基于生物科技论文的原创命题策略

贵州

高中生学习的强度日趋加大，教师在教学中减少训练的数量，同时还要保证训练的质量势在必行，这就不得不考虑命制原创试题。每道原创试题的命制都并非随性而为，而是需要经过一个严谨的过程，尤其是新素材类型的试题，必须从素材收集整理、数据提取处理、试题表述和设问等多个环节综合考虑。

新素材试题的背景信息最佳来源是科技论文，教师命制原创试题时在考虑科学性、时效性的同时也要考虑实用性，即论文的观点本身是科学的、无错误的，而且是近期发表的，同时核心论点应与高中课程有联系，适合用于试题命制。论文的来源主要有两个渠道：一是从订阅的杂志上收集，二是从数据库中检索，例如中国知网等。笔者将科技论文中可用作命题素材的信息粗略分为数字信息和文本信息两大类，再分别从这两个角度举例说明从素材收集到试题编写的整个过程。

一、数字信息类

现需要命制一道关于“赤霉素”的试题，具体要求是①满分10分，包含3个小题，共5空；②含有新素材，体现科学性、时效性和严谨性；③考查学生解决实际问题的能力；④考查学生科学思维、科学探究和社会责任等方面的核心素养。

（一）素材收集

1.论文检索

命制关于“赤霉素”的试题，首先需要收集与赤霉素相关的科技论文，以“知网”检索为例，在“知网”检索窗输入“赤霉素”进行全文检索，仅2018年便可检索到820篇期刊论文。现将核心考点锁定在赤霉素的生理作用上，再进一步筛选检索结果将素材来源确定为《赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子萌发影响研究》一文。

2.信息提取

陈艺芳等人利用江西省庐山市采集的沙氏鹿茸草（玄参科植物沙氏鹿茸草Monochasma savatieriFranch.ex Maxim）种子，研究经不同浓度赤霉素处理后，种子在不同温度下的萌发情况，并著《赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子萌发影响研究》一文。文中内容丰富，研究材料、方法、结果、结论一概翔实俱在，其中更是从多个方面对结果进行了分析，包括：①温度和赤霉素浓度对沙氏鹿茸草种子发芽率的影响；②温度和赤霉素浓度对沙氏鹿茸草种子平均萌发历期的影响；③温度和赤霉素浓度对沙氏鹿茸草种子发芽速率参数的影响；④温度和赤霉素浓度对沙氏鹿茸草种子活力的影响；⑤温度和赤霉素对沙氏鹿茸草种子萌发相关参数影响的方差分析。

文献中详细的研究结果为命题提供了足够的选材方向，而基于高中生物教材对赤霉素生理作用的介绍极为简略，此处仅以“温度和赤霉素浓度对沙氏鹿茸草种子发芽率的影响”这一结果作为试题命制的素材依据，其原文结果如表1所示：

表1 不同浓度赤霉素处理后沙氏鹿茸草种子在不同温度下的发芽率

原文中的其他内容（如研究材料、方法等）可作为命题的支撑，用于编写题干或作为部分设问的信息提示。

（二）试题编写

选取合适的素材之后，需要提取并转化原文信息供命题使用，之后还需要进行试题编写、精细加工、参考答案设定、编写解析等步骤才能形成一道完整的试题。

1.信息转化

原论文中表格数据科学合理，但对高中生而言较为复杂，数据的表示方式属于超纲内容，同时“极差”这一结果不在命题必要信息之内，温度设置方法则需要补充说明。所以笔者对原文表格信息进行简单处理，转化为高中学生能够接受的形式，以便于命题，具体如表2所示。

表2

2.试题编写

2.1 将研究材料、方法等浓缩成题干

科技论文都有完整的研究过程，包括研究材料、方法等都在文章中有充分体现。试题命制的时候是需要用到这些信息的，只有清楚、准确地介绍了研究的背景信息，才能保证命制的题目不犯科学性错误。但由于这些信息往往占据较大篇幅，信息量十分庞大，所以在试题编写的时候需要对材料进行加工，将大篇幅文字中的必要信息进行提取、整合、重组形成题干，为试题提供科学支撑。

【题干】（10分）为了探究不同赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子发芽率的影响，科研小组将采收时间小于一个月的种子用不同浓度的赤霉素浸泡24小时，置于不同温度条件下培养，测得各组实验的发芽率，结果如表3。回答下列问题：

表3

【解说】题干第一句话“为了探究不同赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子发芽率的影响”源自于论文题目“赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子萌发影响研究”的改写，准确地交代清楚研究目的和相关的自变量、因变量，但原文为“对种子萌发的影响”，文中包括了发芽率、发芽势等多方面的研究，该题仅提取发芽率作为命题依据，故将其改写成“对发芽率的影响”，缩小了信息量的同时也显得更加科学合理；题干中的“科研小组将采收时间小于一个月的种子用不同浓度的赤霉素浸泡24小时，置于不同温度条件下培养，测得各组实验的发芽率”则简明扼要地对研究过程和方法进行概括，体现了研究的完整性和科学性。

2.2 围绕所选素材进行设问

试题的设问是体现命题立意的主要手段，设问需要考虑到诸多方面的问题，如设问的依据、问题的表述、与教材的关系、解题信息等。

【设问】

（1）该探究实验的自变量是________________________________。分析上述数据可知，赤霉素具有_______________的作用。

（2）生长素在低浓度时能促进植物生长，过高浓度的生长素却会抑制生长，这种现象说明生长素的作用具有两重性。表中数据_______（填“能”或“不能”）说明赤霉素的作用具有两重性。

（3）从表3中数据可知沙氏鹿茸草种子萌发的最适条件是__________________________。赤霉素浓度为零时，不同温度条件下沙氏鹿茸草种子均有较高的发芽率，这说明__________________________________。

【思路展示】（1）①变量的控制是科学研究的核心操作，明确自变量、因变量和无关变量是实验设计的首要问题，此处设问体现“科学思维”素养；②通过对实验数据（结果）的合理分析才可能得到合理的结论，这同样是科学探究的必要步骤，此处设问主要体现“科学探究”素养。（2）类比推理是科学探究的重要方法之一，但此处设问的目的重在利用生长素生理作用的两重性的背景干扰题干信息的提取，体现“科学思维和科学探究”素养。（3）准确分析实验结果是科学探究的必备能力，将科研结果与生活实际联系起来是科研的终极目的，该处设问引用原著中的结论进行编写，①体现“科学思维”素养，②体现“科学探究和社会责任”素养。

2.3 设置合理的参考答案并解析

【参考答案】（1）赤霉素浓度、温度（各1分，共2分）

促进种子萌发（合理即可，2分）（2）不能（2分）

（3）赤霉素浓度为800mg/L、温度为25℃（各1分，共2分）沙氏鹿茸草种子在采收一个月内不存在休眠现象（合理即可，2分）

【解析】（1）从题干中第一句话“为了探究不同赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子萌发的影响”和表3的首列和首行都可以得到该探究实验的自变量是赤霉素浓度、温度，因变量是沙氏鹿茸草种子的发芽率，即该研究属于双自变量、单因变量型的研究。从表格数据可以看出，不同温度条件下，赤霉素对种子发芽率的影响有显著差异，但总体上体现出当赤霉素浓度超过某一范围之后，种子发芽率明显增加，可知赤霉素可以促进种子萌发，但该题数据显示，在赤霉素浓度为0mg/L时，各温度条件下种子仍然具有较高的发芽率，说明沙氏鹿茸草种子在采收一个月内不存在休眠现象，所以此处建议不考虑“赤霉素打破种子休眠”这一答案。（2）类比生长素生理作用的两重性特点——“低浓度促进生长，高浓度抑制生长”，分析表3中数据发现，在20℃和25℃温度条件下，低浓度的赤霉素处理后沙氏鹿茸草种子发芽率小于空白对照组（浓度为0mg/L），用相对较高浓度的赤霉素处理后，沙氏鹿茸草种子发芽率则大于空白对照组，而在30/20℃温度条件下，各浓度的赤霉素都能促进种子萌发。根据以上分析，表3数据不满足“低浓度促进生长，高浓度抑制生长”的特点，所以不能证明赤霉素生理作用具有两重性。（3）从表3数据中找到沙氏鹿茸草种子最大发芽率对应的条件，即为沙氏鹿茸草种子萌发的最适条件。数据显示，在赤霉素浓度为0mg/L时，各温度条件下种子仍然具有较高的发芽率，说明沙氏鹿茸草种子在采收一个月内不存在休眠现象，这里之所以提出“采收一个月内”是受研究材料限制的，同时起到与题干相呼应的目的，不建议省略，但不包含该条件也可得分。

二、文本信息类

现需要命制一道关于“细胞周期及细胞生命历程”的选择题，具体要求是①含有新素材，体现科学性、时效性和严谨性；②考查学生解决实际问题的能力；③考查学生科学思维、科学探究等方面的核心素养。

（一）素材收集

1.论文检索

在“知网”检索窗以“细胞周期”为主题进行检索，共计49685个检索结果。选取下载量和引用次数较高的《大蒜素对体外人骨肉瘤细胞周期和细胞凋亡的影响》一文作为命题背景。

2.信息提取与整合

科技论文包含研究材料、方法过程、结果分析、结论等部分，其中大都包含大量的数据。但在以科技论文为背景编写试题的时候，有时并不需要引用数据，而是直接引用结论即可。

《大蒜素对体外人骨肉瘤细胞周期和细胞凋亡的影响》一文的结论中提到“大蒜素可抑制人骨肉瘤Saos-2细胞的增殖，而这种抑制作用可能是通过停滞细胞周期和（或）诱导细胞凋亡来实现的”。这一信息可作为本次命题的背景信息，但考虑到信息量偏大、不容易分析等因素，笔者将材料进行简单地整合并改写为“大蒜素可以使人骨肉瘤细胞的细胞周期停滞和诱导细胞凋亡，从而抑制瘤细胞增殖，达到抗癌的效果”。

（二）试题编写

1.题干及设问

【题干】大蒜素可以使人骨肉瘤细胞的细胞周期停滞和诱导细胞凋亡，从而抑制瘤细胞增殖，达到抗癌的效果。下列相关说法错误的是 （ ）

【解说】删减原论文中部分专业性过强的术语（如Saos-2细胞等），并调整原论文的叙述语序，在一定程度上使语言结构更紧凑同时保证信息的完整，根据需要将原论文中“可能”“或”等不确定关系剔除，降低信息分析的难度。

【选项设置】

A.人骨肉瘤细胞在分裂间期进行中心体复制

B.瘤细胞产生的原因是细胞增殖分化异常

C.大蒜素诱导细胞凋亡与细胞膜结构有关

D.细胞凋亡过程对人体健康一定是有利的

【思路展示】根据命题要求，本题立足于“细胞周期和细胞生命历程”这一核心考点，利用新背景材料解题。为了尽可能包含细胞生命历程的各部分内容，并紧扣背景材料命题，选项设置分别从“细胞周期变化、瘤细胞与细胞分化、细胞凋亡、细胞膜结构”等方面入手。为了印证“瘤细胞产生的原因是细胞增殖分化异常”的正确性，特辅以丁凤云的《细胞增殖分化异常与肿瘤》一文。

2.答案及解析

【答案】D

【解析】人骨肉瘤细胞属于动物细胞，具有中心体，在细胞周期的分裂间期中心体需要进行复制，A项正确；人骨肉瘤细胞的产生是因为控制细胞增殖分化的基因调控异常，导致细胞不正常的增殖分化，即过度增殖、分化不全，B项正确；大蒜素诱导瘤细胞凋亡需要通过细胞膜进行信息传递，细胞膜的功能与结构相关，这一功能是由细胞膜的结构决定的（此处不考虑大蒜素是否进入瘤细胞，所以解释较为粗略），C项正确；细胞凋亡发生在整个生命历程中，正常的细胞凋亡是有利于人体健康的，但由于病理因素导致的细胞过度凋亡对人体是不利的（如感染HIV引起的T细胞过度凋亡等），D项错误。

总之，利用科技论文作为背景素材的命题形式越来越重要，在试题编写时，除了根据考点检索到所需要的论文，还需要对论文信息进行精细加工。不论是数据类素材还是文本类素材，处理过程中必须注重几个原则：一是素材处理必须保证信息的完整性；二是素材最简化，包括呈现方式、语言表达等都达到最简；三是对原论文中的超纲内容进行妥善的置换或删减。简言之，就是试题中的信息考生要能读懂，并且都与解题有关，同时也必须包含解题所需的全部信息。