全國中學生物學聯賽試題中文獻題的分析

趙錦程

(內蒙古北方重工業集團有限公司第三中學 包頭 014030)

1 文獻題所占的比例呈上升趨勢

文獻題是指以科研論文為背景素材的試題。2016年和2018年的生物學聯賽(CHSBO)試題中出現大量的文獻題。2016年文獻題主要集中于試卷的第三部分，2018年文獻題主要集中于試卷的第一部分和第三部分(表1)。

表1 2016年和2018年全國中學生生物學聯賽試題中的文獻題分析

生物學聯賽命題的出發點是難度高于中學，并且更偏向于考查學生的各項能力。而多年來生物學聯賽試題以考查基礎知識為主，學生的學習方法更是偏重于記憶，導致生物學聯賽并沒有完全發揮出它應有的作用。

《普通高中生物學課程標準(2017年版)》提出生物學教學的四大核心素養，分別為生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。也就是說新的課程理念更加重視對學生綜合能力的培養，這也必將是中學生物學教學改革的趨勢。

由于科研論文的特點是解決生產生活實際問題，并且大部分科研論文運用了最新的科學方法、領先的實驗技術，有詳細的實驗過程和實驗數據[1]。所以，在試卷中增加以此為背景資料的文獻題是考查學生綜合能力的一種體現，也將成為教育考試改革的一種趨勢[2]。

2 例析文獻題的考查內容

2.1 運用統計學基礎，分析實驗數據 例題1(2018年CHSBO第76題)： 家燕(Hirundorustica)的尾羽上有明顯的白斑，雄鳥在求偶時會向雌鳥展示白斑。一般來說，雌鳥若被雄鳥吸引則會在繁殖后代上投入更多的資源。科學家為了探究白斑在家燕繁殖中的作用，用黑色記號筆涂抹雄鳥的白斑后觀察雌鳥繁殖后代的情況。實驗共有4個處理： 涂抹掉白斑尖部、涂抹掉白斑側面、全部涂抹掉和對照組。觀察指標包括： 第一窩繁殖的產卵日期、每窩卵數和每窩雛鳥數；第二窩繁殖的發生與不發生之比、每窩卵數和每窩雛鳥數，產卵總數，雛鳥總數。所得數據用廣義線性模型進行統計分析，結果如表2。請問下列表述中哪些是正確的？(多選)

A. 雌鳥和白斑側面被涂抹掉的雄鳥交配后，進行第二次繁殖的比例顯著高于對照組

B. 雌鳥和白斑尖部被涂抹掉的雄鳥交配后，產卵總數顯著低于對照組

C. 雌鳥第一窩雛鳥數在四種處理間沒有顯著性差異

表2 2018年CHSBO試題第76題

D. 不論怎樣，只要雄鳥白斑側面被涂抹掉，與之交配的雌鳥就會產更多的卵，撫育更多的雛鳥分析： 試題的素材來源于M?ller[3]的論文“家燕尾部斑點的大小和形狀與性選擇的操控實驗”。該論文研究了家燕尾部的白色斑點對于其性選擇的影響。該題目以此為背景，但并未考查實驗的設計方案和具體步驟，而是給出實驗研究的數據，考查學生應用統計學基礎分析實驗數據的能力。

本題應用的主要統計學知識為P<0.05和P<0.01的統計學含義： A選項，觀察第二窩繁殖的“發生與不發生之比”一欄數據，P=0.012<0.05，說明4組數據有顯著差異，且“涂抹掉白斑側面”組的值為0.82，“對照組”的值為0.43，故A選項正確；B選項，觀察“產卵總數”一欄，P=0.014<0.05，說明4組數據之間有顯著差異，但是并不能說明4組數據中的任意兩組數據都有顯著差異，且“涂抹掉白斑尖部”組的值為7.12，“對照組”的值為7.38，差異并不大，故B選項錯誤；C選項，觀察第一窩繁殖的“每窩雛鳥數”一欄，P=0.22>0.05，故4組數據之間沒有顯著性差異，C選項正確；D選項，觀察第一窩繁殖與第二窩繁殖中的“每窩卵數”和“每窩雛鳥數”4欄的數據，P值均大于0.05，說明數據之間不存在顯著差異，故D選項錯誤。以上可以看到本題的背景材料較復雜，但是解題中只是應用了P<0.05代表數據之間有顯著差異的原理。

統計學基礎是2016年和2018年聯賽試題中新出現的內容，主要的考查方法是應用統計學知識進行簡單的數據分析，一般只需要考生讀懂圖表，即可作答，不需要進行復雜的計算(表3)。

表3 2016年和2018年生物學聯賽中涉及的統計學知識點

2.2 分析圖表等數據，得出實驗結果和結論 例題2(2018年CHSBO第75題)： 研究者設計了迷宮實驗。首先，單獨訓練每只小鼠進入迷宮并到達指定區域以啟動實驗。在燈光的提示下，小鼠進入正確的隔間即會得到獎勵，獎勵是食物(Food)或對大腦中獎勵中心的刺激(WBS)。當經過訓練的小鼠成功地將燈光與獎勵相關聯后，它們就被成對放入迷宮中進行正式實驗。只有當兩只小鼠都到達指定區域時，提示燈才會亮起。如果一只小鼠按提示進入正確的隔間就會得到獎勵(建立了社會規則)；但如果兩只同時進入就都沒有獎勵(沒有建立起社會規則)。結合圖1回答問題。根據題干描述的實驗過程和圖1和圖2的實驗結果判斷以下說法中正確的是？(單選)

圖1 2018年CHSBO第75題圖a

圖2 2018年CHSBO第75題圖b

A. “食物”是生存必需，同組小鼠獲取它的原則始終是先到先得

B. “對大腦中獎勵中心的刺激”有利于在同組小鼠之間建立起等級體系，使優勢個體獲得更多的獎勵

C. 隨著實驗次數的增加，“食物”和“對大腦中獎勵中心的刺激”都可以成為小鼠自發建立社會規則的有效獎勵物

D. 在“對大腦中獎勵中心的刺激”作為獎勵物時，更有利于社會規則的建立

分析： 試題的素材來源于Choe等[4]的論文“小鼠在社會沖突中可以建立規則以達到利益最大化”，該論文研究了小鼠在社會沖突中可以建立社會規則，從而達到利益的最大化。該試題的題干給出了研究過程和實驗的部分結果，只考查學生從圖表中獲取信息和分析實驗結果的能力，并沒有考查復雜的實驗過程。

該題只要嚴格按照題干圖表信息答題即可： A選項，從圖中并不能得到“‘食物’是生存必需，同組小鼠獲取它的原則始終是先到先得”，故A選項錯誤；B選項，圖中沒有提到小鼠的等級優勢，故無法得到“‘對大腦中獎勵中心的刺激’使優勢個體獲得更多的獎勵”的結論；C和D選項，由圖1可知“食物”作為獎勵時，小鼠“單只進入正確隔間的比例”明顯低于“對大腦中獎勵中心的刺激”作為獎勵時的比例，由圖2可知隨著實驗次數的增加，“食物”作為獎勵時，小鼠“共同進入正確隔間的時間”呈現無規則的波動，而“對大腦中獎勵中心的刺激”作為獎勵時，該時間一直保持很低的水平，故C選項錯誤，D選項正確。

此類試題是生物學聯賽文獻題中最常見的一類試題，這類試題需要學生有較強的分析圖表的能力，一般只要嚴格按照題干信息作答，即可得分。但是由于科技論文中經常會用到一些生物學實驗技術，而這些技術和方法并不是學生熟知的，所以學生在備考中需要特別注意實驗技術與方法。例如，2018年試題中涉及到SDS-聚丙酰胺凝膠電泳、免疫共沉淀、免疫印跡試驗和水迷宮實驗等。

2.3 以材料為背景，考查基礎知識 例題3(2016年CHSBO第70題)： Smith等認為褐背擬地鴉(Pseudopodoceshumilis)等鳥類會使用廢棄的鼠兔(Ochotonacurzoniae)洞作為繁殖育幼的巢穴，是高原鼠兔作為高原生態系統的關鍵種的原因之一。下面哪些關系不適合描述褐背擬地鴉與鼠兔之間的種間關系？(多選) A.競爭；B.捕食；C.寄生；D.偏利共生

分析： 試題的素材來源于Smith等[5,6]的論文“鼠兔是關鍵因素： 毒殺小型哺乳動物對青藏高原水文生態的影響”和“鼠兔對當地鳥類生物多樣性具有重要影響”。此題主要考查對幾類種間關系概念的理解。

題干中提到“褐背擬地鴉等鳥類會使用廢棄的鼠兔洞作為繁殖育幼的巢穴”，顯然這對鳥類是有利的，因鼠兔已經把洞穴廢棄，所以鳥類的這種行為對鼠兔無影響，這是典型的偏利共生(共棲)現象。故A、 B、 C選項正確，D選項錯誤。

此類題雖然以科技論文的素材為背景，但是并不考查研究的方法、過程和實驗結論等，也不考查數據分析，而是考查學生能否將學過的生物學基本概念應用在生活實際中。此類題需要學生首先掌握生物學基礎知識，其次要能夠分析出題干中的關鍵信息。

3 文獻題給教師帶來挑戰

文獻題的大量出現，更能夠體現生物學聯賽的宗旨，很多教師反映對生物學聯賽的變化最直觀的感受就是：“死記硬背的知識少了，邏輯分析的知識多了”，這可能會吸引一大批具有良好數理思維的學生投入到生物學聯賽中。

3.1 系統學習，摒棄偏怪 無論生物學聯賽試題如何變化，生物學聯賽考查的范圍都是以基礎生物學知識為主，所以對于備考生物學聯賽的學生，系統地學習基礎生物學中的各門學科是必要的。一些學生以大量刷聯賽模擬題和考研題作為復習的方式，事實上是收效甚微的。

3.2 精選試題，儲備素材 由于我國生物學聯賽一直以來大量考查基礎知識，故市面上有關生物學聯賽的練習題大多以基礎題為主，較少涉及文獻題。這就需要輔導教師搜集和整理文獻題，并嘗試自主編制一些文獻題，從中精選出適合學生練習的試題。例如，日本生物學聯賽試題和國際生物學聯賽試題中含有大量的文獻題，可作為參考。

3.3 閱讀文獻，提升能力 文獻題的素材來源于近些年的科技論文，教師可以查找典型的文獻，供學生進行閱讀。典型文獻是指那些應用了常見的實驗技術、研究方法和統計學分析方法等的文獻。學生通過閱讀文獻，一方面可以將所學的基礎知識用于實踐中，另一方面可以提升自身分析材料的能力和科研能力。

3.4 學習數理，強化思維 在近些年的聯賽試題中出現統計學內容，這也在提醒教師，加強數理知識的學習是必要的。學生不要因為備考生物學聯賽就忽略了中學基礎學科內容的學習，事實證明具有較強科學思維的學生，在生物學聯賽備考中是比較輕松的，也是更容易在生物學聯賽中取得優異的成績。