例談初中生物開放性試題設計對培養學科素養的意義

段紫星

摘 要 按照學生解題時所需思維操作模式這一維度的標準對開放題進行分類，舉例說明了各種類型的試題對學生學科素養的培養。

關鍵詞 初中生物 開放性試題 學科素養 試題設計

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

《福建省初中學業考試大綱》的命題原則包括試題的開放性，要求適當增加試題形式，力求思維過程、答案的多樣化，注重考查學生的創新意識和探究能力，尊重和促進學生的個性化發展。目前開放題主要體現的是答案的多元性，如 “日常生活中的食品保存方法有 （任舉一例）”。此類題只能考查學生的識記能力。能夠引發發散性思維才是開放題的根本要求。按照學生解題時所需的思維操作模式這一維度的標準，對開放題進行分類，可分為思維發散型、項目分析型、知識遷移型、科學探究型和問題解決型。

1 思維發散型

此類開放題要求學生從已有的知識結構中調出與題意相關的知識來解答問題，涉及面比較廣。解題時，學生需要在已有認知結構的整體范圍中進行快速的立體式搜索，所以此類題大多考查學生知識網絡結構的牢固程度、所學知識的熟練程度和靈活運用的能力。這種表象考查目標的深層次意義是促進學生的發散性思維，激發學生的創新型思維。

[例1]有許多稱為“魚”的動物卻不是魚，請舉一例。______________________ 。

解析：本道題考查了學生的發散性思維，并在此思維過程中滲透了辨別的思想方法和辯證的思維模式。

[例2]某同學為了更好地掌握各種物質的功能，將以下物質進行分類：淀粉、葡萄糖、蛋白質、脂肪、維生素、無機鹽、水。

他可以分為兩類：一類是___________；一類是___________ ；分類依據是___________ 。

解析：“生物圈中的人”這一主題涉及了許多的化學物質，初一的學生還沒有接觸化學，對以上物質的特點和功能記憶起來比較困難。研究物質的性質是有多角度的，以上物質可以分為大分子和小分子、有機物和無機物，供能物質和非供能物質等來進行分類。物質的功能和性質是相關的，學生將物質進行分類能夠有效地幫助學生梳理與記憶知識，加深理解。

2 項目分析型

這是一類設置成多項選擇題的開放題。和單項選擇題不同，該類題需要學生在題干所提供的問題情境中對選項進行深入的分析和全面的理解。對選擇題進行開放性的設計，增加學生的思維容量，使其既能發揮選擇題本身的優勢，又能體現開放題的價值追求，對學生的深層次理解作客觀評價。

[例3]（多選題）圖1為人體內某結構（或器官）的血液流動情況示意圖，B代表某結構或器官，A、C代表與其相連的血管，箭頭代表血流方向，下列說法正確的是（ ）

A.若B表示肺部毛細血管，血管C中氧氣的含量明顯高于血管A

B.若B為組織細胞，血管C比血管A血液中的二氧化碳含量高

C.若C血管中營養物質含量高于血管A，則B能代表的器官是腎臟

D.若A表示靜脈，C表示動脈，則B表示血液循環的動力器官——心臟

解析：該題考查了血液循環系統的組成和功能。學生需深刻理解構成人體的各個系統之間的分工合作，消化系統、呼吸系統、泌尿系統通過血液循環為各處組織細胞提供營養物質和氧，帶走代謝廢物。該題成功地滲透了歸納、建立模型等科學方法。人體的結構和功能很復雜，本題可以讓學生透過復雜的生命現象，去感悟生命的統一性。通過歸納各個系統的共性和個性特點，用生命觀念去認識多樣性和統一性，提升辯證思維的能力。

3 知識遷移型

這類題是指在學生相應的知識結構的背景下，設計新的問題情境讓學生應對，旨在引導學生靈活并切實地掌握知識，能有效地在新情境中實現知識的遷移和問題解決能力的提升。

[例4] 抗維生素D佝僂病是由位于X染色體上的顯性致病基因決定的一種遺傳病，一患病男子與一正常女子結婚，為了避免生出有遺傳病的孩子，醫生將建議他們（ ）

A.只能生男孩___________ B.只能生女孩

C.生男孩女孩都行___________D.生男孩女孩都不行

解析：此題內容向高中知識體系開放。表面看來，抗維生素D佝僂病是伴性遺傳病，但初中課標中有以下內容：描述人的性別決定，生物的性狀是由基因控制的，基因位于染色體上。學生解題時應首先沉著冷靜地認真審題，獲取信息；其次是加工處理信息，并完成知識的遷移，只要考慮到父方的X染色體是傳給女兒，Y染色體傳給兒子，就可以正確解題，即患病男子將會將其X染色體上的顯性致病基因傳給女兒，使女兒患病。

4 科學探究型

科學探究的價值追求是激發學生的主動性和創新意識，促使學生積極主動地學習。科學探究是學生獲取科學知識、獲得科學認識、掌握科學本領的一種重要途徑。此類試題設置了問題探究情境，要求學生能夠根據試題提供的一些條件對問題進行探索和研究，并能夠得出相應的結論或規律。

[例5] 圖2是某校生物興趣小組設計的四個實驗裝置，請問：

（1）若將___________和___________實驗裝置作為對照，該小組探究的問題是： 。這組對照實驗的自變量是___________ ，預期實驗現象為：______________________ 。

（2）若實驗現象與預期相符，則說明假設是正確的嗎？有同學質疑上述實驗設計，依據是___________ 。

（3）在原實驗的基礎上，請你設計實驗證明金魚藻確實產生了氧氣______________________ 。

解析：該題目能夠激發學生在科學探究中積極發揮自身的創新性潛能，同時也激發了學生的問題意識和質疑精神。在教學中，學生大都問題意識淡薄。提問是創新的前提，也是學生學習科學中最重要的能力。學生對實驗現象和實驗結果容易產生混淆，通過以上問題推動學生的思維，弄清不同概念之間的關系。因為呼吸作用是否產生氣泡涉及二氧化碳的溶解度的問題，所以此處教師可以培養學生科學探究中必需的嚴謹態度，并引導學生善于觀察和提問。

[例6] 某中學生物科技活動興趣小組，在探究“淀粉在口腔內的消化”時，進行了以下實驗（表1）。

請分析回答下列問題：

（1）為了證明“牙齒的咀嚼，舌的攪拌”對饅頭消化有促進作用，應選用___________兩支試管進行對照實驗.

（2）實驗結果是 號試管中的物質遇到碘液不變藍，原因是___________ 。

（3）如果該探究小組在加入碘液后，3個試管都變藍，可能的原因是_________________________________ 。

解析：生物學實驗受到很多因素的影響，要控制單一變量，還要排除無關變量的干擾，從而得出正確的結論。本題實驗要求將無關變量控制在相對適宜的狀態，如饅頭適量、溫度和保溫時間適宜等，否則無關變量會嚴重影響實驗結果。生物學核心素養包括方案實施以及結果的交流與討論的能力，課堂上經常缺少這一重要環節，讓科學探究停留在紙上談兵。教師應讓學生真正去實施這一實驗設計，并對實驗結果加以分析，養成嚴謹和實事求是的科學態度并提升科學探究的能力。

5 問題解決型

問題解決型是一類很好地考查學生問題解決能力的開放題，有助于學生理解和應用知識，更重要的是學生能發現生物學科的學習對于現實問題的解釋能力，激發學生學習生物的興趣和內動力。

[例7] 近年來，地震災害頻繁發生，對人們的生命財產造成了極大的危害。災后，如果不及時采取防疫措施，還會發生嚴重的疫情。請根據急救與防疫的有關知識回答下列問題：

（1）進入災區的救援人員要預防破傷風和傳染病等疾病，為預防傳染病的傳播，請舉一例措施：___________

_________________________________ 。

（2）某人突然受傷了，血液呈噴射狀涌出。此時，你可以采取的緊急措施有______________________ 。

解析：本題提供了一個真實的問題情境，讓學生舉一例預防傳染病的措施是要求他們站在決策者的角度去解決實際的問題。教師引導學生關注涉及生物學的社會議題，將所學知識和技能應用到生活中去。問題情境的真實性能有效地促進學習動機的激發，提供交流與共享的機會。

[例8]近期，央視對“用棉花代替肉松制‘肉松餅”的消息進行辟謠。資料表明：肉松是用動物肌肉制作的蓬松絮狀肉制品，棉花主要含有植物纖維。

（1） 青少年在生長發育階段，需要多吃些魚、肉類，這是因為它們含有豐富的___________ 。

（2） 若要鑒別肉松與棉花，你可以采取的方法是

_________________________________ 。

解析：生物學核心素養包括科學思維，要求學生用科學的思維方法認識事物、解決實際問題。本題的問題情境是日常生活中遇到的，肉松與棉花在結構和成分上都有本質的不同，學生如能尊重事實和證據，就不會輕易相信網絡謠言，而是能明辨是非，審視生物學社會議題。

綜上所述，初中生物試題開放性設計，有利于學生形成批判性思維、正確的科學態度和社會意識等，對提高學生的科學素養有著積極的作用。

參考文獻：

崔允漷，張雨強，馮翠典.開放題編制的理論與技術研究[M].上海：華東師范大學出版社，2009.