中考生物學(xué)圖像類試題評析及教學(xué)啟示*——以2019年浙江省中考生物學(xué)試題為例

沈偉云 （浙江省嵊州市教育體育局教研室 浙江嵊州 312400）

生物學(xué)圖像類試題是一類以圖像的形式作為命題視角，或以此創(chuàng)設(shè)問題產(chǎn)生的條件，具有背景新穎、隱含信息多、試題形式多樣、直觀形象等特點的試題。通過圖像類試題的解決，有助于考查學(xué)生操作、推理、建模、分析、遷移等能力，已成為浙江省中考科學(xué)試卷中檢測學(xué)生能力的重要題型。

科學(xué)課程標(biāo)準要求，能從圖文資料中獲取有效信息，并初步進行分析和處理。2019年浙江省中考生物學(xué)圖像類試題，可分為4 種類型，通過在原題評析基礎(chǔ)上，提出教學(xué)啟示，以期對生物學(xué)教學(xué)起到良好的導(dǎo)向作用。

1 呈現(xiàn)實驗操作圖，培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力

例1（紹興市），下列為小敏使用顯微鏡觀察人體口腔上皮細胞的部分操作與問題分析，其中合理的是（ ）。

圖1

A.顯微鏡對光時，應(yīng)調(diào)節(jié)圖甲中的④

B.圖乙中小敏看物鏡鏡頭的目的是防止物鏡下降過程中壓到玻片

C.圖丙視野中出現(xiàn)黑色圓圈的原因是口腔上皮細胞未經(jīng)染色處理

D.欲將圖丁視野中細胞a 移至中央，需向左下方移動裝片

評析：A.顯微鏡對光時，應(yīng)轉(zhuǎn)動物鏡轉(zhuǎn)換器，使低倍物鏡正對通光孔。再轉(zhuǎn)動遮光器，讓較大的光圈對準通光孔。同時調(diào)節(jié)反光鏡，使視野中出現(xiàn)一個明亮的圓形。由此可知，顯微鏡對光時，不需調(diào)節(jié)細準焦螺旋，也即④。

B.在調(diào)焦時轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋，使鏡筒緩慢下降，為了防止物鏡鏡頭壓到玻片，要看著物鏡鏡頭。故B 正確。

C.在觀察口腔上皮細胞時，若氣泡太多，會在視野中出現(xiàn)黑色圓圈?？赏ㄟ^重新蓋玻片或重新制作裝片進行改進。

D.由于像與裝片的移動方向相反，若要將圖丁視野中細胞a 移至中央，需要向右上方移動裝片。

該題以圖像的形式考查了顯微鏡對光、調(diào)焦、觀察等重要的實驗操作，要求學(xué)生關(guān)注實驗細節(jié)，能正確處理實驗異常。

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗是其賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。科學(xué)課程標(biāo)準對實驗技能的要求是，使用基本的工具和儀器進行觀察與測量，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣，遵守安全操作的規(guī)則［1］。為此，在生物學(xué)教學(xué)中，教師要重視學(xué)生實驗操作能力的培養(yǎng)。在學(xué)習(xí)實驗操作技能時，教師可先示范基本實驗操作，然后連貫成綜合性實驗操作，引導(dǎo)學(xué)生模仿練習(xí)，逐漸掌握操作要點；也可通過視頻演示規(guī)范的實驗操作，例如，制作洋蔥表皮細胞裝片時的正確操作為：擦→滴→撕→展→蓋→染。教師要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實驗細節(jié)，例如，載玻片上滴加的是清水，為防止氣泡產(chǎn)生怎樣蓋蓋玻片，臨時裝片應(yīng)用紅墨水染色等。

為了評價學(xué)生實驗操作能力，教師可將學(xué)生的操作視頻錄制下來，供學(xué)生觀看交流糾錯，也可以實際操作的圖片或操作簡圖的形式讓學(xué)生判定正誤，以此培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力。

2 分析生理示意圖，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理能力

例2（杭州市），如圖是人體內(nèi)血液離開左心室，經(jīng)消化器官再回到左心房的循環(huán)示意圖，箭頭表示血管內(nèi)血液流動方向。血液中的血紅蛋白易與氧結(jié)合的血管是（ ）。

圖2

A．甲和乙 B．甲和丁 C．丙和丁 D．乙和丙

評析：因為血紅蛋白與氧結(jié)合的特點是：在氧濃度高的地方，血紅蛋白容易與氧結(jié)合，在氧濃度低的地方，容易與氧分離。經(jīng)過肺部的血液為含氧量高的動脈血，故在乙處血紅蛋白易與氧結(jié)合。從左心室流出的血液為含氧較高的動脈血，故丙處的血紅蛋白容易與氧結(jié)合。而丁處血液經(jīng)過消化器官，為含氧低的靜脈血，甲處也為靜脈血，故甲、丁處的血紅蛋白不易與氧結(jié)合。答案為D。

該題通過血液循環(huán)示意圖，要求學(xué)生綜合運用血紅蛋白特點、動脈血、靜脈血、肺泡內(nèi)、組織間的氣體交換等知識，進行演繹推理，得出正確結(jié)論。

推理能力是指根據(jù)給定的情境，利用已知的知識和方法，針對問題進行邏輯推理、歸納和論證，并得出正確結(jié)論的能力［2］。教師可在復(fù)習(xí)階段，通過分析生理活動示意圖，設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生進行分析推理，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

如圖3所示，教師可設(shè)置問題：①當(dāng)人體完成A、B 氣體交換后，該處血管中血液變成什么血？

圖3 人體生理示意圖

引導(dǎo)學(xué)生分析如下：通過A 過程，血液中的CO2進入肺泡，通過B 過程，肺泡中的O2進入血液。當(dāng)人體完成A 和B 的氣體交換后，血管內(nèi)的靜脈血變?yōu)閯用}血。

②正常人腎小管中D 物質(zhì)不可能是什么？（在“水、葡萄糖、大分子蛋白質(zhì)”中選擇）。由于腎小球有濾過作用，除血細胞和大分子蛋白質(zhì)外的其他物質(zhì)均可通過濾過作用進入腎小囊形成原尿。故D 物質(zhì)不可能是大分子蛋白質(zhì)。

美國國家科學(xué)研究理事會NRC 認為，傳統(tǒng)課堂教學(xué)中學(xué)生記憶的科學(xué)知識很容易被遺忘，而“參與科學(xué)推理”的過程會讓學(xué)生的科學(xué)思維得到發(fā)展，同時促進對科學(xué)知識的理解［3］。通過分析生理示意圖，既加強了不同知識的聯(lián)系，有助于學(xué)生形成知識的整體觀，又有利于提高學(xué)生的分析推理能力。

3 繪制曲線坐標(biāo)圖，培養(yǎng)學(xué)生建模思維能力

例3（溫州市），為了探究溫度對蟑螂呼吸快慢的影響，小明設(shè)計了如下2 種實驗方案。方案1：把一只健壯的蟑螂放入30℃的密閉容器內(nèi)（圖甲），利用傳感器測定10 min 內(nèi)容器中溫度值和氧氣含量；10 min 后，將冰袋放置在容器兩側(cè)，使容器內(nèi)的溫度逐漸降低，并測定隨后20 min 內(nèi)的數(shù)據(jù)。多次重復(fù)實驗。方案2：在2 個溫度不同的相同密閉容器中各放入1 只健壯的蟑螂（圖乙），利用傳感器測定30 min 內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)。多次重復(fù)實驗。

圖4

1）該實驗通過_______反映蟑螂呼吸作用的快慢。

2）與方案2 相比，方案1 的變量控制有什么優(yōu)點？________（例舉一點）。

3）根據(jù)方案1 所得數(shù)據(jù)（圖丙），3 位同學(xué)分別在圖丁中畫出了甲裝置內(nèi)二氧化碳含量的大致變化趨勢，其中合理的是___________________。

圖5

評析：1）該實驗是為了探究溫度對蟑螂呼吸快慢的影響，通過測量容器內(nèi)氧氣含量的數(shù)據(jù)反映，運用了轉(zhuǎn)換的科學(xué)方法；2） 方案1 是在同一個容器內(nèi)做實驗，方案2 是在2 個容器內(nèi)做實驗，由于方案2 使用了2 只蟑螂，個體差異也會影響實驗結(jié)果；3）蟑螂的呼吸作用是消耗O2，產(chǎn)生CO2的，所以CO2含量要增加，由丙圖可知因10 min 后溫度逐漸降低，其呼吸作用是先快后慢，故CO2含量增加也由快變慢，故a 符合。

該題要求學(xué)生畫出甲裝置內(nèi)CO2含量的大致變化趨勢，考查學(xué)生對呼吸作用的理解，通過繪制曲線坐標(biāo)圖，有助于培養(yǎng)學(xué)生建模思維能力。

模型是人們?yōu)榱四撤N特定的目的而對認識對象所作的一種簡化的、概括性的描述，是認知和闡明生命活動規(guī)律、原理的重要方法之一［4］。數(shù)學(xué)模型是常見的一種模型，在生物學(xué)教學(xué)中經(jīng)常以曲線坐標(biāo)圖形式直觀表達認識對象的特征。

例如，某科學(xué)興趣小組探究某加酶洗衣粉洗滌效果與水溫之間的關(guān)系，在控制所選衣料、奶漬量、洗衣粉用量、用水量均相同的情況下，測得不同水溫條件下，除去奶漬所需時間，如表1所示。

表1 不同水溫條件下除去奶漬所需時間

在此基礎(chǔ)上，請每位學(xué)生繪制催化效率與溫度相關(guān)的坐標(biāo)曲線圖，學(xué)生繪制圖形大致有3 種情形（圖6），然后請學(xué)生分析原因。

圖6 催化效率與溫度相關(guān)的坐標(biāo)曲線圖

通過繪制坐標(biāo)曲線圖，不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生準確描述、表達信息能力，提高圖文之間的轉(zhuǎn)換能力，而且也有利于學(xué)生建模思維能力的提高，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

4 聯(lián)系現(xiàn)代科技圖，培養(yǎng)學(xué)生遷移應(yīng)用能力

例4（臺州市），2014年，人工視網(wǎng)膜通過臨床試驗，為失明患者帶來福音。人工視網(wǎng)膜主要由裝有攝像頭的眼鏡、電子設(shè)備和芯片電極3 部分組成，其工作原理如圖。

圖7

1）從眼球的成像原理來看，眼球?qū)獾淖饔孟喈?dāng)于______鏡。

2）從反射弧的組成來看，“人工視網(wǎng)膜”相當(dāng)于反射弧中的______。

3）攝像頭中的對焦機構(gòu)能調(diào)節(jié)鏡頭和CCD之間的距離。當(dāng)配有人工視網(wǎng)膜的人向遠處眺望，對焦機構(gòu)將使鏡頭與CCD 之間的距離變______。

評析：1）眼球的成像原理是物體發(fā)出或反射的光線經(jīng)眼球折射后在視網(wǎng)膜上成倒立縮小的實像，而凸透鏡對光線也有相同的作用，故眼球?qū)獾淖饔孟喈?dāng)于凸透鏡。

2）反射弧中的感受器其功能是能接受刺激產(chǎn)生的神經(jīng)沖動，而視網(wǎng)膜也具有類似作用，所以“人工視網(wǎng)膜”相當(dāng)于反射弧中的感受器。

3）凸透鏡成實像存在“物距變小，像距變大，像變大”規(guī)律。當(dāng)人向遠處眺望時，物距變大，所以像距會變小。鏡頭與CCD 之間的距離為像距，所以應(yīng)該變小。

該題通過眼球與凸透鏡、人工視網(wǎng)膜與感受器、像距與鏡頭和CCD 之間距離的聯(lián)系，加強了現(xiàn)代科技與生物學(xué)的聯(lián)系，考查了學(xué)生遷移運用知識解決問題的能力。

科學(xué)課程標(biāo)準指出，作為社會未來的公民，需要認識和把握日常生活中遇到的科學(xué)技術(shù)及相關(guān)過程［1］。遷移是指一種學(xué)習(xí)對另一種學(xué)習(xí)的影響，任何學(xué)習(xí)都是在學(xué)習(xí)者已具有的知識經(jīng)驗和認知結(jié)構(gòu)、獲得技能和問題解決方法等的基礎(chǔ)上進行的［5］。教師可引導(dǎo)學(xué)生通過關(guān)注現(xiàn)代科技圖，提出問題，嘗試作出解釋，以此培養(yǎng)學(xué)生的遷移應(yīng)用能力。

例如，在學(xué)習(xí)泌尿系統(tǒng)時，教師可呈現(xiàn)人工腎透析過程（圖8），并提問：1）若發(fā)現(xiàn)③中有紅細胞，則相當(dāng)于腎臟中的什么部位出現(xiàn)了病變？學(xué)生經(jīng)分析可知是透析膜損壞，不能正常過濾，相當(dāng)于腎小球出現(xiàn)病變。2）比較②中與①中血液的成分有何不同？

圖8 人工腎透析過程

因為①內(nèi)為透析前血液，相當(dāng)于入球小動脈，②內(nèi)為透析后血液，相當(dāng)于出球小動脈，二者相比，②內(nèi)血液中比①中減少了尿素和尿酸等廢物。

學(xué)習(xí)的目的在于運用，能否將已有的知識、技能遷移到新的情境中，是學(xué)生學(xué)習(xí)能力的重要標(biāo)志［5］。教師可以現(xiàn)代科技圖為內(nèi)容創(chuàng)設(shè)情境，既有助于激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感，也有利于培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決問題的能力。

生物學(xué)圖像類試題現(xiàn)已成為浙江省中考科學(xué)最常見的一類生物學(xué)試題，也是學(xué)生失分較多的一類難題。為此，在日常生物學(xué)教學(xué)中，教師要認真鉆研生物學(xué)圖像類試題，積極引導(dǎo)學(xué)生進行識圖訓(xùn)練，開展圖像與文字的轉(zhuǎn)換教學(xué)，充分挖掘圖像中的隱含條件，尋找圖像題分析解決規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生析圖繪圖能力，從而發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維，提高學(xué)生核心素養(yǎng)。