例談借助科技論文命制初中生物學原創(chuàng)試題*

劉 楊 李高峰

（陜西師范大學生命科學學院 陜西西安 710119）

問題情境的創(chuàng)設可有效地提升生物學試題的命制質(zhì)量[1]。其中，考查學生科學思維、科學探究能力的生物學試題的情境多源于科技論文中呈現(xiàn)的科學研究的過程和成果、科學技術與社會的聯(lián)系[2]。借助科技論文命制生物學試題，既能保證問題情境的真實性和科學性，又能體現(xiàn)學科的應用價值[3]。所以，命題工作者應該緊扣“生物學學科核心素養(yǎng)”這一考查依據(jù)，結合考查內(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初中生物學原創(chuàng)試題的命制進行了嘗試和探索。

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，即基于課程標準分析，細化4 個生物學學科核心素養(yǎng)，明確學生應該達到的“學習期望”；第2 步是結合初中生物學大概念，構建雙向細目表，明晰以哪些重要概念為載體考查學生的特定素養(yǎng)指標；第3 步是在考查內(nèi)容的范圍內(nèi)搜集相關的權威的科技論文，對科技論文進行剖析，充分挖掘命題的素材，例如，科學研究的方法、過程和實驗數(shù)據(jù)；第4 步是剔除冗余信息，精簡研究過程和圖表數(shù)據(jù)，以生物學探究性學習中常用的詞語進行表述；第5 步是密切圍繞考查指標，從考生的認知水平入手，由淺入深、由簡單到復雜地設計多個具有層次性的問題；第6 步是采用“雙位編碼”的方式，明確評分標準。

2 例析初中生物學原創(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 濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑NAA、IBA 處理枝條，并實施了CK 組實驗——用清水處理枝條。每個實驗各處理扦插插穗數(shù)量30 根。在統(tǒng)一處理的插床上實驗觀察，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所示的實驗數(shù)據(jù)。請回答：

圖1

1）CK 組實驗的作用是作對照。

2）每個實驗各處理扦插插穗數(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)，你認為哪一種濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑效果最好？為什么？

評分標準如表1所示：

表1 評分標準

試題評析：科學探究主要包括“問題、證據(jù)、解釋、表達”4 個維度。“問題”維度主要指：基于對一般現(xiàn)象的觀察，能提出、識別、明確可探究的問題；“證據(jù)”維度主要指：以觀察、調(diào)查、實驗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)的基礎上獲取科學的結論；“表達”維度主要指：通過合適的方式呈現(xiàn)自己的觀點，并能與他人交流、評估[4]。科學思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力[5]。其中，對比分析能力、科學推理能力、模型理解能力、構建模型能力，以及科學論證能力應該重點培養(yǎng)與評價[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“營養(yǎng)繁殖及其方式”這一重要概念為載體考查學生的科學探究和科學思維中的部分素養(yǎng)。為此，以核心期刊《北方園藝》中的“不同激素處理對4 個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計了例題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驗數(shù)據(jù)，創(chuàng)設了科學研究實驗類情境，以科學探究方法為主線，層層遞進地設置了填空題和問答題，形成了系統(tǒng)的問題鏈。第1 問、第2 問主要考查學生對“對照實驗原則”“重復實驗原則”的認知和應用，屬于科學探究中的“以觀察、調(diào)查、實驗等合理的方式獲取證據(jù)”這一考查指標。第3 問主要要求學生基于對圖中的實驗結果的分析，得出實驗結論并進行論證，考查了科學探究中的“在證據(jù)的基礎上獲取科學的結論”，以及科學思維中的“模型理解”和“科學論證”。此外，第3 問的評分標準如表1所示，明確了得分要點和等級劃分，使評分工作明確清晰。

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，并判斷對其他植物生長的影響，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），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 個蘿卜種子，再設置對照實驗（CK 組實驗，用蒸餾水處理60 個蘿卜種子）。得到的處理結果如圖2所示：

圖2[8]

1）實驗中使用同一品種的蘿卜種子的原因是__控制單一變量_；

2）基于實驗結果，你認為黃精植株不同部位水提液處理后蘿卜種子的發(fā)芽率大小順序為（A）；

A.莖稈＞葉片＞果實＞根莖

B.果實＞葉片＞莖稈＞根莖

C.莖稈＞根莖＞果實＞葉片

D.葉片＞莖稈＞果實＞根莖

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

評分標準如表2所示：

表2 評分標準

試題評析：同樣，命題者擬以“知道種子結構、種子萌發(fā)的條件和過程”這一重要概念為載體考查學生的部分科學探究能力和科學思維。為此，以核心期刊《北方園藝》中的“黃精對3 種作物種子萌發(fā)和幼苗生長的化感作用”[8]這篇科技論文為背景設計了例題2。在轉(zhuǎn)化為初中生物學試題的過程中，命題者需要挖掘該科學研究的方法、過程和實驗數(shù)據(jù)，創(chuàng)設學生容易理解的“探究黃精對蘿卜種子萌發(fā)的影響作用”這一研究實驗類情境，以多樣化題型引導學生基于對實驗過程和數(shù)據(jù)模型的分析回答相應的問題。該題第1 問考查了學生對“控制單一變量原則”的認知和應用，屬于科學探究中的“以觀察、調(diào)查、實驗等合理的方式獲取證據(jù)”這一考查指標。第2 問和第3問同樣要求學生基于對圖中的實驗結果的分析，得出觀點并論證，考查了科學探究中的“在證據(jù)的基礎上獲取科學的結論”，以及科學思維中的“模型理解”和“科學論證”。此外，第3 問的評分標準明確了得分要點和等級劃分，為評分工作明晰了方向。

3 結語

科技論文信息是生物學試題命制的主要素材源[9]。命題者在搜集素材時，建議選擇近年發(fā)表在核心期刊上的科技論文，這是保證試題科學性、時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，建議將專業(yè)性較強的術語轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄啃詫W習中的詞語，創(chuàng)設學生可理解的問題情境，并簡化實驗表述和圖表數(shù)據(jù)，嚴格控制題干的信息量，降低學生的閱讀量。此外，問題跨度應由易到難、步步深入，具備合理的難度和良好的區(qū)分度，并且設問要簡潔明了，要嚴格貼切考查的素養(yǎng)指標，具備良好的信效度。