用生物学知识和方法解决问题。因此，对设置的问题应从以下四个特性进行评价：问题的科学性，问题能经得起推敲，问题的答案不能模棱两可，更不允许出现知识性的错误；情境的贴合性，问题所考查的知识点最好与试题的情境有一定关联；难度的适宜性，问题的难易度要适宜，针对不同的知识内容，不同层次的学生，要有所区分；思维的发展性，设置的问题不仅能够体现对学生基础知识的检测，也能实现对学生能力的考查，同时对学生情感态度价值观的培养也有一定的帮助。