指向问题解决的生物学原创试题命制——以一道浙江省选考生物学试题的改编为例

肖礼涛 江楹华

(1.江西省赣州市教育教学科学研究所 2.江西省赣州市第一中学)

情境指具体场合的情形、景象或境地,释义为具有一定情节的环境。在教育测评中,情境往往指试题所提供的具有一定综合性、情节性、复杂性的信息,是和设问相结合用来刺激被试者,使其将潜在的心理特质表现出来的试题已知信息。传统的测评生物学科单一能力的试题,通常无情境或者只有简化情境,即经加工去除无关或干扰信息后以高度抽象化、逻辑化、简洁化状态呈现。测评核心素养的真实情境试题,往往取材于现实中的事件、过程、现象,信息丰富且杂乱,没有重点和逻辑主线,通过指向问题解决的设问落实对核心素养的测评。浙江省选考生物学试题存在大量情境化试题,其中部分试题对真实情境的利用并不充分。下面以一道浙江省2023年1月选考生物学试题为例,说明如何命制基于真实情境指向问题解决的生物学试题。

1.原题呈现与试题分析

1.1 原题呈现

2021年,栖居在我国西双版纳的一群亚洲象有过一段北迁的历程。时隔一年多的2022年12月,又有一群亚洲象开启了新的旅程,沿途穿越了森林及农田等一系列生态系统,再次引起人们的关注。回答下列问题:

(1)植物通常是生态系统中的生产者,供养着众多的________和分解者。亚洲象取食草本植物,既从植物中获取物质和能量,也有利于植物________的传播。亚洲象在食草的食物链中位于第________营养级。

(2)亚洲象经过一片玉米地,采食了部分玉米,对该农田群落结构而言,最易改变的是群落的________结构;对该玉米地生物多样性的影响是降低了________多样性。这块经亚洲象采食的玉米地,若退耕后自然演替成森林群落,这种群落演替类型称为________演替。

(3)与森林相比,玉米地的抗干扰能力弱,维护系统稳定的能力差,下列各项中属于其原因的是哪几项?________(A.物种丰富度低 B.结构简单 C.功能薄弱 D.气候多变)

(4)亚洲象常年的栖息地热带雨林,植物生长茂盛,凋落物多,但土壤中有机质含量低。土壤中有机质含量低的原因是:在雨林高温、高湿的环境下,。

参考答案：(1)消费者 繁殖体 二 (2)水平 遗传 次生 (3)ABC (4)分解者将有机物快速分解为无机物

1.2 试题分析

该题通过社会热点事件创设真实情境,主要考查了群落结构及演替、生态系统的结构、生态系统的稳定性等知识点,难度中等偏易,既能很好地考查记忆、理解等低阶思维能力,又能测评应用、分析等高阶思维能力。但是,该题仍存在以下不足之处:一是没有找准真实情境与生物学的内在联系及切入点,有真实情境,但没有紧紧围绕该情境去设问,除第二问亚洲象迁徙过程中采食玉米外,其他题目在解题过程中无需从情境中获取任何有效信息;二是没有体现生物学独特的育人价值,考试评价应遵循立德树人的指导思想,培养学生爱国情怀和社会责任感,发挥导向性和激励性的作用,促进学生生物学学科核心素养水平的提升,该题可通过引导学生关注社会热点议题,潜移默化地植入正确的价值观;三是没有体现对评价、创造等高阶思维能力的考查,试题情境过于简单,题干信息不足,设问不够开放,不能有效地区分不同素养水平的学生。

2.试题改编

2020年3月起,15只野生亚洲象成群结队走出位于云南省西双版纳国家级自然保护区的野象谷,开始了一段长达18个月、跨越千余公里的北移南归之旅。网友将其戏称为“离家出走”,同时也十分关心象群为什么出走、能否找到回家的路等问题。网络上对象群出走的原因众说纷纭,专家怀疑西双版纳橡胶产业蓬勃发展,种植面积迅速增大,并且当年高温少雨,干旱严重等因素,最终使象群在本能驱使下通过迁徙寻找更适合的栖息地。请回答下列问题:

(1)试从生态位的角度分析,象群“离家出走”的原因是。

(2)象群最终顺利南归,离群的小象也能及时归队。亚洲象可凭借惊人的记忆力、听觉、嗅觉和磁场感应辨别位置和方向,说明在生态系统中,信息传递具有________的功能。

(3)象群践踏玉米地后,只剩一片片倒伏的玉米秸秆。有当地村民采取焚烧秸秆的方式增肥,也有村民采用堆埋秸秆碎渣的方式沤肥,试评价上述两种措施的优劣:____________________。

(4)绿水青山就是金山银山,人与大象同属于地球生命共同体。请结合题中信息和所学知识,提出一条保护亚洲象种群的有效措施:____________________。

参考答案：(1)橡胶种植面积迅速增大和气候异常使人象矛盾加剧,象群栖息地缩小,食物减少,生态位压缩,因此出现迁徙行为 (2)保证生物的(迁徙等)生命活动正常进行 (3)前者焚烧秸秆产生草木灰,可快速为土壤补充矿质元素,实现氮、磷、钾等元素的物质循环,但易造成空气污染;后者通过土壤微生物持续的分解作用可实现相同目的,且不会造成空气污染 (4)减少对保护区的人为干扰;恢复亚洲象栖息地的原始植被;控制橡胶林的种植面积(合理即可)

3.考查指向

命题紧扣《中国高考评价体系》中“四层”的要求,从必备知识、关键能力、学科素养和核心价值四个维度对学生进行考查。

表1 改编试题的考查指向

4.命题亮点

4.1 创设真实情境

本题以社会热点事件——亚洲象“离家出走”创设情境,素材来源可靠且内容真实,贴近学生生活实际,做到了新颖、真实、科学、恰当且具有时效性,符合新高考命题的趋势。在该情境中提出多个真实问题,包括“象群为什么‘离家出走’” “象群为什么能找到回家的路” “应采用何种方式处理玉米秸秆” “怎样保护亚洲象种群”。设问紧紧围绕真实情境中的问题,避免了有情境无问题的命题弊端。

4.2 指向问题解决

《普通高中生物学课程标准》在命题建议中提到:试题情境应有一定的信息量和复杂度,能够成为学生综合运用学科知识分析和解决实际问题的载体。与原题不同,改编题的四个小题设问均指向问题解决,第(1)小题要求学生分析象群迁徙的原因,第(2)小题要求学生应用信息传递在生态系统中的作用,解释象群能准确辨别方向的现象,第(3)小题要求学生通过比较两种玉米秸秆处理方式的优劣从而做出正确的选择,第(4)小题要求学生在切身感受亚洲象的生存困境的基础上提出合理的解决对策。

4.3 测评高阶思维

原题虽考查了学生的思维能力,但更多局限于记忆、理解等低阶思维能力,不涉及高阶思维能力中的评价、创造。改编题则很好地补齐了短板。第(3)(4)小题的设问相对开放,学生在评价两种玉米秸秆处理方式的优劣和提出保护亚洲象种群的措施时,高阶思维能力得以充分体现,因此该题可以较好地区分不同素养水平的学生。

4.4 凸显育人价值

原题忽视了高考命题的“一核”,即立德树人、服务选才、引导教学,没有将试题作为课程思政融入生物学教学与教育测评的载体。改编题的第(1)(3)(4)小题潜移默化地帮助学生树立地球生命共同体的意识,培养保护野生动物栖息地、减少空气污染的社会责任感,达到启迪心智、润物无声的效果,凸显生物学独特的育人价值。

5.解题指导

本题是一道基于真实情境的材料分析题,解题时可遵循以下思维路径。首先,审读材料与设问,提取关键信息。从题干中提取关键句“橡胶产业蓬勃发展,种植面积迅速增大,并且当年高温少雨,干旱严重”,可作为解答第(1)小题的依据;从第(2)小题设问中提取“辨别位置和方向” “南归” “归队”等关键词作为解题依据;从第(3)小题设问中提取“焚烧” “堆埋”等关键词作为解题依据。其次,分析关键信息,找准答题切入点。例如第(1)小题,要求从生态位角度进行分析,可先回归教材,联想生态位概念,然后结合信息提示的人象矛盾加剧,象群栖息地缩小,食物减少,最终推测原因是生态位压缩,导致象群迁徙。又如第(3)小题,焚烧得到草木灰即无机盐,可为土壤补充矿质元素,而堆埋需借助土壤微生物(分解者)的分解作用,将有机物分解为无机物,也可为土壤补充矿质元素。从所需时间和对环境的影响角度分析,前者较快但污染空气,后者较慢但不造成污染。最后,综合题中信息和所学知识,建立材料、问题和教材之间的联系,从切入点展开作答,回归教材,语言表达注重逻辑。

6.教学建议

研究高考试题对生物学教学有重要的指导作用。新高考卷情境化试题屡见不鲜,具有阅读量增加、难度增大、信息冗余、结构不良、答案开放等明显特征,对生物学课堂教学提出了更高的要求。为适应新形势,高中生物学教师可从以下几个方面优化教学策略:一是注重真实情境教学,以情境创设问题,以问题驱动活动,以“情境-问题-活动”为线索组织课堂教学;二是注重课堂表现评价,放手让学生开口表达、动手实践,在综合运用所学知识和技能解决实际问题的过程中培养学生的高阶科学思维能力;三是注重将课程思政融入教学,以立德树人为根本任务,打造素养导向的高中生物学课堂。