基于高三生物学复习教学的习题组设计研究

刘冰妍

（福建师范大学附属中学，福建 福州 350007）

高三生物学复习教学重要任务之一是提高学生运用知识解决问题的能力，有效运用习题进行复习教学，可顺利完成这一任务。习题组是知识与实际问题的有效结合，蕴含着解决问题的信息，这些信息大多是知识与知识的交集。教师需要及时抓住这些交集，通过较少的习题，扩展更多的关联知识，帮助学生突破知识的局限，学会联系、迁移与应用。［1］教学时要重视发挥习题组的功能，根据学生的认知规律和知识基础，引申与拓展习题，提出一系列问题，引导学生全方位地理解与应用知识，培养学生思维的深刻性，形成系统而全面的思维习惯。［2］笔者结合高三生物学复习教学实践，对习题组的设计进行了实践探索和创新，有效地提高学生复习效果与质量。

一、习题组设计策略

1.从具体到抽象，梳理不同层次的概念

生命活动呈现在各个生命系统层次，理解各个层次的生命现象并理清不同层次之间的关系，才能深刻理解生命活动的本质。如复习神经冲动产生和传导这部分内容时，以膝跳反射为例按照从具体到抽象的思路，从可见的器官组织水平到微观的细胞水平设计习题组，帮助学生基于神经元结构和功能相适应的规律，理解神经冲动的产生和传导，能很好地突破学生复习难点。

例1膝跳反射的反射弧由哪些神经元构成？在此反射弧上神经冲动是怎样产生和传导的？针对该问题，设计习题组。

（1）膝跳反射是刺激什么部位，什么部位反应？

（2）反射弧结构属于器官组织水平，组织由细胞构成，构成反射弧的细胞主要是神经元。请参考教科书中神经元和膝跳反射的图解，指出膝跳反射的反射弧主要由哪些神经元构成？

（3）反射是反射弧结构产生兴奋、传导兴奋的过程。从神经元的水平来分析，反射弧上神经冲动的产生和传导过程与神经元的哪些结构相关？

（4）神经元内外离子的分布与神经纤维上兴奋传导有什么联系？

（5）神经元的轴突末梢哪些种类的细胞器比较多？神经递质的受体分布在神经元的什么结构上？

根据学生答题情况，教师可以发现学生复习中存在的问题，及时补充、扩展相关知识，如感受器与神经元的关系、效应器与神经元的关系、神经纤维与神经元的关系、突触与神经元的关系等等。高三复习时需要教师设计一系列习题组，指导学生理清不同生命层次的生物学概念。

2.显现科学思维过程，促进科学认知的形成

科学思维是指学生在基于生物学事实或证据的前提下，运用假设、演绎推理、论证、检验等方法，探讨、阐释生命现象及规律。科学分析遗传学杂交实验是学生发展科学思维、形成科学认知方式的良好素材。设计遗传学杂交实验习题组，将内在的思维过程通过一系列问题清晰显现出来，为学生科学思维的形成搭设台阶，并指导学生运用相应方法解决问题。［3］

例2已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。甲同学设计用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体:♀黄体:♂灰体:♂黄体为1∶1∶1∶1。乙同学设计用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。以此设计习题组，回答问题：

（1）请描述题目条件。

（2）由甲同学的杂交实验结果可以推理出什么结论？

（3）乙同学用两种不同的杂交实验都证实了黄体基因在X染色体上，假设结论成立，能不能演绎推理出同学甲的杂交实验结果？

（4）由此发现甲同学杂交实验结果推理出的实验结论是不确定的，那怎样利用甲同学的实验材料设计实验论证乙同学结论的正确性？

（5）要证明基因在X染色体上，应设计哪些杂交实验？

科学思维需要基于事实或证据，习题（1）（2）要求学生描述甲同学的实验，就是要学生在事实的基础上分析问题，依据事实建立假说。由甲同学的实验设计事实可建立多个假说，如假说1黄体基因位于常染色体上表现为显性，假说2黄体基因位于常染色体上表现为隐性，假说3黄体基因位于X染色体上表现为隐性。哪个假说正确呢？习题（3）中乙同学已经证实黄体基因位于于X染色体上表现为隐性，说明假说3成立，其他假说不成立。由于甲同学的事实不能确定地推理出乙同学的结论，那说明甲同学的事实不是有利证据，应探究其他杂交实验。习题（4）（5）进一步要求学生设计杂交实验论证黄体基因位于X染色体上表现为隐性，而不是位于常染色体上表现为隐性或显性。运用“描述、假设、演绎推理和论证”等术语进行习题组的设计，旨在按照科学思维的方式引导学生理性地分析问题、解决问题，显现学生的思维过程，促进学生科学认知的形成。

3.联系相关概念，形成整体认识

种群数量变化是研究种群的重要内容。种群数量变化受到多方面因素的影响，各种因素对种群的影响程度不一样，种群数量变化是多种因素整体作用的结果，而且种群数量变化会影响更高层次群落、生态系统的变化。

例3某生态系统中生活着多种植食性动物，其中某一植食性动物种群个体数量的变化如图所示。若不考虑该系统内生物个体的迁入与迁出，请结合下列问题分析该种群数量变化。（如图1）

图1 某一植食性动物种群个体数量变化曲线图

（1）某一植食性动物种群数量呈现哪种类型增长？

（2）其他植食性动物怎样影响该种植食动物数量？

（3）天敌的大量捕食会导致该种群个体数量下降吗？

（4）综合分析，影响该种群数量变化的因素有哪些？

（5）该种群所在的生态系统相对稳定吗？

种群数量变化受到非生物因素和生物因素的影响，生物因素分为种内因素和种间因素。竞争和捕食是高中生物学重点分析的种间关系，捕食关系存在着负反馈调节，捕食会间接影响竞争关系。研究某个种群数量的变化，应从生态系统这个层次的整体考虑，列出各个因素，思考每个因素能起到的作用，运用已学的生物学概念分析各个因素之间的联系，这样才能建立全面的整体认识。如果学生不能联想到某个影响因素，则说明生态学的某些基本概念没有掌握好，应反思相关概念的内涵和外延，建立相关生态概念体系，才能运用概念解决问题。

4.适当拓展与延伸，认识生命活动本质

细胞呼吸是重要的生命活动，这个过程怎样实现能量的转换？为什么某些细菌也可以进行有氧呼吸？笔者对高考试题进行改编，设计例4习题组，帮助学生深刻理解细胞呼吸中ATP的产生原理。

例4为探究酵母菌的细胞呼吸，将酵母菌破碎并进行差速离心处理，得到细胞质基质和线粒体，与酵母菌分别装入A～F试管中，加入不同的物质，进行实验，如表1。

表1 探究酵母菌细胞呼吸实验结果

（1）哪些试管中的酵母菌进行有氧呼吸？哪些试管中的酵母菌进行无氧呼吸？

（2）有氧呼吸过程中怎样产生ATP？

（3）有氧呼吸产生的［H］，经过一系列的化学反应，与氧结合形成水。2，4-二硝基苯酚（DNP）对该氧化过程没有影响，但使该过程所释放的能量都以热的形式耗散，没有合成ATP。从材料中推理出有氧呼吸过程中有机物的氧化分解和ATP的产生有什么关系？

（4）上述材料推理出DNP使分布在________的酶无法合成ATP。若将DNP加入试管E中，葡萄糖的氧化分解__________（填“能”或“不能”）继续进行。

（5）若将DNP处理硝化细菌的细胞膜，硝化细菌能够通过有氧呼吸产生ATP吗？

学生知道细胞呼吸将有机物中的能量转化成ATP的能量，怎样转换？教科书中未知。这一习题组提供了相应的信息，引导学生思考细胞呼吸机理。有机物氧化分解正常进行而ATP的产生被DNP阻碍，说明有机物氧化分解释放的能量要转换成ATP中的能量，中间这个重要的转换过程受DNP影响。题目中的提示能帮助学生联想［H］和氧气反应的结构，推理出ATP合成酶在转换过程中发挥重要作用，ATP合成酶在线粒体内膜上。原核生物没有线粒体，但是有唯一的质膜，推测ATP合成酶在质膜上。ATP合成酶在膜上，这点体现了原核生物和真核生物的统一性。

通过设计上述习题组，合理拓展延伸细胞呼吸这一核心概念，帮助学生认识细胞呼吸将有机物中的能量转化成ATP中的能量，ATP合成酶发挥着重要的作用，有利于学生建立物质和能量的转化需要物质作为基础这一生物学观点，促进学生深刻理解细胞呼吸活动本质。

二、习题组设计应注意的问题

1.围绕主题有顺序地呈现相关知识

围绕核心概念，确定复习教学的主题，选择或改编考查该主题的习题组时，应将习题进行拆解、变式、拓展等。依据由易到难，由单一到综合的认知规律，同一知识不同问题的呈现顺序，以及若干相关知识的呈现顺序，皆应低起点、小步走、循序渐进地递进、延伸，层层深入，最终达成生物学核心概念的复习，帮助学生建立高中生物学知识体系。

2.根据学生实际情况设计习题组

教师要结合学生实际学情，围绕学生容易出错的知识，灵活设计习题组，使得学生在解答问题的过程中，发现学习上的不足或错误。不同层次的学生会暴露不同的问题，要引导学生找到各自“思考链条的断开处”，依据习题组的提示构建解决问题的知识网络和方法“链条”。

实践证明，围绕核心概念设计系列化的习题组，有利于提高不同学习层次学生的学习兴趣和学习成绩，是行之有效的高三生物学复习教学策略。