刍议高考复习教学中的大学学科思维运用

安徽 刘 琛

高中生物知识往往是大学相应分支学科理论体系内容的精编概要，为了适应学生的理解水平，这些知识往往进行过矮化、缩减。此种处理的好处是学生易理解，符合高中阶段的认知水平，而弊端是面对某些具象情境问题时，高中的认知水平会成为瓶颈，形成学生理解的桎梏，造成实际的解题困难。在备战高考的复习教学中，渗透大学学科思维而导致学生解题困难的例子屡见不鲜，本文试举两例，希望能为教师在遇到此类问题时提供参考，以有助于教师的教学。

1.神经生理学中离子浓度分布与电位变化问题

【例1】血液中K+浓度显著增高会导致心肌细胞兴奋性降低，甚至完全丧失，有心跳骤停的危险。下列解释合理的是

( )

A.静息电位绝对值增大，会使Na+内流增多

B.静息电位绝对值增大，会使Na+内流减少

C.静息电位绝对值过度减小，会促进Na+内流

D.静息电位绝对值过度减小，会阻碍Na+内流

【解析】高中生很难理解此题中的病理机制，一般学生会认为K+浓度升高，导致K+外流减少，静息电位减小，更容易诱发动作电位，故兴奋性增强，从而产生与题干信息相反的判断，造成误判。实际上此题并非那么简单，涉及的神经电生理学和病理学机制也比较复杂。在医学院校的病理学教材中，K+浓度升高导致兴奋性改变有三种情况：①急性轻度高血钾症使得K+内外浓度差变小，K+外流减少，静息电位减小，兴奋性会因为接近阈电位而暂时升高。②急性重度高血钾症使得静息电位过度减小，过于接近阈电位，导致快钠通道失活，Na+内流受阻，兴奋性降低。快钠通道有三种功能状态：关闭、激活、失活。由于静息电位过度减小无法回到正常静息电位水平导致激活过程受阻，表现为快钠通道失活。当其处于失活状态时，快钠通道必须伴随膜复极化先进入关闭状态才能再次被激活。③慢性高血钾症由于病程缓慢，细胞内外K+浓度梯度变化不明显，因而兴奋性变化不明显。

本题题干中“显著”这个关键词都是在暗示K+浓度升高导致的情况应为急性重度高血钾症，而由此导致的兴奋性变化也自然由于快钠通道失活而下降。这部分知识对于高中学生甚至是高中教师都是不要求掌握的，但利用单薄的高中神经生理学知识也可以“避重就轻”地巧妙解题。题干中已经明确“K+浓度显著增高会导致心肌细胞兴奋性降低”，而按照高中生的理解水平，导致心肌细胞兴奋的原因是Na+内流，既然兴奋性降低，那直接原因必然就是Na+内流受阻。

由此可见，上述两种解题思路中接地气的”、易于学生理解的显然是后者。教师在讲解这种类型的习题时，应弱化复杂的神经电生理学及病理学机制，强化对题干中解题所需关键词的挖掘和神经调节中静息电位维持、恢复和动作电位发生机制的基础知识体系。这种习题对解题技巧的考查比重显然超过了对知识点掌握的考查。若想全面了解本题的知识点背景，就应当充分了解第一种解题思路中涉及的K+浓度升高导致兴奋性变化的病理机制，但这对于高中阶段的学生来说是不必要的。教师在讲解此题时，也没有必要补充快钠通道失活的相关知识点，应当矮化此题的知识点高度，回归高中知识体系，强化学生对解题技巧的运用。在考查神经生理学中离子浓度分布与电位变化问题的其他试题中，有些题目就没有过度拔高知识点来装点题干，而是在题目内核——生物学逻辑思维上下功夫，且最后还是回归到高中生物知识点当中。简单来说，就是用高中的生物学知识也能解决大学级别的问题。例如：将某神经细胞分别置于高钠海水、正常海水、低钠海水的溶液环境中，分析动作电位发生的差异。本题看似复杂，但利用高中的生物学知识就可以应付。教师在上课时往往都会强调动作电位发生的电位差和Na+的内外浓度差息息相关，二者的幅度与峰值呈正相关。以此为依据便可探究这三种溶液环境中高浓度、中浓度、低浓度的Na+所造成的某神经细胞Na+内流产生高峰值、中峰值、低峰值的动作电位。本题知识点考查适度，解析逻辑思路新颖、清晰、明确，是此类型试题的范例。题目来源于教材，深化于课堂，这才是有生命力的试题。

2.生态学中生态效率参数的大小规律比较问题

【例2】如图是生态系统的能量流动图解，N1～N6表示能量数值，下列有关叙述中正确的是

( )

A.蜣螂同化的能量属于第二营养级的能量

B.最高营养级同化量的去向是呼吸作用散失；用于生长、发育和繁殖；流入分解者

C.草食性动物N5/N4的值大于肉食动物的这一比值

日粮中的纤维物质不仅具有刺激反刍动物反刍和唾液分泌的作用，而且为反刍动物提供能量，并以脂肪的形式在体内储存起来[4]。反刍动物主要利用粗纤维中的纤维素和半纤维素，对木质素难以利用。在日粮粗纤维含量相同的情况下，如果其具体组成不同，其消化降解必然存在差别。因此，在反刍动物粗纤维营养研究方面，国内外已普遍采用NDF和ADF的消化率作为衡量反刍动物对粗纤维利用能力的指标。

D.高营养级生物呼吸作用的散失量占自身同化量的比值通常大于低营养级的生物

【答案】D

【解析】本题的A、B两个选项是常规考查项，只涉及基础知识体系。A选项中蜣螂属于分解者，不参与营养级构建。B选项还要考虑最高营养级未利用的能量部分，学生较易判断。而本题的C、D两个选项考查的是对营养级内生态效率参数的大小关系的比较，这些内容属于高校生态学教材中的相关内容，在高中阶段是被屏蔽的，要利用其中的核心概念含义进行思路推演，而高中学生较难梳理解题思路。C选项考查的是对草食性动物与肉食性动物同化效率大小关系的比较，所谓同化效率，对于植物来说，是指在吸收的光能中被光合作用固定的能量所占的比例。对于动物来说，是指在摄食的能量中被同化的能量所占的比例；其中，由于肉食性动物的食物在化学成分上比草食性动物的食物更接近自身组织，故同化效率会更高，C选项错误；D选项考查的是对不同营养级的组织生长效率大小关系的比较，所谓组织生长效率，是指某一营养级同化量中净生产量所占的比例。但本题考查的是与其呈负相关的呼吸作用散失量所占的比例。一般情况下，对于生长效率来说，植物的生长效率高于动物的生长效率、小型动物高于大型动物、幼年动物高于老年动物、变温动物高于恒温动物。由此可见，高营养级的生长效率通常小于低营养级的生长效率，则呼吸作用散失量所占的比例与之相反，D选项正确。

深入分析，不难发现，C选项关注营养级之间的能量转化效率和物质组成关系，D选项关注不同营养级呼吸消耗量所占比重，这两个选项涉及的生态效率概念对于学生较为陌生，更谈不上应用。教师在这部分知识点的讲授或习题讲解中往往也不会提及，更谈不上深入分析。所以考查的意义、价值并不大。更高明的方式应该是在题干中补充一些对概念的解释，而后指导学生应用现有知识进行分析；或者以倒置的方式进行考查，明确这些生态效率的大小关系，让学生解释其原因。总的来说，重逻辑、轻知识才是在命题中深化知识点考查的“王道”。

上述的两个例子说明高中生物学科的复习教学既是对知识的反刍消化，又是对基础知识的拓展升华，本文所列举习题的命题思路明显深化了知识体系，拔高了知识理论层次，这类习题并不是个案，而是普遍存在于高中生物复习教学的习题中。若教师沉溺于大学知识点的汪洋大海中，则很容易迷失方向，也偏离了高中的教育主旨，得不偿失。所以教师要格外注意基础训练和深化探究的平衡，把握难度。不应一味迎合这种试题的解题要求，在日常复习教学中大量补充大学知识，空洞拔高所谓的知识层次而忽略对学科基本科学思维的培养，脱离高中生物学的知识点体系。教师应该立足教材、服务教材，构建高中知识体系与大学知识体系的缓冲区，最终建立属于高中层次的学科知识网络。

3.建议

针对上文所述的指导思想，笔者尝试性地就高考复习教学中的大学学科思维运用提出两点建议，以供大家参考。

(1)追逐核心概念，提高知识体系的认知维度

最新人教版高中生物学教材已对多个生物学术语名词进行修改，如“蓝藻”改为“蓝细菌着丝点”改为“着丝粒交叉互换”改为“互换”等；对一些核心概念也进行了升级，如肽键的化学结构式、高能磷酸键的隐去、光合作用的[H]改为NADPH等；还补充了一些核心概念，如增加表观遗传的内容等。这些修改明显都有大学知识内容的渗透，但这种拔高很有必要，可以使学生的理解层次得到提高，与主流认知体系接轨，便于学生日后学习的延伸和升华。教师在教学中，甚至可以穿插对新、旧教材变化的比较，使得学生思辨性地掌握现有知识体系。

(2)舍弃相悖或冗余内容，强化高中知识体系的主干

对一些核心概念的归属分类，高中和大学的认知判断常常会出现一些相悖的情况，如细胞核是否为细胞器、细菌染色体的概念、胞吞和胞吐是否为主动运输等，这些问题更多是人类由于认知维度不同而产生的不同结论，争论对错没有实际价值，所以在教学中，特别是复习教学中，教师应舍弃对这些问题的讨论，纠正学生激进的思考方向，将学生的注意力及时转化到对高中知识主干的学习和思考。

大学部分的内容，有些甚至是前沿的科学研究成果，人们对此的理解还不是很透彻。如果此时给学生补充，会造成理解上的混乱，比如新教材将细胞自噬作为细胞的第三种死亡方式，教材编写的内容本就是点到为止，教师教学时也不必深化太多。最新的高校细胞生物学教材中明确提及细胞凋亡、细胞坏死和细胞自噬都是细胞的程序性死亡，受基因调控。若按照上述逻辑展开教学，则和高中相关部分的内容严重背离，导致学生无法做题。所以，教师必须按照高中知识主干修剪枝蔓，让大学内容为高中教学所用。