中考生物学图像类试题评析及教学启示*——以2019年浙江省中考生物学试题为例

沈伟云 （浙江省嵊州市教育体育局教研室 浙江嵊州 312400）

生物学图像类试题是一类以图像的形式作为命题视角，或以此创设问题产生的条件，具有背景新颖、隐含信息多、试题形式多样、直观形象等特点的试题。通过图像类试题的解决，有助于考查学生操作、推理、建模、分析、迁移等能力，已成为浙江省中考科学试卷中检测学生能力的重要题型。

科学课程标准要求，能从图文资料中获取有效信息，并初步进行分析和处理。2019年浙江省中考生物学图像类试题，可分为4 种类型，通过在原题评析基础上，提出教学启示，以期对生物学教学起到良好的导向作用。

1 呈现实验操作图，培养学生动手操作能力

例1（绍兴市），下列为小敏使用显微镜观察人体口腔上皮细胞的部分操作与问题分析，其中合理的是（ ）。

图1

A.显微镜对光时，应调节图甲中的④

B.图乙中小敏看物镜镜头的目的是防止物镜下降过程中压到玻片

C.图丙视野中出现黑色圆圈的原因是口腔上皮细胞未经染色处理

D.欲将图丁视野中细胞a 移至中央，需向左下方移动装片

评析：A.显微镜对光时，应转动物镜转换器，使低倍物镜正对通光孔。再转动遮光器，让较大的光圈对准通光孔。同时调节反光镜，使视野中出现一个明亮的圆形。由此可知，显微镜对光时，不需调节细准焦螺旋，也即④。

B.在调焦时转动粗准焦螺旋，使镜筒缓慢下降，为了防止物镜镜头压到玻片，要看着物镜镜头。故B 正确。

C.在观察口腔上皮细胞时，若气泡太多，会在视野中出现黑色圆圈。可通过重新盖玻片或重新制作装片进行改进。

D.由于像与装片的移动方向相反，若要将图丁视野中细胞a 移至中央，需要向右上方移动装片。

该题以图像的形式考查了显微镜对光、调焦、观察等重要的实验操作，要求学生关注实验细节，能正确处理实验异常。

生物学是一门以实验为基础的学科，实验是其赖以生存和发展的基础。科学课程标准对实验技能的要求是，使用基本的工具和仪器进行观察与测量，养成良好的操作习惯，遵守安全操作的规则［1］。为此，在生物学教学中，教师要重视学生实验操作能力的培养。在学习实验操作技能时，教师可先示范基本实验操作，然后连贯成综合性实验操作，引导学生模仿练习，逐渐掌握操作要点；也可通过视频演示规范的实验操作，例如，制作洋葱表皮细胞装片时的正确操作为：擦→滴→撕→展→盖→染。教师要引导学生关注实验细节，例如，载玻片上滴加的是清水，为防止气泡产生怎样盖盖玻片，临时装片应用红墨水染色等。

为了评价学生实验操作能力，教师可将学生的操作视频录制下来，供学生观看交流纠错，也可以实际操作的图片或操作简图的形式让学生判定正误，以此培养学生的实验操作能力。

2 分析生理示意图，培养学生科学推理能力

例2（杭州市），如图是人体内血液离开左心室，经消化器官再回到左心房的循环示意图，箭头表示血管内血液流动方向。血液中的血红蛋白易与氧结合的血管是（ ）。

图2

A．甲和乙 B．甲和丁 C．丙和丁 D．乙和丙

评析：因为血红蛋白与氧结合的特点是：在氧浓度高的地方，血红蛋白容易与氧结合，在氧浓度低的地方，容易与氧分离。经过肺部的血液为含氧量高的动脉血，故在乙处血红蛋白易与氧结合。从左心室流出的血液为含氧较高的动脉血，故丙处的血红蛋白容易与氧结合。而丁处血液经过消化器官，为含氧低的静脉血，甲处也为静脉血，故甲、丁处的血红蛋白不易与氧结合。答案为D。

该题通过血液循环示意图，要求学生综合运用血红蛋白特点、动脉血、静脉血、肺泡内、组织间的气体交换等知识，进行演绎推理，得出正确结论。

推理能力是指根据给定的情境，利用已知的知识和方法，针对问题进行逻辑推理、归纳和论证，并得出正确结论的能力［2］。教师可在复习阶段，通过分析生理活动示意图，设置问题，引导学生进行分析推理，培养学生的综合能力。

如图3所示，教师可设置问题：①当人体完成A、B 气体交换后，该处血管中血液变成什么血？

图3 人体生理示意图

引导学生分析如下：通过A 过程，血液中的CO2进入肺泡，通过B 过程，肺泡中的O2进入血液。当人体完成A 和B 的气体交换后，血管内的静脉血变为动脉血。

②正常人肾小管中D 物质不可能是什么？（在“水、葡萄糖、大分子蛋白质”中选择）。由于肾小球有滤过作用，除血细胞和大分子蛋白质外的其他物质均可通过滤过作用进入肾小囊形成原尿。故D 物质不可能是大分子蛋白质。

美国国家科学研究理事会NRC 认为，传统课堂教学中学生记忆的科学知识很容易被遗忘，而“参与科学推理”的过程会让学生的科学思维得到发展，同时促进对科学知识的理解［3］。通过分析生理示意图，既加强了不同知识的联系，有助于学生形成知识的整体观，又有利于提高学生的分析推理能力。

3 绘制曲线坐标图，培养学生建模思维能力

例3（温州市），为了探究温度对蟑螂呼吸快慢的影响，小明设计了如下2 种实验方案。方案1：把一只健壮的蟑螂放入30℃的密闭容器内（图甲），利用传感器测定10 min 内容器中温度值和氧气含量；10 min 后，将冰袋放置在容器两侧，使容器内的温度逐渐降低，并测定随后20 min 内的数据。多次重复实验。方案2：在2 个温度不同的相同密闭容器中各放入1 只健壮的蟑螂（图乙），利用传感器测定30 min 内的相关数据。多次重复实验。

图4

1）该实验通过_______反映蟑螂呼吸作用的快慢。

2）与方案2 相比，方案1 的变量控制有什么优点？________（例举一点）。

3）根据方案1 所得数据（图丙），3 位同学分别在图丁中画出了甲装置内二氧化碳含量的大致变化趋势，其中合理的是___________________。

图5

评析：1）该实验是为了探究温度对蟑螂呼吸快慢的影响，通过测量容器内氧气含量的数据反映，运用了转换的科学方法；2） 方案1 是在同一个容器内做实验，方案2 是在2 个容器内做实验，由于方案2 使用了2 只蟑螂，个体差异也会影响实验结果；3）蟑螂的呼吸作用是消耗O2，产生CO2的，所以CO2含量要增加，由丙图可知因10 min 后温度逐渐降低，其呼吸作用是先快后慢，故CO2含量增加也由快变慢，故a 符合。

该题要求学生画出甲装置内CO2含量的大致变化趋势，考查学生对呼吸作用的理解，通过绘制曲线坐标图，有助于培养学生建模思维能力。

模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的、概括性的描述，是认知和阐明生命活动规律、原理的重要方法之一［4］。数学模型是常见的一种模型，在生物学教学中经常以曲线坐标图形式直观表达认识对象的特征。

例如，某科学兴趣小组探究某加酶洗衣粉洗涤效果与水温之间的关系，在控制所选衣料、奶渍量、洗衣粉用量、用水量均相同的情况下，测得不同水温条件下，除去奶渍所需时间，如表1所示。

表1 不同水温条件下除去奶渍所需时间

在此基础上，请每位学生绘制催化效率与温度相关的坐标曲线图，学生绘制图形大致有3 种情形（图6），然后请学生分析原因。

图6 催化效率与温度相关的坐标曲线图

通过绘制坐标曲线图，不仅有助于培养学生准确描述、表达信息能力，提高图文之间的转换能力，而且也有利于学生建模思维能力的提高，培养学生的科学探究能力。

4 联系现代科技图，培养学生迁移应用能力

例4（台州市），2014年，人工视网膜通过临床试验，为失明患者带来福音。人工视网膜主要由装有摄像头的眼镜、电子设备和芯片电极3 部分组成，其工作原理如图。

图7

1）从眼球的成像原理来看，眼球对光的作用相当于______镜。

2）从反射弧的组成来看，“人工视网膜”相当于反射弧中的______。

3）摄像头中的对焦机构能调节镜头和CCD之间的距离。当配有人工视网膜的人向远处眺望，对焦机构将使镜头与CCD 之间的距离变______。

评析：1）眼球的成像原理是物体发出或反射的光线经眼球折射后在视网膜上成倒立缩小的实像，而凸透镜对光线也有相同的作用，故眼球对光的作用相当于凸透镜。

2）反射弧中的感受器其功能是能接受刺激产生的神经冲动，而视网膜也具有类似作用，所以“人工视网膜”相当于反射弧中的感受器。

3）凸透镜成实像存在“物距变小，像距变大，像变大”规律。当人向远处眺望时，物距变大，所以像距会变小。镜头与CCD 之间的距离为像距，所以应该变小。

该题通过眼球与凸透镜、人工视网膜与感受器、像距与镜头和CCD 之间距离的联系，加强了现代科技与生物学的联系，考查了学生迁移运用知识解决问题的能力。

科学课程标准指出，作为社会未来的公民，需要认识和把握日常生活中遇到的科学技术及相关过程［1］。迁移是指一种学习对另一种学习的影响，任何学习都是在学习者已具有的知识经验和认知结构、获得技能和问题解决方法等的基础上进行的［5］。教师可引导学生通过关注现代科技图，提出问题，尝试作出解释，以此培养学生的迁移应用能力。

例如，在学习泌尿系统时，教师可呈现人工肾透析过程（图8），并提问：1）若发现③中有红细胞，则相当于肾脏中的什么部位出现了病变？学生经分析可知是透析膜损坏，不能正常过滤，相当于肾小球出现病变。2）比较②中与①中血液的成分有何不同？

图8 人工肾透析过程

因为①内为透析前血液，相当于入球小动脉，②内为透析后血液，相当于出球小动脉，二者相比，②内血液中比①中减少了尿素和尿酸等废物。

学习的目的在于运用，能否将已有的知识、技能迁移到新的情境中，是学生学习能力的重要标志［5］。教师可以现代科技图为内容创设情境，既有助于激发学生兴趣，培养科学态度与责任感，也有利于培养学生运用知识解决问题的能力。

生物学图像类试题现已成为浙江省中考科学最常见的一类生物学试题，也是学生失分较多的一类难题。为此，在日常生物学教学中，教师要认真钻研生物学图像类试题，积极引导学生进行识图训练，开展图像与文字的转换教学，充分挖掘图像中的隐含条件，寻找图像题分析解决规律，培养学生析图绘图能力，从而发展学生科学思维，提高学生核心素养。