渗透劳动教育的高中生物学试题命制
2023-12-11喜峰凌莹颖王上锐
喜峰 凌莹颖 王上锐
【摘要】本文结合高考真题与地方模拟试题,阐述在高中生物学试题命制中渗透劳动教育的策略:依托中华传统劳动文化创设情境,促使学生认同劳动精神;创设生活化情境,提高劳动意识;结合地方特色产业,弘扬服务精神;展现最新科技成果,培育创新精神,激发投身科学研究的志趣。
【关键词】劳动教育 高中生物学 试题命制
【中图分类号】G63 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2023)29-0045-05
劳动教育是中小学生德智体美劳教育体系中重要的一环,对学生品格养成发挥着重要作用。2018年9月10日,全国教育大会上强调要在学生中弘扬劳动精神,教育引导学生崇尚劳动、尊重劳动,懂得劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽的道理,长大后能够辛勤劳动、诚实劳动、创造性劳动。2020年3月,中共中央、国务院印发的《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》提出,引导学生树立正确的劳动观,崇尚劳动、尊重劳动,增强对劳动人民的感情,报效国家,奉献社会。《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》中也特别指出,高中生物学的学习过程既包含有脑力劳动的方法和技巧,又涉及动手操作等体力劳动的内容,更有职业规划前瞻、生物前沿技术等的渗透。可以说,生物学是一门与人类生产劳动密切联系的自然科学,其知识和原理本就源自生活生产实践,生物科学与技术的发展又可以指导生产劳动。当前已有越来越多的高中生物学教师在课堂教学、校本选修课中融入劳动教育。近几年,越来越多的高考生物学试题聚焦劳动教育,从认同劳动精神、提高劳动意识、弘扬服务社会精神、激发投身科学研究志趣等方面入手,渗透了正确的劳动观,发挥了高考对高中教育教学评价与指挥的作用。
本文分析近几年蕴含劳动教育元素的高考生物学试题,并分析柳州市模拟试题,提出相关命题建议。
一、依托中华传统劳动文化创设情境,促使学生认同劳动精神
认同劳动精神,就是认可劳动是一切美好生活的基础。在中华五千年历史中,我国劳动人民通过自己的智慧和辛勤汗水,创造了一个又一个辉煌,尤其是我国古代农作物的耕作技术领先世界。依托中华传统劳动文化创设情境命制试题,能够彰显我国的悠久历史,促使学生认同劳动精神。
(一)高考真题
(2022年河北省选考生物,第5题)《尔雅》《四民月令》和《齐民要术》中记载,麻为雌雄异株,黑、白种子萌发分别长成雌、雄植株,其茎秆经剥皮、加工后生产的纤维可用于制作织物。雄麻纤维产量远高于雌麻,故“凡种麻,用白麻子”。依据上述信息推断,下列叙述错误的是(C)。
A.可从雄麻植株上取部分组织,体外培养产生大量幼苗用于生产
B.对雄麻喷洒赤霉素可促进细胞伸长,增加纤维产量
C.因为雌麻纤维产量低,所以在生产中无需播种黑色种子
D.与雌雄同花植物相比,麻更便于杂交选育新品种
本题借助古人在麻种植过程中总结的相关经验,考查了植物细胞的全能性、植物激素等知识点。以劳动人民总结的经验为出发点,延伸至相關的生物学知识,能够有效地帮助学生实现从学习理论知识到实际应用的转变,加深对劳动精神的认同。
(二)模拟试题
(2022届柳州市三模)我国人口有14亿之多,因此保证粮食生产永远是维护国家安全稳定的重要基石。在粮食生产过程中,我国劳动人民积累了大量的实践经验和劳动智慧。请回答下列问题:
(1)在我国南方山区,一些耕作者将禽畜排遗排泄物和秸秆(一些害虫会产卵于秸秆上)等堆积起来,使细菌和真菌等大量繁殖,并且释放出能量,形成高温,这种方式被称为“高温堆肥”。高温堆肥后的肥料更利于农作物吸收,原因是植物根系不能直接吸收有机物,而高温堆肥后有机物已经被细菌和真菌分解为无机物。与直接施用有机肥料相比,施用高温堆肥后的肥料,可以显著降低虫害发生的频率,原因是高温堆肥过程中产生的高温,已将害虫及其卵杀灭。
(2)在江淮播种冬小麦的地区,有这样的农谚:“秋分早,霜降迟,寒露种麦正当时”,说明需要掌握播种的时机。这句农谚也说明了冬小麦种子的萌发受温度(填某项环境条件)影响较大,并且在播种前还需要浸种(指将小麦种子浸在一定温度的水中),目的是增加种子的含水量,解除种子休眠。
(3)在中国许多地区,还有这样的农谚:“追肥在雨前,一夜长一拳”,说明需要掌握施肥的时机。在雨前进行追肥,有利于农作物生长的原因是肥料中的矿质元素必须溶于水中形成离子,才能被根系吸收。
本题通过展现不同地区的粮食栽培文化,以种子播种、萌发以及施肥作为一条主线,贯穿考查了高温堆肥的原因、播种时机的选择、浸种以及雨前追肥等知识点。其中,高温堆肥这一措施需要学生牢牢把握“细菌和真菌大量繁殖”“高温”“显著降低虫害发生”等关键词,微生物能将有机肥中的有机物分解为无机盐和二氧化碳,有利于植物吸收,分解过程中产生的高温又抑制了害虫和虫卵的生长发育,可谓一举多得。本题巧妙和创新之处在于,利用农谚考查学生对知识的理解,这些短小精悍的谚语是劳动人民对农业生产与天时气象关系的深刻总结和高度概括。播种和施肥都要讲究正确的方法:上古先民顺应农时,依据自然节律形成了二十四节气,“秋分早,霜降迟,寒露种麦正当时”,意在强调温度(气候)对播种的影响;“追肥在雨前,一夜长一拳”,实则说明施肥需要适当浇水。这些朗朗上口的句子,是人民智慧的象征,也是中华传统劳动文化的具体体现。本题的意图不仅在于让学生理解这些措施背后蕴藏的生物学原理,而且在于让学生感受劳动人民在其中发挥的价值,从而尊重劳动成果,认同劳动精神。
(三)命题建议
从传统劳动文化方面展开命题,能很好地推动学生尊重劳动成果、认同劳动精神。命题时需注意以下三点:一是情境与设问不能成为毫无关联的两张“皮”,而应紧密结合在一起;二是中华传统劳动文化常源自古典、古籍,可以适当补充阐释;三是注意搜集、积累有关素材,做一个有心人。
二、创设生活化情境,提高学生劳动意识
劳动是人类特有的实践活动,这种带有目的性的活动不只发生在田间劳作、工业生产等似乎与学生相距甚远的生产实践中,而且发生在日常生活的方方面面。学生能够处理个人生活事务,培养良好生活习惯和卫生习惯,强化自立自强意识也是劳动教育的一部分。因此,以贴近生活实际的情境为试题载体,更容易让学生有代入感,促进学生更好地参与到日常劳动中,进而形成正确的生活理念,提高劳动意识。
(一)高考真题
(2022年1月浙江省选考生物,第5题)垃圾分类是废弃物综合利用的基础,下列叙述错误的是 (A)。
A.有害垃圾填埋处理可消除环境污染
B.厨余垃圾加工后可作为鱼类养殖的饵料
C.生活垃圾发酵能产生清洁可再生能源
D.禽畜粪便作为花卉肥料有利于物质的良性循环
垃圾分类是一项保護环境的重要举措,将垃圾中的物质和能量充分利用,实现垃圾资源化和无害化是减少环境污染的有效方式。本题结合垃圾分类等生活常识及生态系统的功能等生物学知识,旨在引导学生利用已有的知识参与生活事务,形成绿色环保的生活方式。
(二)模拟试题
(2021届柳州市二模)垃圾分类已成为中国当前的新时尚。下图是对分类回收后的厨余垃圾进行处理的模式图。
请据图分析回答:
(1)将厨余垃圾中的油水转化为生物柴油,处理过程中利用了微藻、酵母菌等工程菌,这体现了生物多样性的直接价值。
(2)菜叶、果皮等厨余垃圾经无毒处理后,作为饲料供牲畜使用,实现了能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率。
(3)某批次厨余垃圾处理后,所生成的沼气燃烧释放的能量,较固体有机物中储存的能量少,据图从生态系统能量流动的角度分析,其原因为部分能量储存在沼渣中,部分能量通过厌氧菌呼吸作用以热能散失,另有部分能量储存在厌氧菌体内。
(4)为了高效进行厌氧发酵,从发酵过程分析,除了要考虑所选取的厌氧菌的种类与产沼气效率,还要考虑发酵所需的环境条件。另外,从发酵原料角度考虑,为了提高沼气生产速率还应对固体厨余垃圾进一步分类,选出适合厌氧发酵的作为原料(或将原料粉碎,使垃圾与厌氧菌充分接触)。
本题以厨余垃圾的处理模式图为载体,前两问渗透垃圾分类在环境保护以及提高资源利用率等方面发挥的重要作用,让学生了解垃圾分类的意义,使学生通过图1了解到垃圾分类处理后可用于沼气生产,进而引发部分学生进一步思考垃圾分类后还可以如何利用;后两问从已有的信息出发,结合实际分析,固体垃圾经过厌氧菌的厌氧发酵,生成甲烷与二氧化碳等气体可用于产生沼气产热发电,在发酵的过程中部分能量会以热能的形式散失,仍有一部分能量储存在剩余的沼渣内和厌氧菌体内,无法完全转化为沼气,因此要想提高发酵效率,可从菌种、发酵环境以及发酵原料处理等角度出发,改善发酵条件。虽然本题只要求学生写出如何提高沼气生产效率,但是通过高中阶段的学习,无论学生未来从事的工作是否与垃圾分类及处理有关,当他们走向社会同样会思考如何提升自己的劳动技能和工作效率。
(三)命题建议
陶行知有言:“生活即教育。”教育就发生在日常生活的点点滴滴之中,比如学校都会设置几个不同颜色的垃圾桶,希望学生分类投放垃圾,可是据笔者观察,认真执行的学生并不多。因为许多学生并不理解垃圾分类的意义和价值。因此,我们要通过试题的形式,使学生明晰其中的道理,并能在生活实际中践行垃圾分类。在命制此类试题时,需注意以下三点:一是善于从学生日常生活中发现命题的切入点,并逐渐展开,使学生对事物的理解更为透彻;二是督促高中生物学教师,结合高中生物学有关内容,真真切切地开展一些劳动实践,而不是背记劳动实践,这样才能巧妙设计问题考查实际操作或劳作过程中的各环节;三是坚持正向引导,唤起学生对劳动和生活的热爱。
三、结合地方特色产业,弘扬服务精神
让学生利用所学知识技能,服务他人和社会,强化社会责任感是劳动教育的主要内容之一。一方水土养育一方人,不同的地区在发展过程中会形成具有本地区特色的资源和文化,劳动教育的价值不仅在于让学生树立正确的劳动观念,而且在于让学生形成奉献精神。因此,自主命题时可以以本土特色产业发展为情境载体,弘扬家国情怀。
(一)高考真题
(2022年广东省选考生物,第20题节选)荔枝是广东特色农产品,其产量和品质一直是果农关注的问题。荔枝园A采用常规管理,果农使用化肥、杀虫剂和除草剂等进行管理,林下几乎没有植被,荔枝产量高;荔枝园B与荔枝园A面积相近,但不进行人工管理,林下植被丰富,荔枝产量低。研究者调查了这两个荔枝园中的节肢动物种类、个体数量及其中害虫、天敌的比例,结果见下表。
回答下列问题:
(1)(2)略。
(3)与荔枝园B相比,荔枝园A的害虫和天敌的数量少,根据其管理方式分析,主要原因可能是荔枝园A使用杀虫剂,可减少害虫数量,同时因食物来源少,导致害虫天敌数量也少。
(4)使用除草剂清除荔枝园A的杂草是为了避免杂草竞争土壤养分,但形成了单层群落结构,使节肢动物物种多样性降低。试根据群落结构及种间关系原理,设计一个生态荔枝园简单种植方案(要求:不用氮肥和除草剂、少用杀虫剂,具有复层群落结构),并简要说明设计依据:林下种植大豆等固氮作物,通过竞争关系可减少杂草的数量,同时为果树提供氮肥;通过种植良性杂草或牧草,繁殖天敌来治虫,可减少杀虫剂的使用。
本题以广东省的特色农产品——荔枝的栽培为依托,考查了种群和群落的知识点。荔枝是当地的特色水果,其产量和品质的提高,离不开果农的辛勤劳作。这道题巧妙地将本土产业与生物学知识联系在一起,引导学生利用生物学中群落的空间结构和种间关系等相关知识,联系立体农业的相关应用,帮助家乡推动产业的发展,从而提升自我价值,体验为家乡做贡献的服务精神。
(二)模拟试题
(2023届柳州市一模)“稻田养鱼”模式是一种将水稻种植和水产品养殖相结合的循环型生态农业发展模式。广西三江侗族自治县利用稻田养殖禾花鱼,做到了“一水两用、一田双收”,实现了“稳粮增收,渔稻互促,绿色生态”。
(1)稻田里养殖的禾花鱼构成了一个种群。“稻田养鱼”模式主要体现了群落的垂直结构。
(2)稻田养鱼可形成良好的生态循环系统,稻田为鱼提供食物和栖息空间;鱼可以给禾苗松土、除草、除虫,鱼类的粪便可以为禾苗提供有机肥料(答出1点即可)。
(3)每年的8月中旬收一季稻之前,农民按照“捕大补小”的原则收获鱼产品和补充幼苗,请从种群增长的角度分析其生物学道理:幼年个体多,老年个体少,保持鱼种群的年龄结构为增长型(或答:使鱼的种群数量处于K/2附近,种群增长快)。
(4)为了提高鱼稻田的产出,你认为还可对稻田进行哪些改造?及时补充适量的肥料;可以增加不同品种的适合与稻田共生的鱼类,增加物种丰富度,提高生态系统的稳定性(或答:调节种间关系,确定每种生物之间的合适比例,合理种植禾苗和养鱼,充分利用环境和资源)(答出1点即可)。
本题以广西三江侗族自治县“稻田养鱼”农业模式为载体,考查了种群的概念及特征、种群数量变化以及群落的空间结构等知识点。广西三江侗族自治县自古以来就有稻田养鱼的传统,近年來,为提高稻田综合收益,提升稻米品质,传统的种养模式开始向生态综合种养模式转变。这种良性的生态循环系统充分体现了“鱼稻互利共生”的生态原理,稻田为鱼类提供食物和栖息空间,鱼在捕食水中浮游生物的过程中为水稻松土、除草、除虫,鱼类的排遗物又可作为有机肥促进禾苗生长。为提高该模式的产量,该过程通常需要人为干预,如对鱼类“捕大补小”,使鱼的年龄结构处于增长型,有利于种群数量的快速提高;适当地投入物质和能量,维持生态系统的稳定性等。这些带有鲜明本土特色的产业文化可使学生从陌生的理论知识过渡到熟悉的生活常识,也是实现劳动教育的好素材,学生从课堂中获得的知识,最终要应用到生产实践中,理论来源于生活又应用于生活,正如我们不断地收获又不断地给予,社会因为有了甘于奉献的人而得以不断进步。
(三)命题建议
近几年的地方考卷中,很少出现以本土产业发展为背景的考题,然而,这些具有地方特色的产业是家乡人民自强不息、艰苦创业的体现,也是开展劳动教育的宝贵财富。因此,笔者建议:可以以当地的特色产业如柳州的螺蛳粉、鹿寨的小金桔、横县的茉莉花等为切入点,加大对地方产业文化的渗透,适当渗透宣传家乡建设的人或事,弘扬服务精神。但要注意试题的公平性问题,因为不同地域学生对某些事物的认知存有天然偏差,命题时需要设法降低影响。
四、展现最新科技成果,培育创新精神,激发学生投身科学研究的志趣
科技是第一生产力,而创新是科技进步的力量之源、发展之基。2020年7月7日,教育部印发的《大中小学劳动教育指导纲要(试行)》指出,数学、科学、地理、技术、体育与健康等学科要注重培养学生劳动的科学态度、规范意识、效率观念和创新精神。当前,全球性问题(如卫生、环境、能源、人口、农业、医疗等问题)的解决,都依赖生物科技,而创新是生物科学发展和生物科技进步的阶梯。因此,引导学生关注当前生物科技热点领域,培育创新精神,激发学生投身基础科学研究的志趣,是命题方向之一。
(一)高考真题
(2018年高考全国卷Ⅲ理综生物,第38题)2018年《细胞》期刊报道,中国科学家率先成功地应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得两只克隆猴——“中中”和“华华”。回答下列问题:
(1)“中中”和“华华”的获得涉及核移植过程,核移植是指将动物的一个细胞核,移入一个已去掉细胞核的卵母细胞。通过核移植方法获得的克隆猴,与核供体相比,克隆猴体细胞的染色体数目不变(填“减半”“加倍”或“不变”)
(2)哺乳动物的核移植可以分为胚胎细胞核移植和体细胞核移植,胚胎细胞核移植获得克隆动物的难度小于(填“大于”或“小于”)体细胞核移植,其原因是胚胎细胞分化程度低,恢复全能性相对容易。
(3)在哺乳动物核移植的过程中,若分别以雌性个体和雄性个体的体细胞作为核供体,通常所得到的两个克隆动物体细胞的常染色体数目相同(填“相同”或“不相同”),性染色体组合不相同(填“相同”或“不相同”)。
“中中”和“华华”的诞生标志着世界上首次通过体细胞核移植的技术实现了非人灵长类动物的克隆,这一突破性的研究成果能帮助我们获得具有相同遗传背景的克隆猴,进而为某些疾病的研究和药物的筛选提供基础,同时也表明我国科学家在灵长类动物模型构建方面做出了巨大的贡献。体细胞核移植的一大难点在于,相较于胚胎细胞,体细胞的分化程度高,恢复全能性较为困难,因此我们不仅要看到实验成功的喜悦,还要感受到科学家在实验过程中经历的千辛万苦。本道题虽然难度不大,但其意义在于让学生了解我国科研创新的成果,增强民族自豪感,激发学生投身科学研究的志趣。
(二)模拟试题
(2022届柳州市三模)2021年中国科学家在国际上首次实现了无细胞条件下二氧化碳到淀粉的人工合成,这项技术在解决粮食问题、实现碳中和等方面具有重要意义。人工淀粉合成代谢途径(ASAP)由来自31个生物体的62种酶构成多个反应模块,见图2。下列有关说法正确的是(A)。
A.该代谢途径中所需的酶是在细胞内合成的
B.不同反应所用酶不同体现出酶具有高效性
C.电氢还原与单碳缩合在高温高压装置进行
D.植物进行光合作用CO2也先转化为有机C1
蛋白质、核酸及多糖是生物体内不可或缺的三类生物大分子,人工淀粉的合成标志着我国成功实现人工合成三类生物大分子。充足的粮食是国家安全和社会稳定的基石,2021年中央一号文件把提升粮食和重要农产品供给保障能力作为加快推进农业现代化的首要任务,凸显粮食安全在“三农”工作中的重要位置。如果未来人工合成淀粉的成本能够降低到与农业种植相比更具经济价值,不但能避免农药、化肥等对环境的负面影响,还能节约大量的耕地和淡水资源,为解决粮食短缺问题提供新的途径,同时也为推进碳达峰和碳中和提供一种新的技术路线。结合题干以及所学知识可知,不同反应所用酶不同体现了酶具有专一性;由于酶催化条件温和,因此酶促反应无法在高温高压的装置中进行;与人工合成淀粉不同,植物进行光合作用时CO2先被固定生成C3。本题借助人工合成淀粉的创新成果,让学生感受科技创新的魅力以及科研工作者对科学进步孜孜不倦的追求,增强民族自豪感,树立远大理想抱负。
(三)命题建议
以生物科技为情境材料设计试题,需要注意以下四点:一是注重时效性和科学性,应选择近期在高水平刊物上发表的高水平论文作为命题素材;二是选用的论文必须经过一定的简化,符合高中生的认知水平;三是挖掘我国科技工作者的研究成果,树立榜样,使学生立志突破“卡脖子”技术难题;四是侧重深挖科技发展中的原理、科学思想和方法、有关数据和结果分析等,不能单纯叙事。
总之,随着劳动教育越来越多地融入高考生物学试题,高中生物学教师不仅要坚持将学科教学与劳动教育有机结合,还要提高命制模拟试题的水平,以最大限度地实现生物学科的育人价值。
参考文献
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[2]王上锐,凌莹颖.指向科学思维培养的高中生物深度学习教学实践[J].中学生物学,2022(6).
[3]宋吉玲,尤宝媛.中华优秀传统文化在劳动教育中的价值及其实现[J].教育探索,2022(2).
[4]王上锐,陈雅丽.通过高考试题透视鸟类种群密度调查方法[J].中学生物教学,2022(11).
[5]王上锐.探索基于HPS教育的高中生物学试题命制[J].教学考试,2022(24).
注:本文系广西教育科学“十四五”规划2022年度专项课题“大规模考试中高中生物学命题质量风险点监控的策略研究及实践”(2022ZJY2333)、广西教育科学“十四五”规划2021年度专项课题“基于生物核心素养的任务驱动式教学实践研究”(2021ZJY1811)的研究成果。
作者简介:喜峰(1982— ),河南舞阳人,本科,理学学士,一级教师,主要研究方向为高中生物教育教学、考试与命题;王上锐(1983— ),通信作者,海南澄迈人,高级教师,主要研究方向为高中生物教学及教育管理;凌莹颖(1997— ),广西南宁人,二级教师,主要研究方向为高中生物教学。
(责编 林 剑)