以生態(tài)扶貧影視題材為背景的試題命制與評價

廣東 常梅艷 余景耀

(作者單位：鶴山市第一中學；廣東省江門市中小學教研室)

電視劇《山海情》是近年來國產劇中的高分作品。這部劇講述的是寧夏西海固地區(qū)在福建的支援幫助下從荒漠戈壁到塞上江南的發(fā)展變遷的真實故事。劇中凌教授的原型林占熺為了讓當地人能安居樂業(yè)，決定帶領農民們種菇掙錢。而引入菌草則是為了以草養(yǎng)菇，解決木材消耗大、種植慢等問題。除了解決技術難題，林占熺還和農民簽下了包銷包售的合同，最終幫助當地人民脫貧致富。1993年林占熺拒絕了美國農場主的高薪邀請，毅然留在祖國繼續(xù)從事扶貧事業(yè)。1996年，在首屆菌草技術國際研討會上，林占熺把菌草的英文命名為“Juncao”。如今，菌草技術已經被推廣到了106個國家，打出了中國招牌，還助力了全球減貧。真實的中國科學家，比電視劇中的更了不起。

立德樹人是高考的根本任務，“凌教授”的事跡真實感人，是培養(yǎng)學生社會責任、啟發(fā)學生科學思維的良好素材。考試不僅具有評價的作用，同時也是學生學習的資料和燈塔，更是育人的關鍵環(huán)節(jié)，秉承這個理念，也為延續(xù)這份感動，命題人通過查閱文獻了解了巨菌草的有關知識，命制了一道原創(chuàng)試題，應用于高三調研測試當中。

1.試題定型

(12分)上世紀80年代，食用菌種植成為我國農村脫貧致富的重要產業(yè)之一。但是生產香菇等食用菌會消耗大量木材，令經濟發(fā)展和環(huán)境保護的矛盾日益突出。為解決該矛盾，中國科學家從非洲引入了禾本科植物巨菌草。巨菌草原產自非洲，株高一般為3～5 m，具有太陽能利用效率高、生長快、適應性廣、抗逆性高等特點。巨菌草既可以作為食用菌培養(yǎng)基，還可以用作優(yōu)質飼料和代煤發(fā)電。巨菌草極少出現抽穗結籽，其主要通過扦插繁殖，一次種植可多年收割。由于巨菌草由國外引進，科學家為了研究其是否會成為外來入侵生物，以未種植巨菌草的荒山坡地為對照(CK組)，統(tǒng)計種植年限為1、2、3年的巨菌草群落的植物和昆蟲多樣性，實驗結果如表1。

表1

(1)巨菌草、食用菌分別屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的________和________。

(2)種植年限為1、2、3年的巨菌草群落的昆蟲物種數和個體數均多于CK組，原因是________________。(寫出兩點)

(3)科學家根據實驗數據和相關信息綜合研判，認為巨菌草不會造成生物入侵：在生態(tài)脆弱地區(qū)種植巨菌草，短期內植物物種豐富度________，但可有效增加植被，使昆蟲物種豐富度上升，改善當地環(huán)境；另外由于存在________等情況(寫出三點)，因此不會出現外來入侵生物的________型種群數量增長曲線。

(4)因為植物和植物之間、植物與昆蟲之間需要長時間進行________最終達致相互適應。因此科學家進一步建議以更寬的時間跨度觀察、考量巨菌草的生態(tài)作用。

【參考答案】

(1)生產者(1分) 分解者(1分)

(2)巨菌草太陽能利用效率高、生長快，能為生態(tài)系統(tǒng)提供更多的能量和有機物，滿足更多消費者的生存所需；巨菌草植株高大，能形成更多的生存空間(4分，“食物方面”得2分；“棲息空間方面”得2分，每點結合巨菌草的特點分析1分，作用分析1分)

(3)下降(或降低或減少，1分) 可通過天敵制約其生長(1分，替換答案：存在天敵)，而且巨菌草用途廣泛(1分，替換答案：被人類廣泛利用，答具體利用方式等)，難以通過種子擴散(1分，補充答案：不會抽穗結籽，主要通過扦插繁殖，繁殖速度受限)(共3分，每點得1分) “J”(1分)

(4)共同(協同)進化(1分)

2.試題中的學科核心素養(yǎng)分析

2.1生命觀念

學生解答試題時需應用該生態(tài)系統(tǒng)中各成分間的關系來對“引入巨菌草”的利害做出分析、評價。本題涉及生命觀念中的結構與功能觀、進化與適應觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質與能量觀等，如理解動物與植物的關系，能夠結合題干信息分析并說明植物如何影響動物的分布，需具有物質與能量觀；植物通過光合作用將光能轉化為有機物中的化學能、動物通過捕食將獲取的有機物中的化學能轉化為自身有機物中的化學能涉及了結構與功能觀；植物能進行光合作用是因為葉綠體的結構，食物鏈(營養(yǎng)結構)中捕食關系的方向決定了能量流動(生態(tài)系統(tǒng)的功能之一)的方向等。第(3)小題需要考慮到影響種群數量變化的各種因素，要求學生具備穩(wěn)態(tài)與平衡觀，甚至還包括經濟、社會、生態(tài)之間的平衡，來理解與評價各種措施之間的利害關系。第(4)小題需要學生理解共同進化的概念，同時要具備進化與適應觀。

2.2科學思維

本題考查生物學基礎概念均是通過給出相關信息或事物的特點，讓學生通過信息或表格數據進行辨別。如考查對于生態(tài)系統(tǒng)的組成成分中生產者和分解者概念的理解，判斷給出的對象屬于哪種成分，解題思路是由“巨菌草具有太陽能利用效率高”推知其可以固定太陽能，這是生產者的特點，而蘑菇利用腐木生長、利用尸體殘骸，這是分解者的特點，進而推斷出巨菌草及食用菌在生態(tài)系統(tǒng)中的成分。再如考查動物空間結構與植物空間結構的關系時，需要學生根據題目信息“種植年限為1、2、3年的巨菌草群落的昆蟲物種數和個體數均多于CK組”先確定自變量是含有巨菌草的群落和不含巨菌草的CK組群落，因變量是昆蟲物種數和個體數,再推知回答植物與動物間的關系，要先判斷出植物為動物提供食物和棲息空間，再結合題干信息巨菌草“具有太陽能利用效率高、生長快等特點”推知其能為昆蟲提供更多的有機物和能量，而通過“株高一般為3～5 m”這一信息推知其能為昆蟲提供更多的棲息空間。在考查豐富度的概念時，學生需要先理解什么是豐富度，再結合表格信息，觀察植物物種數和昆蟲物種數對應欄的數據變化，得出短期內植物物種豐富度下降的結論?？疾楣餐M化的概念時，需由題干信息“植物和植物之間、植物與昆蟲之間”了解對象為不同生物之間，通過關鍵詞“長時間”“相互適應”聯系到概念“共同進化”，以上均考查了學生結合自己對概念的理解和題干中信息進行推理的科學思維。

2.3科學探究

題干信息讓學生站在科學家的視角去幫助解決貧瘠的土壤難以種植莊稼的問題，先由一種措施入手，出現問題，再去想辦法解決出現的新問題。而科學探究就是這樣反復實驗、不斷試錯的過程。特別是在評價巨菌草是否會造成“外來物種入侵”現象，出現“J”型增長時，需要結合“J”型增長曲線出現的各種原因，從來源和去路等方面進行批判性思維。此時要充分挖掘題干信息，考慮種群數量變化的內因有出生率和死亡率、遷入率與遷出率等方面，考慮外因有空間、食物、氣候、天敵、傳染病和人類活動等方面，因為題干信息提到巨菌草有“太陽能利用效率高、生長快、適應性廣、抗逆性高等特點”，故推知其并不缺乏營養(yǎng)物質，氣候也不是限制其生長的因素，既然“以未種植巨菌草的荒山坡地為對照”，則實驗組也是以荒山坡為種植基地，故不存在空間限制問題，植物遷入與遷出極難發(fā)生。而由“極少出現抽穗結籽，主要通過扦插繁殖，一次種植可多年收割”可知巨菌草繁殖速率慢，主要靠人工幫助，故可以人為控制其繁殖速率，另外由“巨菌草既是食用菌培養(yǎng)基，還可以用作優(yōu)質飼料和代煤發(fā)電”可知其用途廣泛，會被人類收割用作各種用途。這種對實際情境進行抽絲剝繭、細致入微的分析才是科學探究的必備素質。

2.4社會責任

本題植根于真實情境，是真實存在的社會問題。而攻克這個難題的過程中也是遇到了實實在在的艱難險阻。這道題目可以讓學生理解生物學知識在解決人民生活困難中所起到的作用，激發(fā)學生學習相關生物學知識的動力，讓學生以做出社會貢獻的科學家為榜樣，學習科學家的社會擔當與家國情懷，體會學習的意義與人生的價值。

3.學生的答題誤區(qū)

表2 學生的答題誤區(qū)

4.試題質量分析

本題作為非選擇題第20題出現于本市高三調研測試當中，全市共有16 210名考生參與，涉及45所高中。

表3 試題質量分析

整題的難度為0.5，區(qū)分度較好，為0.38。其設問循序漸進，維度多樣；第(1)小題難度較小，考查基礎知識。第(2)小題、第(3)小題中第3空、第(4)小題區(qū)分度很好，均超過0.4，其中區(qū)分度最好的空為考查“共同進化”這個基本概念的空，說明區(qū)分高分與低分的關鍵還是對一些基本概念的理解及專業(yè)術語的準確描述。而最難的空為第(3)小題第2空，即要結合題干情境來分析種群數量變化的空，因學生們均不善于結合題干情境信息答題，得分率偏低。

整題以社會責任為引領，重點考查學生的科學思維和科學探究能力，幫助學生自主構建穩(wěn)態(tài)與平衡觀、進化與適應觀等生命觀念。難度適宜，區(qū)分度較好。個別難度高且區(qū)分度不高的空則反映出學生的普遍弱點：均不善于具體問題具體分析，結合題干情境答題。但是服務選才是高考的基本功能，高考需要選拔的是具有創(chuàng)造性思維、批判性思維的人才，所以在命題方面，情境的真實化與復雜化在所難免。因為真實必然復雜，教師應該幫助學生適應對復雜情境的感知，幫助學生提高多方面、多角度分析問題的能力。也許讓學生多閱讀一些科學前沿的文獻資料等是一種方法。另外，為了更好地立德樹人，教師可借助這道題，讓學生了解題目背后的故事、科學家的艱辛以及對人類的貢獻，充分挖掘出這道題背后的育人價值。