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高考题中“原因”类试题的考查类型与教学策略

2020-11-16安徽

教学考试(高考生物) 2020年3期
关键词:酵母菌速率试题

安徽

“原因”类试题已经发展为成熟题型,成为生物高考题中非选择题的“标配”,而学生普遍会 出现“答不准、答不全”的情况。答不准,即词不达意,偏答错答;答不全,即丢三落四,简答漏答。为什么命题者如此钟情“原因”类试题呢?“原因”类试题有哪些类型?教师应该如何指导学生作答?日常的教学策略是什么?

1.“原因”类试题的考查背景

“原因”类试题的设置是基于“十九大”关于教育的大背景下的一种考查形式。杨帆等学者在《基于高考评价体系的生物科考试内容改革实施路径》一文中叙述了为什么考、考什么和怎么考的问题及联系,也就是“立德树人、服务选才”“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”和“基础性、综合性、应用性和创新性”的落地生根。生物学科的非选择题多以填空题呈现,“原因”类试题能够较好地考查学科核心素养和学科关键能力。该文还呈现了高考评价体系、新高考和现行高考生物学科关键能力映射图(如图1)。

图1 高考评价体系、新高考和现行高考生物学科关键能力映射图

图1 不仅解释了《普通高等学校招生全国统一考试大纲》(以下简称《考试大纲》)中对能力的考查要求,还构建了学科关键能力与教学过程中能力培养的衔接,可延伸出学科关键能力和学科核心素养的关系。学科核心素养中的“生命观念”,主要建立在思维认知能力群和知识获取能力群的基础上;“科学思维”和“科学探究”则分别建立在思维认知能力群和实践操作能力群的基础上;“社会责任”是建立在上述综合能力的基础上。因此,教学是通过对能力的培养逐步上升到对学科核心素养的培养上。

“原因”类试题的设置,基于知识获取、思维认知和实践操作等能力群,既包括对理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力和综合运用能力的考查,还包括对语言表达能力等其他综合能力的考查。体现在学科核心素养上,则有对“生命观念”“科学思维”“科学探究”等的考查,有些问题的设置也体现了对“社会责任”的考查。“原因”类试题的综合性较强,能够科学地考查学生的综合素养,实现高考评价体系基于“学科素养、关键能力、必备知识”的“服务选才”的考查目标。因此,“原因”类试题受到如此热捧,成为高考题中必不可少的题型,各地市的模拟题也竞相效仿。

2.“原因”类试题的考查类型及错答析因

笔者在2019 年全国卷的基础上,以具有代表性的模拟题为例,分析“原因”类试题的考查,从不同角度和不同难度梯度设置问题,分析学生主要错答原因,以期获得对教学的指导。

2.1 溯源类原因题

【例1】延髓位于脑干与脊髓之间,主要调节内脏活动。图2 为动脉压力反射示意图,当血压升高时,动脉血管壁上的压力感受器产生兴奋,引起副交感神经活动增强,交感神经活动减弱,导致心率减慢,血压下降;反之,则心率加快,血压回升。该过程对动脉血压进行快速调节起着重要作用。回答下列问题:

图2

像心脏一样,人体许多内脏器官也同时接受交感神经与副交感神经的双重支配,其作用效应相互拮抗,以适应不断变化的环境。请从物质基础和结构基础两个方面说明,交感神经与副交感神经支配同一器官产生了不同效应的原因是_________________________________________。

【参考答案】两种传出神经释放的神经递质不同;效应器细胞膜上接受神经递质的受体种类不同

【分析】常见错误答案及错因:①“神经调节支配体液调节”等答案。这是典型的“答不准”,是没有理解问题设置意图的表现。②“交感神经和副交感神经释放的神经递质不同”或者“细胞膜上的受体不同”等。这是典型的“答不全”,是审题质量不高,不能获取“从物质基础和结构基础两个方面说明”这一重要信息,而是仅把关注点放在“不同效应”上的表现。

本题的解题关键是,条件:交感神经和副交感神经支配同一器官。原因:物质基础——神经递质不同;结构基础——细胞膜上的受体不同,即不同的神经递质和不同的受体。结果:所产生的效应也不同。由此形成具有逻辑关系的“条件→原因→结果”分析方法,帮助解题。这是一种从源头上找因果关系的溯源类原因问题。

2.2 过程性原因题

【例2】民间传统酒曲中含有大量的微生物,现进行下述实验分离酒曲中的主要微生物。实验一:将酒曲制成悬液后,分别取不同稀释度的酒曲悬液接种到GPDA 培养基上,经培养后根据每个平板的菌落特征,统计不同微生物的菌落数,发现酒曲中主要有两类微生物,即酵母菌和霉菌。在液体中,酵母菌比霉菌生长快;而酸性培养基中酵母菌比细菌生长更适宜。下述方案将酵母菌从酒曲中进行了分离。实验二:用小刀切开曲块,挖取米粒大小一块投入酸性蔗糖豆芽汁培养液中,然后置于25℃培养箱中培养两天。实验三:取浑浊的培养液1 mL 转接到另一瓶酸性蔗糖豆芽汁培养液中并培养,如此重复多次。多次转接后,取稀释液用如图3 所示方法接种在蔗糖豆芽汁平板上。

图3

与酸性蔗糖豆芽汁培养液成分相比,蔗糖豆芽汁平板培养基中少了乳酸,多了琼脂。这种成分改变的原因是________________。

【参考答案】利用酵母菌在酸性液体培养基中的生长优势,通过多次转接,已筛选出酵母菌,因此不必再用酸性培养液;此时通过平板划线法分离酵母菌,此操作需要在固体培养基上进行,因此需加琼脂

【分析】按照上述分析方法进行分析,条件:“为了能够分离出酒曲中的主要微生物”和“少了乳酸,多了琼脂”;原因:液体培养基换成了固体培养基;结果:分离出酵母菌。学生常错在:“答不准”,不能将题干中“酒曲中的主要微生物”和“少了乳酸,多了琼脂”构建出逻辑关系,也不能与图3 中所反映的知识结合起来;“答不全”,只回答出其中某一点,“加琼脂是为了形成固体培养基”或“加琼脂是为了分离出酵母菌”。

此种因果关系强调形成原因的过程,相对溯源类原因题的因果关系分析,较为复杂,分析思路却大致相同。2019 年全国卷Ⅱ第29 题中“(2)上图中α 角形成的原因是_______________________________。”学生常错在“答不准”:“左侧生长快于右侧”。错答原因是只说明了结果,对原因分析不明;“答不全”:“左侧生长素浓度大于右侧,左侧生长快于右侧”“琼脂块中生长素进入胚芽鞘,左侧生长快于右侧”。错答原因是漏掉“琼脂块中生长素进入胚芽鞘的左侧”,没有形成中间的逻辑关系链。

2.3 结论性原因题

【例3】某生态茶场依靠“以草养虫”“以草肥田”及生物防治等生产措施,多年来坚持不打农药、不施化肥和除草剂,获得了良好的经济效益和生态效益。请回答下列问题:

茶园弃荒的过程中,茶树下首先出现一年生杂草,再逐步演替到灌木阶段。在灌木阶段,茶园内很少有一年生草本植物生长,原因是_________________________________。

【参考答案】一年生草本植物与灌木在争夺阳光和空间等的竞争中被淘汰

【分析】这种结论性原因题的问题设置通常较为简单,学生可以根据教材中的相关知识点进行答题。如此设问的高考题有很多,例如,2019 年全国卷Ⅰ第30 题中“(1)膀胱中的感受器受到刺激后会产生兴奋。兴奋从一个神经元到另一个神经元的传递是单向的,其原因是______________________。”参考答案是“神经递质由突触前膜释放,作用于突触后膜”;2019 年全国卷Ⅱ第30 题中“(2)与初级精母细胞相比,精细胞的染色体数目减半,原因是在减数分裂过程中_____________。”答案是“染色体复制一次,而细胞连续分裂两次”。学生错答的主要原因是对教材的知识理解得不准确,不能很好地构建知识网络,无法强化理解和学以致用。因此,结论性原因题侧重于考查对教材中具体的结论性概念的理解,对知识的识记和理解能力。从全国卷看,结论性原因题在基础类题中所占比重较大,因此除加强此类知识的原因分析外,尤其要加强对基础知识的理解,加强对教材中具体实例(包括黑体字和旁栏等内容)的理解和应用。

如果说结论性原因问题主要考查的是“理解能力”,延伸到“获取知识能力群”的话,那么前两类“原因”类试题便涉及“获取信息能力”和“综合运用能力”,并延伸到“思维认知能力群”和“实践操作能力群”,对学生的要求更高,考查到的学科核心素养更全面。此三类“原因”类试题频繁出现在必考题和选考题中,成了学生进一步提高成绩的障碍。换言之,通过该题型加强对综合能力和学科核心素养的考查,恰恰体现了服务选才的目的。

3.“原因”类试题的答题方法

如何才能帮助学生克服普遍存在的“答不全、答不准”的问题?上述的方法可归为“条件→原因→结果”分析方法。具体分析如下。

【例4】某科研人员先探究温度对刚毛藻产氧速率的影响,再利用所得结论继续探究光照强度对刚毛藻产氧速率的影响时,所得结果如图4 所示。回答下列问题:

该科研人员先探究温度对刚毛藻产氧速率的影响时,设置的光照强度很可能______________(填“大于”“等于”或“小于”)6 000 lx,理由是___________________________________。

【参考答案】小于 实验乙应该是在20℃的环境中做的实验,而图4 甲中20℃下的产氧速率小于图4 乙中6 000 lx 下的产氧速率(答案合理即可)

【分析】学生错答情况有很多种:对题目分析不足的学生多在第一小空中答“大于”或“等于”,后面的理由自然就是错的,丢分严重;在第一小空中答“小于”者,在后一小空中也有“温度影响酶活性”“光照强度不足”等错误答案,笔者分析本题答题方法如下。

图4

3.1 条件分析,审题是钥匙

先不要急着答第一空,而是分析为什么是与6 000 lx的条件比较,找到图4 乙中与6 000 lx 对应的总产氧速率和净产氧速率,发现均大于图4 甲中的最大总产氧速率和最大净产氧速率,而图4 甲中与最大总产氧速率和最大净产氧速率对应的温度是20℃,题干中图4 乙是“再利用(图4 甲)所得结论”获得的曲线图。如果发现了这些信息,“条件”这把解题钥匙也就找到了。

3.2 原因分析,思维是桥梁

因为图4 乙中与6 000 lx 对应的总产氧速率和净产氧速率均大于图4 甲中的最大总产氧速率和最大净产氧速率,而图4 乙是在根据图4 甲获得的“最适温度为20℃”的基础上进行实验获取的。如果图4 甲是在6 000 lx 或者大于6 000 lx 的条件下进行的,那么根据图4 乙光照强度大于6 000 lx 会得到图4 甲中的总产氧速率和净产氧速率均较高,而不是较低。

3.3 结果分析,表达最关键

分析到此,问题便迎刃而解,关键是如何才能准确表达。按照上述的表述方法,条件:图4 甲中产氧速率是在不同温度下测得,图4 乙的产氧速率是在20℃下测得;原因:图4 甲中产氧速率最大值小于图4 乙的6 000 lx;结果:图4 甲所测得产氧速率是在小于6 000 lx 的条件下进行的。可表述为“条件+原因+结果”的形式,不建议用一个长句子表述,而是用两三个短句表达。顺序为“条件”“原因”和“结果”,既能显示出思路清晰、语言流畅,答案又一目了然,阅卷者较容易找到得分点。

虽然分析过程很烦琐,但思维过程应该很简洁才行。上述正确作答的关键是找准条件分析的突破口、分析的逻辑性和表达的准确性。

4.“原因”类试题的教学策略

针对上述解题环节,形成相应的教学策略。教学上,怎样才能实现学生“答得准”和“答得全”呢?除了上述解题方法中所说的精准分析、构建关系、提炼语言,还需要在教学中做到以下几点。

(1)形成观念是前提

通过课堂教学不断强化“原因”类试题所涉及的考查背景、知识内容和能力素养,从《普通高中生物学课程标准(2017 年版)》(以下简称《课程标准》)中理解以下内容:结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、稳态与平衡观等,培养运用科学认识事物的思维方法、解决实际问题的思维习惯和能力,掌握科学探究的基本能力,提高实践能力,以及参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,解决生产生活问题的担当和能力等。基于《课程标准》理解“条件→原因→结果”这一分析方法及其包括的科学思维和科学探究的过程。

(2)追根溯源是关键

从《课程标准》《考试大纲》中分析为什么考,从高考题中分析考什么和怎么考,准确解答“原因”类试题。只有明白培养的是什么能力,提高学习效率,才能真正地帮助学生提升学科核心素养。分析试题中的“条件”是什么,可准确找到因果关系中的“因”,找到试题中的“原因”是什么,得出因果关系中的“果”,即造成什么样的“结果”。而达到上述教学效果,还需要精讲精练。

(3)精讲精练是保障

不是什么样的材料都可以作为“原因”类试题创设的情境材料。精选,即教师在选择和分析时有抓手,做到有的放矢;精炼,即学生在练习中,能够准确形成解题思路,并且教师要依据高考题中涉及的考查内容分析能力要求,给学生更清晰的解题方法的指导,让教学效率得以提升。

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