例談借助科技論文命制初中生物學(xué)原創(chuàng)試題*

劉 楊 李高峰

（陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 陜西西安 710119）

問題情境的創(chuàng)設(shè)可有效地提升生物學(xué)試題的命制質(zhì)量[1]。其中，考查學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究能力的生物學(xué)試題的情境多源于科技論文中呈現(xiàn)的科學(xué)研究的過程和成果、科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的聯(lián)系[2]。借助科技論文命制生物學(xué)試題，既能保證問題情境的真實(shí)性和科學(xué)性，又能體現(xiàn)學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值[3]。所以，命題工作者應(yīng)該緊扣“生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”這一考查依據(jù)，結(jié)合考查內(nèi)容的深度與廣度，充分挖掘科技論文素材的教育價(jià)值，呈現(xiàn)必要的問題情境，有效地命制試題。筆者借助科技論文對(duì)初中生物學(xué)原創(chuàng)試題的命制進(jìn)行了嘗試和探索。

1 借助科技論文命制試題的基本步驟

試題命制的第1 步是明確考查的素養(yǎng)指標(biāo)，即基于課程標(biāo)準(zhǔn)分析，細(xì)化4 個(gè)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，明確學(xué)生應(yīng)該達(dá)到的“學(xué)習(xí)期望”；第2 步是結(jié)合初中生物學(xué)大概念，構(gòu)建雙向細(xì)目表，明晰以哪些重要概念為載體考查學(xué)生的特定素養(yǎng)指標(biāo)；第3 步是在考查內(nèi)容的范圍內(nèi)搜集相關(guān)的權(quán)威的科技論文，對(duì)科技論文進(jìn)行剖析，充分挖掘命題的素材，例如，科學(xué)研究的方法、過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；第4 步是剔除冗余信息，精簡(jiǎn)研究過程和圖表數(shù)據(jù)，以生物學(xué)探究性學(xué)習(xí)中常用的詞語進(jìn)行表述；第5 步是密切圍繞考查指標(biāo)，從考生的認(rèn)知水平入手，由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜地設(shè)計(jì)多個(gè)具有層次性的問題；第6 步是采用“雙位編碼”的方式，明確評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

2 例析初中生物學(xué)原創(chuàng)試題

例題1，農(nóng)業(yè)科技人員想探究“杏樹以扦插方式繁殖的成活率”這一問題。分別用50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L 濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑NAA、IBA 處理枝條，并實(shí)施了CK 組實(shí)驗(yàn)——用清水處理枝條。每個(gè)實(shí)驗(yàn)各處理扦插插穗數(shù)量30 根。在統(tǒng)一處理的插床上實(shí)驗(yàn)觀察，分別在扦插后35 d、45 d、55 d 觀察扦插成活率，得到了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。請(qǐng)回答：

圖1

1）CK 組實(shí)驗(yàn)的作用是作對(duì)照。

2）每個(gè)實(shí)驗(yàn)各處理扦插插穗數(shù)量為30 根，為什么不是2 根、3 根？原因是排除偶然性。

3）根據(jù)上圖數(shù)據(jù)，你認(rèn)為哪一種濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑效果最好？為什么？

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示：

表1 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

試題評(píng)析：科學(xué)探究主要包括“問題、證據(jù)、解釋、表達(dá)”4 個(gè)維度。“問題”維度主要指：基于對(duì)一般現(xiàn)象的觀察，能提出、識(shí)別、明確可探究的問題；“證據(jù)”維度主要指：以觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等合理的方式獲取證據(jù)，并通過圖或表呈現(xiàn)收集到的證據(jù)；“解釋”維度主要指：在證據(jù)的基礎(chǔ)上獲取科學(xué)的結(jié)論；“表達(dá)”維度主要指：通過合適的方式呈現(xiàn)自己的觀點(diǎn)，并能與他人交流、評(píng)估[4]。科學(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力[5]。其中，對(duì)比分析能力、科學(xué)推理能力、模型理解能力、構(gòu)建模型能力，以及科學(xué)論證能力應(yīng)該重點(diǎn)培養(yǎng)與評(píng)價(jià)[6]。

參照上述的“借助科技論文命制試題的基本步驟”，命題者擬以“營(yíng)養(yǎng)繁殖及其方式”這一重要概念為載體考查學(xué)生的科學(xué)探究和科學(xué)思維中的部分素養(yǎng)。為此，以核心期刊《北方園藝》中的“不同激素處理對(duì)4 個(gè)李杏砧木品種硬枝扦插成活率的影響”[7]這篇科技論文為背景設(shè)計(jì)了例題1。命題者剔除科技論文中冗余信息，用初中生容易理解的語詞描述了研究過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)了科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)類情境，以科學(xué)探究方法為主線，層層遞進(jìn)地設(shè)置了填空題和問答題，形成了系統(tǒng)的問題鏈。第1 問、第2 問主要考查學(xué)生對(duì)“對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則”“重復(fù)實(shí)驗(yàn)原則”的認(rèn)知和應(yīng)用，屬于科學(xué)探究中的“以觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等合理的方式獲取證據(jù)”這一考查指標(biāo)。第3 問主要要求學(xué)生基于對(duì)圖中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并進(jìn)行論證，考查了科學(xué)探究中的“在證據(jù)的基礎(chǔ)上獲取科學(xué)的結(jié)論”，以及科學(xué)思維中的“模型理解”和“科學(xué)論證”。此外，第3 問的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，明確了得分要點(diǎn)和等級(jí)劃分，使評(píng)分工作明確清晰。

例題2，化感作用是指植物的代謝分泌物（化感物質(zhì)）對(duì)環(huán)境中其他植物的有利或不利的作用。農(nóng)業(yè)科技人員想通過探究“黃精各部位水提液對(duì)蘿卜種子萌發(fā)的影響”，以獲取黃精中化感物質(zhì)的存在部位，并判斷對(duì)其他植物生長(zhǎng)的影響，從而明確黃精是否適合與農(nóng)作物種植在一起。為此，農(nóng)業(yè)科技人員用水分別浸提黃精植株不同組織（根莖、莖稈、葉片、果實(shí)），按照每毫升水浸提0.05g 干組織樣本的比例浸提，之后分別用不同部位的水提液處理60 個(gè)蘿卜種子，再設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)（CK 組實(shí)驗(yàn)，用蒸餾水處理60 個(gè)蘿卜種子）。得到的處理結(jié)果如圖2所示：

圖2[8]

1）實(shí)驗(yàn)中使用同一品種的蘿卜種子的原因是__控制單一變量_；

2）基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你認(rèn)為黃精植株不同部位水提液處理后蘿卜種子的發(fā)芽率大小順序?yàn)椋ˋ）；

A.莖稈＞葉片＞果實(shí)＞根莖

B.果實(shí)＞葉片＞莖稈＞根莖

C.莖稈＞根莖＞果實(shí)＞葉片

D.葉片＞莖稈＞果實(shí)＞根莖

3）你認(rèn)為黃精植株不同部位（根莖、莖稈、葉片、果實(shí)）的水提液分別對(duì)蘿卜種子的發(fā)芽率具有怎樣的影響。基于此，你認(rèn)為黃精是否適合與農(nóng)作物種植在一起？

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示：

表2 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

試題評(píng)析：同樣，命題者擬以“知道種子結(jié)構(gòu)、種子萌發(fā)的條件和過程”這一重要概念為載體考查學(xué)生的部分科學(xué)探究能力和科學(xué)思維。為此，以核心期刊《北方園藝》中的“黃精對(duì)3 種作物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的化感作用”[8]這篇科技論文為背景設(shè)計(jì)了例題2。在轉(zhuǎn)化為初中生物學(xué)試題的過程中，命題者需要挖掘該科學(xué)研究的方法、過程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)學(xué)生容易理解的“探究黃精對(duì)蘿卜種子萌發(fā)的影響作用”這一研究實(shí)驗(yàn)類情境，以多樣化題型引導(dǎo)學(xué)生基于對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)模型的分析回答相應(yīng)的問題。該題第1 問考查了學(xué)生對(duì)“控制單一變量原則”的認(rèn)知和應(yīng)用，屬于科學(xué)探究中的“以觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等合理的方式獲取證據(jù)”這一考查指標(biāo)。第2 問和第3問同樣要求學(xué)生基于對(duì)圖中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得出觀點(diǎn)并論證，考查了科學(xué)探究中的“在證據(jù)的基礎(chǔ)上獲取科學(xué)的結(jié)論”，以及科學(xué)思維中的“模型理解”和“科學(xué)論證”。此外，第3 問的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)明確了得分要點(diǎn)和等級(jí)劃分，為評(píng)分工作明晰了方向。

3 結(jié)語

科技論文信息是生物學(xué)試題命制的主要素材源[9]。命題者在搜集素材時(shí)，建議選擇近年發(fā)表在核心期刊上的科技論文，這是保證試題科學(xué)性、時(shí)效性和前沿性的重要前提。在建立素材與試題表述之間的聯(lián)系時(shí)，建議將專業(yè)性較強(qiáng)的術(shù)語轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫W(xué)習(xí)中的詞語，創(chuàng)設(shè)學(xué)生可理解的問題情境，并簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)表述和圖表數(shù)據(jù)，嚴(yán)格控制題干的信息量，降低學(xué)生的閱讀量。此外，問題跨度應(yīng)由易到難、步步深入，具備合理的難度和良好的區(qū)分度，并且設(shè)問要簡(jiǎn)潔明了，要嚴(yán)格貼切考查的素養(yǎng)指標(biāo)，具備良好的信效度。