基于生物科技論文的原創(chuàng)命題策略

貴州

高中生學習的強度日趨加大，教師在教學中減少訓練的數(shù)量，同時還要保證訓練的質量勢在必行，這就不得不考慮命制原創(chuàng)試題。每道原創(chuàng)試題的命制都并非隨性而為，而是需要經(jīng)過一個嚴謹?shù)倪^程，尤其是新素材類型的試題，必須從素材收集整理、數(shù)據(jù)提取處理、試題表述和設問等多個環(huán)節(jié)綜合考慮。

新素材試題的背景信息最佳來源是科技論文，教師命制原創(chuàng)試題時在考慮科學性、時效性的同時也要考慮實用性，即論文的觀點本身是科學的、無錯誤的，而且是近期發(fā)表的，同時核心論點應與高中課程有聯(lián)系，適合用于試題命制。論文的來源主要有兩個渠道：一是從訂閱的雜志上收集，二是從數(shù)據(jù)庫中檢索，例如中國知網(wǎng)等。筆者將科技論文中可用作命題素材的信息粗略分為數(shù)字信息和文本信息兩大類，再分別從這兩個角度舉例說明從素材收集到試題編寫的整個過程。

一、數(shù)字信息類

現(xiàn)需要命制一道關于“赤霉素”的試題，具體要求是①滿分10分，包含3個小題，共5空；②含有新素材，體現(xiàn)科學性、時效性和嚴謹性；③考查學生解決實際問題的能力；④考查學生科學思維、科學探究和社會責任等方面的核心素養(yǎng)。

（一）素材收集

1.論文檢索

命制關于“赤霉素”的試題，首先需要收集與赤霉素相關的科技論文，以“知網(wǎng)”檢索為例，在“知網(wǎng)”檢索窗輸入“赤霉素”進行全文檢索，僅2018年便可檢索到820篇期刊論文?，F(xiàn)將核心考點鎖定在赤霉素的生理作用上，再進一步篩選檢索結果將素材來源確定為《赤霉素濃度和溫度對沙氏鹿茸草種子萌發(fā)影響研究》一文。

2.信息提取

陳藝芳等人利用江西省廬山市采集的沙氏鹿茸草（玄參科植物沙氏鹿茸草Monochasma savatieriFranch.ex Maxim）種子，研究經(jīng)不同濃度赤霉素處理后，種子在不同溫度下的萌發(fā)情況，并著《赤霉素濃度和溫度對沙氏鹿茸草種子萌發(fā)影響研究》一文。文中內(nèi)容豐富，研究材料、方法、結果、結論一概翔實俱在，其中更是從多個方面對結果進行了分析，包括：①溫度和赤霉素濃度對沙氏鹿茸草種子發(fā)芽率的影響；②溫度和赤霉素濃度對沙氏鹿茸草種子平均萌發(fā)歷期的影響；③溫度和赤霉素濃度對沙氏鹿茸草種子發(fā)芽速率參數(shù)的影響；④溫度和赤霉素濃度對沙氏鹿茸草種子活力的影響；⑤溫度和赤霉素對沙氏鹿茸草種子萌發(fā)相關參數(shù)影響的方差分析。

文獻中詳細的研究結果為命題提供了足夠的選材方向，而基于高中生物教材對赤霉素生理作用的介紹極為簡略，此處僅以“溫度和赤霉素濃度對沙氏鹿茸草種子發(fā)芽率的影響”這一結果作為試題命制的素材依據(jù)，其原文結果如表1所示：

表1 不同濃度赤霉素處理后沙氏鹿茸草種子在不同溫度下的發(fā)芽率

原文中的其他內(nèi)容（如研究材料、方法等）可作為命題的支撐，用于編寫題干或作為部分設問的信息提示。

（二）試題編寫

選取合適的素材之后，需要提取并轉化原文信息供命題使用，之后還需要進行試題編寫、精細加工、參考答案設定、編寫解析等步驟才能形成一道完整的試題。

1.信息轉化

原論文中表格數(shù)據(jù)科學合理，但對高中生而言較為復雜，數(shù)據(jù)的表示方式屬于超綱內(nèi)容，同時“極差”這一結果不在命題必要信息之內(nèi)，溫度設置方法則需要補充說明。所以筆者對原文表格信息進行簡單處理，轉化為高中學生能夠接受的形式，以便于命題，具體如表2所示。

表2

2.試題編寫

2.1 將研究材料、方法等濃縮成題干

科技論文都有完整的研究過程，包括研究材料、方法等都在文章中有充分體現(xiàn)。試題命制的時候是需要用到這些信息的，只有清楚、準確地介紹了研究的背景信息，才能保證命制的題目不犯科學性錯誤。但由于這些信息往往占據(jù)較大篇幅，信息量十分龐大，所以在試題編寫的時候需要對材料進行加工，將大篇幅文字中的必要信息進行提取、整合、重組形成題干，為試題提供科學支撐。

【題干】（10分）為了探究不同赤霉素濃度和溫度對沙氏鹿茸草種子發(fā)芽率的影響，科研小組將采收時間小于一個月的種子用不同濃度的赤霉素浸泡24小時，置于不同溫度條件下培養(yǎng)，測得各組實驗的發(fā)芽率，結果如表3?；卮鹣铝袉栴}：

表3

【解說】題干第一句話“為了探究不同赤霉素濃度和溫度對沙氏鹿茸草種子發(fā)芽率的影響”源自于論文題目“赤霉素濃度和溫度對沙氏鹿茸草種子萌發(fā)影響研究”的改寫，準確地交代清楚研究目的和相關的自變量、因變量，但原文為“對種子萌發(fā)的影響”，文中包括了發(fā)芽率、發(fā)芽勢等多方面的研究，該題僅提取發(fā)芽率作為命題依據(jù)，故將其改寫成“對發(fā)芽率的影響”，縮小了信息量的同時也顯得更加科學合理；題干中的“科研小組將采收時間小于一個月的種子用不同濃度的赤霉素浸泡24小時，置于不同溫度條件下培養(yǎng)，測得各組實驗的發(fā)芽率”則簡明扼要地對研究過程和方法進行概括，體現(xiàn)了研究的完整性和科學性。

2.2 圍繞所選素材進行設問

試題的設問是體現(xiàn)命題立意的主要手段，設問需要考慮到諸多方面的問題，如設問的依據(jù)、問題的表述、與教材的關系、解題信息等。

【設問】

（1）該探究實驗的自變量是________________________________。分析上述數(shù)據(jù)可知，赤霉素具有_______________的作用。

（2）生長素在低濃度時能促進植物生長，過高濃度的生長素卻會抑制生長，這種現(xiàn)象說明生長素的作用具有兩重性。表中數(shù)據(jù)_______（填“能”或“不能”）說明赤霉素的作用具有兩重性。

（3）從表3中數(shù)據(jù)可知沙氏鹿茸草種子萌發(fā)的最適條件是__________________________。赤霉素濃度為零時，不同溫度條件下沙氏鹿茸草種子均有較高的發(fā)芽率，這說明__________________________________。

【思路展示】（1）①變量的控制是科學研究的核心操作，明確自變量、因變量和無關變量是實驗設計的首要問題，此處設問體現(xiàn)“科學思維”素養(yǎng)；②通過對實驗數(shù)據(jù)（結果）的合理分析才可能得到合理的結論，這同樣是科學探究的必要步驟，此處設問主要體現(xiàn)“科學探究”素養(yǎng)。（2）類比推理是科學探究的重要方法之一，但此處設問的目的重在利用生長素生理作用的兩重性的背景干擾題干信息的提取，體現(xiàn)“科學思維和科學探究”素養(yǎng)。（3）準確分析實驗結果是科學探究的必備能力，將科研結果與生活實際聯(lián)系起來是科研的終極目的，該處設問引用原著中的結論進行編寫，①體現(xiàn)“科學思維”素養(yǎng)，②體現(xiàn)“科學探究和社會責任”素養(yǎng)。

2.3 設置合理的參考答案并解析

【參考答案】（1）赤霉素濃度、溫度（各1分，共2分）

促進種子萌發(fā)（合理即可，2分）（2）不能（2分）

（3）赤霉素濃度為800mg/L、溫度為25℃（各1分，共2分）沙氏鹿茸草種子在采收一個月內(nèi)不存在休眠現(xiàn)象（合理即可，2分）

【解析】（1）從題干中第一句話“為了探究不同赤霉素濃度和溫度對沙氏鹿茸草種子萌發(fā)的影響”和表3的首列和首行都可以得到該探究實驗的自變量是赤霉素濃度、溫度，因變量是沙氏鹿茸草種子的發(fā)芽率，即該研究屬于雙自變量、單因變量型的研究。從表格數(shù)據(jù)可以看出，不同溫度條件下，赤霉素對種子發(fā)芽率的影響有顯著差異，但總體上體現(xiàn)出當赤霉素濃度超過某一范圍之后，種子發(fā)芽率明顯增加，可知赤霉素可以促進種子萌發(fā)，但該題數(shù)據(jù)顯示，在赤霉素濃度為0mg/L時，各溫度條件下種子仍然具有較高的發(fā)芽率，說明沙氏鹿茸草種子在采收一個月內(nèi)不存在休眠現(xiàn)象，所以此處建議不考慮“赤霉素打破種子休眠”這一答案。（2）類比生長素生理作用的兩重性特點——“低濃度促進生長，高濃度抑制生長”，分析表3中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在20℃和25℃溫度條件下，低濃度的赤霉素處理后沙氏鹿茸草種子發(fā)芽率小于空白對照組（濃度為0mg/L），用相對較高濃度的赤霉素處理后，沙氏鹿茸草種子發(fā)芽率則大于空白對照組，而在30/20℃溫度條件下，各濃度的赤霉素都能促進種子萌發(fā)。根據(jù)以上分析，表3數(shù)據(jù)不滿足“低濃度促進生長，高濃度抑制生長”的特點，所以不能證明赤霉素生理作用具有兩重性。（3）從表3數(shù)據(jù)中找到沙氏鹿茸草種子最大發(fā)芽率對應的條件，即為沙氏鹿茸草種子萌發(fā)的最適條件。數(shù)據(jù)顯示，在赤霉素濃度為0mg/L時，各溫度條件下種子仍然具有較高的發(fā)芽率，說明沙氏鹿茸草種子在采收一個月內(nèi)不存在休眠現(xiàn)象，這里之所以提出“采收一個月內(nèi)”是受研究材料限制的，同時起到與題干相呼應的目的，不建議省略，但不包含該條件也可得分。

二、文本信息類

現(xiàn)需要命制一道關于“細胞周期及細胞生命歷程”的選擇題，具體要求是①含有新素材，體現(xiàn)科學性、時效性和嚴謹性；②考查學生解決實際問題的能力；③考查學生科學思維、科學探究等方面的核心素養(yǎng)。

（一）素材收集

1.論文檢索

在“知網(wǎng)”檢索窗以“細胞周期”為主題進行檢索，共計49685個檢索結果。選取下載量和引用次數(shù)較高的《大蒜素對體外人骨肉瘤細胞周期和細胞凋亡的影響》一文作為命題背景。

2.信息提取與整合

科技論文包含研究材料、方法過程、結果分析、結論等部分，其中大都包含大量的數(shù)據(jù)。但在以科技論文為背景編寫試題的時候，有時并不需要引用數(shù)據(jù)，而是直接引用結論即可。

《大蒜素對體外人骨肉瘤細胞周期和細胞凋亡的影響》一文的結論中提到“大蒜素可抑制人骨肉瘤Saos-2細胞的增殖，而這種抑制作用可能是通過停滯細胞周期和（或）誘導細胞凋亡來實現(xiàn)的”。這一信息可作為本次命題的背景信息，但考慮到信息量偏大、不容易分析等因素，筆者將材料進行簡單地整合并改寫為“大蒜素可以使人骨肉瘤細胞的細胞周期停滯和誘導細胞凋亡，從而抑制瘤細胞增殖，達到抗癌的效果”。

（二）試題編寫

1.題干及設問

【題干】大蒜素可以使人骨肉瘤細胞的細胞周期停滯和誘導細胞凋亡，從而抑制瘤細胞增殖，達到抗癌的效果。下列相關說法錯誤的是 （ ）

【解說】刪減原論文中部分專業(yè)性過強的術語（如Saos-2細胞等），并調(diào)整原論文的敘述語序，在一定程度上使語言結構更緊湊同時保證信息的完整，根據(jù)需要將原論文中“可能”“或”等不確定關系剔除，降低信息分析的難度。

【選項設置】

A.人骨肉瘤細胞在分裂間期進行中心體復制

B.瘤細胞產(chǎn)生的原因是細胞增殖分化異常

C.大蒜素誘導細胞凋亡與細胞膜結構有關

D.細胞凋亡過程對人體健康一定是有利的

【思路展示】根據(jù)命題要求，本題立足于“細胞周期和細胞生命歷程”這一核心考點，利用新背景材料解題。為了盡可能包含細胞生命歷程的各部分內(nèi)容，并緊扣背景材料命題，選項設置分別從“細胞周期變化、瘤細胞與細胞分化、細胞凋亡、細胞膜結構”等方面入手。為了印證“瘤細胞產(chǎn)生的原因是細胞增殖分化異?！钡恼_性，特輔以丁鳳云的《細胞增殖分化異常與腫瘤》一文。

2.答案及解析

【答案】D

【解析】人骨肉瘤細胞屬于動物細胞，具有中心體，在細胞周期的分裂間期中心體需要進行復制，A項正確；人骨肉瘤細胞的產(chǎn)生是因為控制細胞增殖分化的基因調(diào)控異常，導致細胞不正常的增殖分化，即過度增殖、分化不全，B項正確；大蒜素誘導瘤細胞凋亡需要通過細胞膜進行信息傳遞，細胞膜的功能與結構相關，這一功能是由細胞膜的結構決定的（此處不考慮大蒜素是否進入瘤細胞，所以解釋較為粗略），C項正確；細胞凋亡發(fā)生在整個生命歷程中，正常的細胞凋亡是有利于人體健康的，但由于病理因素導致的細胞過度凋亡對人體是不利的（如感染HIV引起的T細胞過度凋亡等），D項錯誤。

總之，利用科技論文作為背景素材的命題形式越來越重要，在試題編寫時，除了根據(jù)考點檢索到所需要的論文，還需要對論文信息進行精細加工。不論是數(shù)據(jù)類素材還是文本類素材，處理過程中必須注重幾個原則：一是素材處理必須保證信息的完整性；二是素材最簡化，包括呈現(xiàn)方式、語言表達等都達到最簡；三是對原論文中的超綱內(nèi)容進行妥善的置換或刪減。簡言之，就是試題中的信息考生要能讀懂，并且都與解題有關，同時也必須包含解題所需的全部信息。