一道國際生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽試題的分析及其啟示

馬小明

國際生物學(xué)奧林匹克競(jìng)賽（IBO），是為中學(xué)生舉辦的世界級(jí)生物學(xué)競(jìng)賽，旨在培養(yǎng)中學(xué)生對(duì)生物學(xué)的興趣、創(chuàng)造力和百折不撓的精神，增強(qiáng)學(xué)生自主解決具有一定挑戰(zhàn)性問題的能力。IBO試題注重考查選手的知識(shí)廣度，其理論部分包括細(xì)胞生物學(xué)、動(dòng)物解剖和生理學(xué)、植物解剖和生理學(xué)、行為學(xué)、遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，更注重選手信息提取、推理演繹、分析與綜合能力的考察。所以，IBO對(duì)中學(xué)生既是一場(chǎng)知識(shí)的競(jìng)賽，更是智力、創(chuàng)造力和意志力等綜合素質(zhì)的較量；同時(shí)，極有助于促進(jìn)學(xué)生深度思考。下面通過一道IBO試題的深度解剖，分析IBO試題如何考察學(xué)生的信息提取、邏輯推理等能力，以期對(duì)我國高考等試題的編制有些許借鑒。

1試題

2014年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者發(fā)現(xiàn)人腦的海馬區(qū)（HC）儲(chǔ)存空間記憶有助于空間定位。經(jīng)常使用空間信息的人，如出租車司機(jī)，會(huì)依賴于發(fā)育良好的海馬區(qū)。一項(xiàng)研究分析了倫敦出租車司機(jī)和對(duì)照組人群海馬區(qū)的差異，結(jié)果見圖1、圖2。

判斷下列描述的對(duì)錯(cuò)。

A.出租車司機(jī)的海馬整體顯著地比對(duì)照人群大

B.空間定位的能力有可能位于海馬后部

C.該研究提供證據(jù)表明人群中的一些人會(huì)比其他人在遺傳上更傾向于成為一個(gè)優(yōu)秀的倫敦出租車司機(jī)

D.該研究支持傳統(tǒng)觀點(diǎn)，即海馬區(qū)僅和短期記憶有關(guān)

2試題分析

該題對(duì)于考生圖表信息提取能力、綜合分析能力要求很高。A選項(xiàng)考查學(xué)生識(shí)圖能力。要判斷司機(jī)與對(duì)照人群海驅(qū)整體有無顯著性差異，只需查找“整體”一項(xiàng)上方標(biāo)有“*”（由題意可知，*表示顯著性差異），所以，A選項(xiàng)錯(cuò)誤。通過圖1可見，出租車司機(jī)的“前部”較對(duì)照小，而“后部”顯著較大，很可能空間定位的能力位于海馬后部，B選項(xiàng)正確。觀察圖B隨著出租車司機(jī)的從業(yè)時(shí)間變長，總體上海馬后部的體積是變大的，但是注意散點(diǎn)分布，即便從業(yè)時(shí)間相同海馬后部的變化也很有可能不同，即相同條件及處理下海馬后部的變化存在差異，而差異很有可能來源于遺傳，C選項(xiàng)正確。D項(xiàng)，圖2顯示整體上司機(jī)從業(yè)時(shí)間越長海馬后部越大，而據(jù)圖1可知海馬后部可能與空間定位（空間記憶）相關(guān)，空間記憶并非短期記憶，所以海馬區(qū)后部與短期記憶有關(guān)不正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。所以，B、C選項(xiàng)正確，A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

3試題特點(diǎn)

3.1試題源于科學(xué)研究成果

該試題中的圖表均改編自相關(guān)研究論文，試題背景是切實(shí)存在的真實(shí)事件：2000年，英國倫敦大學(xué)的Eleanor A.Maguire等人發(fā)現(xiàn)，出租車司機(jī)大腦中海馬區(qū)要比一般人的大，并且形狀也異于后者，這說明大腦中的這一區(qū)域?qū)τ诳臻g記憶來說是很重要。為弄清這個(gè)問題，Maguire等人進(jìn)行相關(guān)的后續(xù)研究。2006年Maguire等人以倫敦出租車司機(jī)為研究對(duì)象，讓出租車司機(jī)和對(duì)照組參與一項(xiàng)對(duì)2萬多條街道和地方進(jìn)行導(dǎo)航與記憶的訓(xùn)練，試圖通過對(duì)這些參與者訓(xùn)練結(jié)果的比較，來說明訓(xùn)練是否使海馬區(qū)更大。受試者分為兩組，一組是具有出租車從業(yè)資格的出租司機(jī)；另一組由沒有取得出租車從業(yè)資格的人和普通司機(jī)組成。Maguire等人對(duì)這兩組人群進(jìn)行訓(xùn)練，并在訓(xùn)練前、訓(xùn)練中及訓(xùn)練后對(duì)他們的大腦進(jìn)行掃描。經(jīng)過4年的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示有從業(yè)資格的多數(shù)出租車司機(jī)大腦灰質(zhì)中海馬體后部體積增大，但是沒有取得從業(yè)資格的司機(jī)和普通司機(jī)的大腦海馬區(qū)變化不顯著。他們認(rèn)為，出租車司機(jī)的大腦比其他人具有更大的可塑性，而可塑性大小與先天遺傳特性有關(guān)聯(lián)。

3.2注重圖表信息獲取及處理能力考查

從考查角度而言，該試題著重考查考生圖表信息提取及處理能力。準(zhǔn)確把握?qǐng)D1和圖2所對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)的變量是正確作答的基礎(chǔ)，圖1對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)的自變量是不同被試（出租車司機(jī)和對(duì)照）而因變量是海馬區(qū)整體、前部、后部橫切面積的大小；圖2中自變量為出租車司機(jī)從業(yè)時(shí)間，因變量為海馬后部體積的改變量。通過對(duì)這些基本點(diǎn)的把握，可以容易地判斷選項(xiàng)A和B的正誤，而選項(xiàng)C和D還需要更細(xì)致的觀察和分析。圖2顯示隨著司機(jī)從業(yè)時(shí)間的增加，海馬區(qū)后部變化總體上趨于增加，說明后天的練習(xí)確實(shí)可以促進(jìn)海馬后部的增加，同時(shí)說明海馬后部對(duì)長期記憶有作用。然而在司機(jī)從業(yè)時(shí)間相同的情況下，不同司機(jī)海馬區(qū)后部的變化存在差異，這就說明海馬區(qū)后部的變化不僅僅與練習(xí)時(shí)間相關(guān)，也與個(gè)體遺傳特性相關(guān)。這樣就能夠判斷C、D選項(xiàng)描述的正誤了。

3.3指向深度學(xué)習(xí)

從知識(shí)考查深度而言，該題直指考生的深度學(xué)習(xí)水平。深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是信息的自我轉(zhuǎn)換，即需要實(shí)現(xiàn)信息的加工、理解、評(píng)價(jià)和應(yīng)用。高中教材中與該題相關(guān)知識(shí)點(diǎn)位于《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第二章第一節(jié)“通過神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)”，其中涉及海馬區(qū)的只有一句話“海馬區(qū)與短期記憶相關(guān)，長期記憶可能與新突觸的建立相關(guān)”。所以，該題不能僅用教材知識(shí)去作答，必須借助題干及圖表信息，深入分析、合理假設(shè)、大膽推理。該題一定程度上也提示中學(xué)生學(xué)習(xí)不能停留在淺層學(xué)習(xí)層面，一定要走向深度學(xué)習(xí)。

4啟示

試題考查的內(nèi)容、形式、深度，是一線教學(xué)內(nèi)容、形式、深度的風(fēng)向標(biāo)。在新課程改革倡導(dǎo)“核心素養(yǎng)”培養(yǎng)的教育教學(xué)背景下，編制科學(xué)且針對(duì)性強(qiáng)的試卷成為關(guān)鍵。（1）教師編制試題時(shí)，一定要有理有據(jù)，不能憑經(jīng)驗(yàn)、想當(dāng)然地去編制。平目的練習(xí)題中不乏經(jīng)不起推敲的題目，這種題目大多為改編題。然而在改編過程中受編者自己知識(shí)儲(chǔ)備、思維的限制，題干或選項(xiàng)或多或少有不當(dāng)之處。（2）試題中要增加一定量的科學(xué)前沿，例如新發(fā)現(xiàn)、新理論、新技術(shù)等，這樣才能促進(jìn)學(xué)生平日學(xué)習(xí)中關(guān)注科學(xué)前沿，從而拓寬學(xué)生視野。（3）增加深度思考類題目比例，當(dāng)前中的不論是平時(shí)的考試或者是高考生物學(xué)試題，均主要考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)概念、事實(shí)的記憶，致使學(xué)生、家長乃至教師群體中普遍存在“生物多記多背就能出成績”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)。增加試題考查深度是促進(jìn)學(xué)生從淺層學(xué)習(xí)走向深度學(xué)習(xí)的有效措施，也只有這樣才能真正促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。