广东卷生物开放性试题分析

李 磊

(广州市第六中学)

随着新课改的深入,新高考命题理念逐渐向“能力为重,情境构建,素养提升,价值引领”转变。开放性问题对学生的分析能力、综合运用知识能力以及发散思维能力、创新能力都提出了更高要求,更有利于对拔尖人才的选拔,越来越受到高考命题的青睐。生物开放性试题是指对生物问题情境、思维过程、结论无必然限制,能很好地考查学生科学思维的灵活性、广阔性、知识整合和创新能力的试题。其特点是试题的条件、方法及结论之间没有一一对应的因果关系。笔者总结近两年高考广东卷生物试题中部分开放性试题的来源、主要考查知识及核心素养等,见表1。

表1

通过上表可知,近两年高考广东卷生物试题中,开放性试题的比例逐渐增高,考查的知识更丰富,学生能力要求逐渐提升,对核心素养的体现越来越多。

目前学术界普遍认可的开放性试题可分为四种类型,分别是条件开放型试题、结论开放型试题、过程开放型试题以及这三种类型试题中两两组合或全部含有的综合性试题。

1.结论开放型

结论开放型试题改变了唯一答案的原有形式,只要结论的方向没有错,很多答案都可以是正确的。

例1.(2023年高考广东卷生物试题第18题,节选)光合作用机理是作物高产的重要理论基础。大田常规栽培时,水稻野生型(WT)的产量和黄绿叶突变体(ygl)的产量差异不明显,但在高密度栽培条件下ygl产量更高,其相关生理特征见下表2和图1。(光饱和点:光合速率不再随光照强度增加时的光照强度;光补偿点:光合过程中吸收的CO2与呼吸过程中释放的CO2等量时的光照强度)

a

b

c

表2

分析图表,回答下列问题:

(4)试分析在0～50 μmol·m-2·s-1范围的低光照强度下,WT和ygl净光合速率的变化,在答题卡给出的坐标系中绘制净光合速率趋势曲线。在此基础上分析图1和你绘制的曲线,比较高光照强度和低光照强度条件下WT和ygl的净光合速率,提出一个科学问题_______________________。

参考答案：为什么低光照强度下WT的净光合速率比ygl的大,而高光照强度下WT的净光合速率比ygl的小;为何高光照强度下ygl的净光合速率比WT大,但低光照下ygl的净光合速率比WT小

评析：本题以水稻野生型(WT)和黄绿叶突变体(ygl)在不同光照强度下的净光合速率为背景,考查学生获取信息、逻辑分析能力和提出问题的能力。实验的自变量是光照强度,因变量是WT和ygl的净光合速率。

2.过程开放型

过程开放型试题是指在解决问题时所用的方法或经历的过程或运用的思维方法有多种,但最终得到相同结论的题目。2023年高考广东卷生物试题中17题(4)和19(2)③都属于过程开放型设问。

例2.(2023年高考广东卷生物试题第19题,节选)神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构,其形成机制见图2。神经末梢释放的蛋白A与肌细胞膜蛋白I结合形成复合物,该复合物与膜蛋白M结合触发肌细胞内信号转导,使神经递质乙酰胆碱(ACh)的受体(AChR)在突触后膜成簇组装,最终形成成熟的神经肌肉接头。

图2

回答下列问题:

(2)重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病,研究者采用抗原抗体结合方法检测患者AChR抗体,大部分呈阳性,少部分呈阴性。为何AChR抗体阴性者仍表现出肌无力症状?为探究该问题,研究者作出假设并进行探究。

③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制,你的研究思路是________________。

参考答案：向实验动物注射A或I或M或假设二中的抗体或患者血清中的抗体,观察能否形成成熟的神经肌肉接头或AChR是否成簇组装或是否出现肌无力症状;向患病动物注射抗体的抑制剂,观察患病症状是否好转或减轻

评析：本题以重症肌无力这种自身免疫病的形成原因为背景,考查学生获取信息能力、逻辑分析能力和设计实验能力。第③问让学生以实验动物验证假设二提出的致病机制,需要学生明确实验的目的、自变量及因变量,并综合考虑自变量易于操作、因变量便于检测等限制。这种开放性设问增强了试题的灵活性,为防止学生思维固化、命题者题型固化、命题方式固化起到了积极作用。

3.综合开放型

综合开放型试题,一般题目中仅给出一定的材料背景,解题方法和结论都要求学生在情境中自行寻找。对于这种问题,由于学生思考角度与经验背景不同,从材料中得到信息不同,使用的解题策略不同,可能得出不同的结论。

例3.(2023年高考广东卷生物试题第21题,节选)上世纪70—90年代珠海淇澳岛红树林植被退化,形成的裸滩被外来入侵植物互花米草占据,天然红树林秋茄(乔木)-老鼠簕(灌木)群落仅存32 hm2。为保护和恢复红树林植被,科技人员在互花米草侵占的滩涂上成功种植红树植物无瓣海桑,现已营造以无瓣海桑为主的人工红树林600 hm2。各林龄群落的相关特征见下表3。

回答下列问题:

(3)无瓣海桑是引种自南亚地区的大乔木,生长速度快,5年能大量开花结果,现已适应华南滨海湿地。有学者认为无瓣海桑有可能成为新的外来入侵植物。据表分析,提出你的观点和理由________________________________。

参考答案：赞同 理由:无瓣海桑生长繁殖快或“生长速度快”可用表中数据代表(如第3～第8年,无瓣海桑群落高度由3.2 m长到11 m)、适应能力强或能适应滨海湿地环境;高郁闭度(80%)下幼苗更新;不赞同 理由:高郁闭度下无瓣海桑林和原始红树林均无幼苗更新

评析：本题以珠海淇澳岛红树林植被的演替和生物入侵为背景,考查学生获取信息能力、逻辑分析能力和解决实际问题的能力。第(3)问让学生分析无瓣海桑是否有可能成为新的外来入侵植物,这种开放性设问需要学生综合运用所学知识来解答,对学生的要求比较高。学生筛选不同的条件,可能会得出不同的结论,体现了学生不同的思维角度和方式,“综合开放性”试题的适度开放,不仅有利于不同层次的学生发挥自己的生物学能力,而且对中学生物教学有积极导向。

在日常教学中,我们应该从熟悉新教材开始,科学整合新教材内容,不断改进教学方法,以学生为主体,激发学生对生物的潜在学习兴趣,提高将所掌握的知识与技能合理应用于实践中解决问题的信心,逐步提升学生的关键能力。

新教材中有很多开放性问题,例如,每节开篇的“问题探讨” “思考·讨论” “探究·实践” “思维训练”等模块,都是开放性很强的问题,对学生思维的开放性有很大促进作用。在开放性的课堂上,用好了这些开放性素材,可以更好地激发学生思维的灵活性、发散性、创新性,培养学生的实验探究能力,分析、解决实际问题的能力。