科學(xué)思維視域下初中生物學(xué)原創(chuàng)試題的命制

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）

只有具備科學(xué)思維的學(xué)生才能更理性、更自如地面對(duì)生活中的問(wèn)題并作出決策。生物學(xué)作為自然科學(xué)屬性的課程，非常重視證據(jù)與邏輯。所以，科學(xué)思維應(yīng)該是生物學(xué)各類考試考查的重點(diǎn)。鑒于此，基于科學(xué)思維的內(nèi)涵及其維度，筆者對(duì)初中生物學(xué)原創(chuàng)試題的命制進(jìn)行了嘗試和探索，現(xiàn)舉例來(lái)進(jìn)行闡述。

1 科學(xué)思維的內(nèi)涵

教育的核心在于發(fā)展學(xué)生的思維，尤其是科學(xué)思維?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將科學(xué)思維認(rèn)定為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，成為生物學(xué)獨(dú)特育人價(jià)值的有機(jī)組成部分?！翱茖W(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(wèn)題的思維習(xí)慣和能力?！逼渲?，對(duì)比分析能力、科學(xué)推理能力、模型理解能力、模型建構(gòu)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)。

2 科學(xué)思維的測(cè)評(píng)

2.1 對(duì)比分析能力的測(cè)評(píng)

【例1】性狀的變異有兩種類型：一種是不連續(xù)變異，即群體內(nèi)個(gè)體間性狀差異明顯，表現(xiàn)為類別差異，可進(jìn)行類型劃分。另一種是連續(xù)變異，即群體內(nèi)個(gè)體間差異不明顯，表現(xiàn)為數(shù)量化差異，不能進(jìn)行類型劃分。圖1展示了同一物種的6只雄性鳥(niǎo)和6只雌性鳥(niǎo)。哪一行能夠準(zhǔn)確描述這種鳥(niǎo)的一些性狀（大小、眼睛周圍是否存在環(huán)、雌鳥(niǎo)翅膀上的斑點(diǎn)圖案）的變異類型？ （ ）

圖1 同一物種不同性別的鳥(niǎo)

選項(xiàng)性狀雌鳥(niǎo)··翅膀上的斑點(diǎn)圖案雌雄鳥(niǎo)···的大小雌雄鳥(niǎo)A B C D連續(xù)變異連續(xù)變異不連續(xù)變異不連續(xù)變異連續(xù)變異不連續(xù)變異連續(xù)變異不連續(xù)變異···眼睛周圍是否存在環(huán)不連續(xù)變異不連續(xù)變異連續(xù)變異連續(xù)變異

參考答案：A。

試題分析：該題要求學(xué)生首先理解“不連續(xù)變異”和“連續(xù)變異”的內(nèi)涵，然后對(duì)比分析6只雄性鳥(niǎo)和6只雌性鳥(niǎo)的一些性狀（大小、眼睛周圍是否存在環(huán)、雌鳥(niǎo)翅膀上的斑點(diǎn)圖案），明確每一個(gè)性狀在雌雄鳥(niǎo)之間的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比分類得出這些性狀的變異類型。

2.2 科學(xué)推理能力的測(cè)評(píng)

【例2】植物的果實(shí)的形狀特征決定了該植物的分布情況。圖2中1、2、3分別代表3種植物的果實(shí)，圖3中P、Q、R分別代表了不同植物的母株和幼苗生長(zhǎng)的分布情況（大黑點(diǎn)代表母株，小黑點(diǎn)代表幼苗）。請(qǐng)問(wèn)，哪張分布圖與哪種植物相匹配？ （ ）

圖2 三種植物的果實(shí)示意圖

圖3 不同植物的母株和幼苗生長(zhǎng)的分布情況

A.1-P、2-Q、3-R B.1-P、2-R、3-Q

C.1-Q、2-R、3-P D.1-R、2-Q、3-P

參考答案：C。

試題分析：該題給出3種植物的果實(shí)、結(jié)構(gòu)形狀各不同，要求學(xué)生根據(jù)果實(shí)的形狀判斷不同植物的母株和幼苗生長(zhǎng)的分布情況。這就要求學(xué)生要知曉“種子傳播的途徑”這一知識(shí)點(diǎn)，并且根據(jù)題目給出果實(shí)的結(jié)構(gòu)判斷其種子是哪種傳播途徑，最后基于科學(xué)知識(shí)進(jìn)行推理，得出不同植物的母株和幼苗生長(zhǎng)的分布情況。

2.3 模型理解能力的測(cè)評(píng)

【例3】小明在學(xué)習(xí)人體循環(huán)系統(tǒng)后，徒手繪制了簡(jiǎn)易的循環(huán)系統(tǒng)的路線示意圖（圖4），使用一些字母表示了部分血管。并且在表1中判斷了不同標(biāo)注的血管處的二氧化碳的濃度高低，你認(rèn)為他的哪幾種判斷是正確的？ （ ）

圖4 循環(huán)系統(tǒng)的路線示意圖

表1 小明的判斷

A.1，2，3，4 B.1，3，4 C.1，4 D.2，3

參考答案：B。

試題分析：該題要求學(xué)生分析模型所涉及的各個(gè)要素及其結(jié)構(gòu)，解讀“循環(huán)系統(tǒng)”模型中的信息，與已學(xué)的“體循環(huán)”“肺循環(huán)”生物學(xué)知識(shí)相互轉(zhuǎn)化，從而明確不同標(biāo)注的血管處的二氧化碳的濃度高低。

2.4 模型建構(gòu)能力的測(cè)評(píng)

【例4】動(dòng)物學(xué)博士李老師探究了“動(dòng)物平均體長(zhǎng)與平均產(chǎn)熱率之間的關(guān)系”，表2顯示了該探究實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。運(yùn)用表中的數(shù)據(jù)繪制曲線圖。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表

參考答案：見(jiàn)圖5。

圖5 動(dòng)物平均體長(zhǎng)與平均產(chǎn)熱率之間的關(guān)系曲線

試題分析：該題要求學(xué)生根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，建立模型（曲線圖），表達(dá)事物之間的關(guān)系（動(dòng)物平均體長(zhǎng)與平均產(chǎn)熱率之間的關(guān)系）。

2.5 科學(xué)論證能力的測(cè)評(píng)

【例5】劉老師在長(zhǎng)期的觀察下，繪制了如圖6所示的野生果樹(shù)林中的食物網(wǎng)。由于天氣的原因，如果野果樹(shù)的花朵授粉程度變低，請(qǐng)問(wèn)食物網(wǎng)中的哪種動(dòng)物受影響最大，為什么？__________________。

圖6 某野生果樹(shù)林中的食物網(wǎng)示意圖

參考答案：蝙蝠。因?yàn)樵谑澄锞W(wǎng)中可以看出，蝙蝠的食物來(lái)源只有野果樹(shù)上的果實(shí)，如果野果樹(shù)的花朵授粉程度變低，樹(shù)上的果實(shí)產(chǎn)量就會(huì)降低，蝙蝠的唯一食物來(lái)源會(huì)受到影響。所以，蝙蝠受影響最大。

試題分析：該題以問(wèn)答式考查了學(xué)生的科學(xué)論證能力。首先，學(xué)生要理解食物網(wǎng)中的信息，明確各生物之間的捕食關(guān)系；然后，提出觀點(diǎn)，并基于科學(xué)知識(shí)對(duì)自己的觀點(diǎn)進(jìn)行論證。

3 結(jié)語(yǔ)

基于科學(xué)思維，教師在命制生物學(xué)試題時(shí)，除了需要貼切課程標(biāo)準(zhǔn)要求考查的維度和內(nèi)容外，還需要從題型和設(shè)問(wèn)兩個(gè)方面下功夫。一方面，增加圖表題型的比重，因?yàn)椤皥D表試題隱藏著大量的生物學(xué)信息，考生對(duì)圖像的識(shí)別分析能力直接能反映其對(duì)知識(shí)點(diǎn)是否真正掌握”。另一方面，改用問(wèn)答式試題考查科學(xué)思維。傳統(tǒng)的填空式試題割裂了學(xué)生的思維系統(tǒng)，將其碎片化，不利于學(xué)生科學(xué)思維的完整輸出。所以，教師可運(yùn)用問(wèn)答式試題“牽出”學(xué)生系統(tǒng)的、全面的思維與邏輯。