對標(biāo)課標(biāo),參考教材,深入理解光合作用考向
——由一道適應(yīng)性測試題引起的思考

霍 妍

(吉林省吉林市教育學(xué)院)

《國務(wù)院關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》指出高考要依據(jù)課標(biāo),科學(xué)設(shè)計(jì)命題內(nèi)容,增強(qiáng)基礎(chǔ)性和綜合性。2020年《深化新時(shí)代教育評價(jià)改革總體方案》進(jìn)一步要求高考題要改變固化的題型,增加試題開放性,減少死記硬背、“機(jī)械刷題”現(xiàn)象,力求突出對學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力的考查,增加應(yīng)用性、創(chuàng)新性。

針對2023年安徽、云南、黑龍江和吉林等多省高考考生使用新課標(biāo)參加老高考的情況,為加強(qiáng)教考銜接,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)過渡,教育部教育考試院命制了適應(yīng)性測試卷,以幫助學(xué)生適應(yīng)新高考改革的要求。這份試卷給一線師生提供了一些備考信息和方向。

光合作用在歷年的高考卷中都是必考的考點(diǎn),常以過程、原理、影響因素為考查方向,基于以上情況,筆者結(jié)合測試卷的34題,對吉林市地區(qū)學(xué)生關(guān)于光合作用的復(fù)習(xí)現(xiàn)狀、作答難點(diǎn)、解題策略等方面進(jìn)行分析,對復(fù)習(xí)的方向提出建議。

1.試題呈現(xiàn)

34.(12分)綠色植物的光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)?；卮鹣铝袉栴}。

(1)植物光合作用光反應(yīng)的產(chǎn)物有ATP和NADPH等,其中NADPH在暗反應(yīng)中的作用是________。

(2)H2O和CO2是植物進(jìn)行光合作用的原料。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證光合作用釋放的O2來源于H2O而不是CO2,簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。

1.1 試題結(jié)構(gòu)分析

該題以簡練的語言考查光合作用的原理,還要求學(xué)生寫出驗(yàn)證光合作用原料的實(shí)驗(yàn)思路,并預(yù)測結(jié)果。命題者注重生物學(xué)的學(xué)科本質(zhì),凸顯實(shí)驗(yàn)學(xué)科的特點(diǎn),借此題強(qiáng)化研究方法三個(gè)層次的落實(shí)。這類短小精悍的完整實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)型試題,在近三年全國卷(10套)的高考題中占比達(dá)22.8%,出現(xiàn)率漸次提升,區(qū)分率很好。

從試題結(jié)構(gòu)看,第一小問是考查NADPH的作用,這是該節(jié)新教材變化之一,貼近學(xué)情,是體現(xiàn)學(xué)業(yè)水平1的設(shè)問方式;第二小問是用教材小字的科學(xué)史為知識(shí)背景考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),是學(xué)業(yè)水平3層次的檢測。這樣的設(shè)計(jì),讓學(xué)生覺得熟悉,容易入手,既考查學(xué)科核心素養(yǎng),又能以科學(xué)思維水平和語言表達(dá)能力拉開學(xué)生層次,凸顯試題的教學(xué)導(dǎo)向作用。

1.2 試題信息分析

1.2.1符合課標(biāo)要求,貼近新教材

2020年修訂的課標(biāo)中“2.2.3說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中獲得能量,這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中,轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能”,這一概念在該題中得到體現(xiàn)充分:重視能量變化,以NADPH的作用強(qiáng)化教材變化;以物質(zhì)變化的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),引領(lǐng)教學(xué)方式轉(zhuǎn)變,利用對經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的考查,開展實(shí)驗(yàn)分析的持續(xù)性評價(jià),符合高考評價(jià)體系的要求,體現(xiàn)新課程改革對育人方式的改變。

1.2.2對科學(xué)研究方法重視

生物學(xué)是門實(shí)驗(yàn)科學(xué),學(xué)科發(fā)展水平與實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平息息相關(guān)。在該題設(shè)計(jì)上,命題者用簡短的文字,檢測學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、材料選擇等水平,符合高考試題的設(shè)計(jì)理念——重表達(dá)。

1.3 相似例題展示

與上題的設(shè)計(jì)理念相似,筆者曾在本地區(qū)模擬試題中命制同一考點(diǎn)的試題,借此說明學(xué)生對此類知識(shí)的掌握情況,以對本次試題答題做一預(yù)判。

下題以利用微生物光合作用生產(chǎn)清潔能源的實(shí)驗(yàn)研究為背景,重點(diǎn)考查學(xué)生運(yùn)用光合作用圖示信息闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力,體現(xiàn)試題的應(yīng)用性、創(chuàng)新性和開放性。

31.(12分)在幾十億年的進(jìn)化過程中,部分植物和微生物形成了光合作用。許多科學(xué)家致力于人工重建和控制光合作用過程,生產(chǎn)清潔能源,這一計(jì)劃被稱為“我們這個(gè)時(shí)代的阿波羅計(jì)劃”?；卮鹣铝袉栴}:

(1)光合作用的化學(xué)反應(yīng)包括①________和②________兩個(gè)階段。完成上述計(jì)劃需要依次模擬這兩個(gè)階段。

(2)為了模擬①階段的反應(yīng),科學(xué)家分離出了菠菜葉肉細(xì)胞的類囊體薄膜,以單層磷脂分子為基礎(chǔ)構(gòu)建成人工合成的微滴-TEM模塊。該模塊在光照條件下,可釋放O2。TEM模塊中吸收利用光能的物質(zhì)是________,除了O2外,TEM模塊還產(chǎn)生了________和NADPH。

(3)在光合作用過程中,①階段產(chǎn)生的NADPH的作用是____________________。

(4)為了模擬②階段的反應(yīng),科學(xué)家選擇了一些酶和底物加入微滴中,構(gòu)建如圖1中的CETCH模塊。在該模塊中,CO2與底物結(jié)合后,經(jīng)過一系列的反應(yīng)生成有機(jī)物,該過程中發(fā)生的能量變化是________________________。

圖1

(5)在適宜條件下用微滴進(jìn)行實(shí)驗(yàn),定期檢測體系中制造的有機(jī)物的含量,結(jié)果如圖2所示,請描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果:_____________________________。

圖2

1.3.1答題情況

參考人數(shù)是11 289,地區(qū)平均分6.49,區(qū)分度0.82,滿分率3.11%,零分率3.61%。

1.3.2學(xué)情反饋

小題號得分錯(cuò)因分析啟示11.64(2分)對光合作用的兩個(gè)階段和每個(gè)階段的主要反應(yīng)相混淆,如將光反應(yīng)階段答成水的光解,將暗反應(yīng)答成C3的還原22.68(4分)光合色素錯(cuò)誤高,一半是只寫葉綠素,還有一部分是不能準(zhǔn)確說明四種色素的分類層級關(guān)系。ATP基本正確語言不規(guī)范,或邏輯關(guān)系不清30.82(2分)其中一半的同學(xué)僅答出還原劑,得1分,此外10%丟分在表達(dá)不準(zhǔn)確,有些同學(xué)答暗反應(yīng)過程不熟悉教材41.03(2分)能量轉(zhuǎn)化,學(xué)生丟分原因是審題不細(xì),答出整個(gè)光合作用的能量轉(zhuǎn)化,多寫光能和熱能閱讀能力差,獲取信息能力不足50.32(2分)缺少答題技巧,只答合成有機(jī)物,語言不夠精練,語言組織詞不達(dá)意,錯(cuò)別字明顯,也有學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論混淆實(shí)驗(yàn)分析能力弱,語言表述的訓(xùn)練不夠

1.3.3難點(diǎn)歸納

前三問是基礎(chǔ)題,立足于教材水平。尤其第三問,與本次測試題完全一致,正確率僅41%,體現(xiàn)學(xué)生對新教材增加的內(nèi)容落實(shí)不夠。

最后一問是實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析題,模擬2021年海南高考題而創(chuàng)設(shè),丟分嚴(yán)重與學(xué)生表達(dá)不規(guī)范有關(guān)。對曲線走勢的描述,可按照因變量隨自變量如何變化的模型進(jìn)行闡述。一部分學(xué)生忽略了自變量(見圖3),也有學(xué)生沒有將兩曲線進(jìn)行比較,更有學(xué)生歸納了虛線的含義,并說出實(shí)驗(yàn)結(jié)論(見圖4),這體現(xiàn)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等名詞辨析不清。

圖3

圖4

2.教學(xué)誤區(qū)

2.1 忽略教材變化

結(jié)合聽課走訪情況看,教師的思維轉(zhuǎn)變呈現(xiàn)出不均衡的態(tài)勢。部分老師沿襲舊教材內(nèi)容講解,如繼續(xù)使用“[H]”或“還原氫”表示NADPH,不利于理解光暗反應(yīng)之間的關(guān)系;部分教師僅停留在照本宣科的階段,不能借助教材相關(guān)信息從能量轉(zhuǎn)化角度引導(dǎo)學(xué)生理解NADPH為什么能儲(chǔ)存能量;部分教師忽視科學(xué)史在構(gòu)建概念中的實(shí)證作用,跳過或簡化希爾反應(yīng)和阿爾農(nóng)實(shí)驗(yàn),或教師代替學(xué)生直接說結(jié)論,忽視基于證據(jù)和邏輯的科學(xué)思維訓(xùn)練。以上教學(xué)思維停滯使教師難以把握教材改編的意圖,致使教材的變化處沒有很好落地,更重要的是難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維的最優(yōu)發(fā)展。

再如測試卷3題,也是注重教材變化,B、D選項(xiàng)融合了植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)部分新增內(nèi)容,對學(xué)生的要求較高。

3.光是綠色植物正常生命活動(dòng)的必需條件,植物吸收不同顏色(波長)的光可產(chǎn)生不同的效果。下列相關(guān)說法錯(cuò)誤的是

( )

A.分布在葉肉細(xì)胞葉綠體和液泡中的色素可影響葉片顏色

B.暗中萌發(fā)生長的玉米幼苗不含有葉綠素,不能吸收紅光

C.離體葉綠體懸浮液在適當(dāng)條件下照紅光會(huì)發(fā)生放氧反應(yīng)

D.藍(lán)光能參與光合作用,也可作為信號調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育

2.2 知識(shí)體系建構(gòu)虛無化

本輪課改的一個(gè)重要學(xué)法指導(dǎo)是構(gòu)建概念圖。在閱卷過程中,學(xué)生在表達(dá)時(shí)出現(xiàn)名詞的層級混亂問題,是對知識(shí)體系掌握不牢的表現(xiàn)?？缒K的知識(shí)整合命題時(shí),對學(xué)生構(gòu)建概念圖能力的要求很高,建議在接下來的復(fù)習(xí)中嘗試從不同層次上進(jìn)行體系建構(gòu)(概念圖)等練習(xí)。

2.3 缺乏解題模型歸納

高三教學(xué)常常停留在試卷講評上,學(xué)生一直處于被動(dòng)接受狀態(tài),不能積極思維,更不會(huì)整理解題模型。實(shí)驗(yàn)類試題的考查常有結(jié)果分析、評價(jià)糾錯(cuò)和完整設(shè)計(jì)三類,都有特有的解題思維模式。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題,又分為實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)步驟兩種題型,前者解答時(shí)僅從實(shí)驗(yàn)自變量和因變量的設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述即可,重點(diǎn)考查思維品質(zhì);后者解答時(shí)需要詳細(xì)將自變量及分組方法、無關(guān)變量處理,以及因變量的記錄分析方法等闡述清楚,這類試題往往與教材關(guān)聯(lián)度較大,呈現(xiàn)操作層面的考向。所以課堂教學(xué)模式的探尋很重要,教師要力爭給學(xué)生思維啟迪,引導(dǎo)學(xué)生歸納解題方法和模型,達(dá)到以一題解百題的效果。

3.復(fù)習(xí)策略

3.1 研究課標(biāo)和教材變化

人教版教材《光合作用的原理和應(yīng)用》一節(jié)有三個(gè)變化:“問題探討”是源自真實(shí)植物工廠,引導(dǎo)知識(shí)應(yīng)用性,并在課后“拓展應(yīng)用”中要求學(xué)生分析優(yōu)劣性。做到了前后呼應(yīng),引發(fā)學(xué)生思考,并使用文字表達(dá)觀點(diǎn),這在2021年海南卷21題已有體現(xiàn);“本節(jié)聚焦”體現(xiàn)出知識(shí)的主干性,簡化探究史,但突出研究實(shí)驗(yàn)的方法和結(jié)論,淡化化能合成,僅用小字舉例說明該方式的存在;突出還原型輔酶Ⅱ在光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程中的化學(xué)作用(含圖示的變化)。

3.2 研究復(fù)習(xí)課型

高三復(fù)習(xí)的課型主要有專題復(fù)習(xí)課和試卷講評課。

3.2.1專題復(fù)習(xí)課

專題復(fù)習(xí)是鞏固必備知識(shí)、提升關(guān)鍵能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),而核心概念是思維和探究的基礎(chǔ),概念之間聯(lián)系只有在真實(shí)的情境中應(yīng)用、自主探究中理解、合作學(xué)習(xí)中豐富才能真正建立起來。因此專題選擇要圍繞核心概念,專題設(shè)計(jì)要體現(xiàn)情境多元化、概念鏈條化、應(yīng)用價(jià)值化。幫助學(xué)生找出解題的“瓶頸”,調(diào)動(dòng)學(xué)生參與解題和總結(jié)解題模型;教學(xué)內(nèi)容要做到知識(shí)有體系、思維有發(fā)展空間。

3.2.2試卷講評課

一般流程是四步:課前統(tǒng)計(jì)分類→剖立意,找錯(cuò)因→修思維,成素養(yǎng)→拓展跟蹤訓(xùn)練。成功的關(guān)鍵是要選題少而精,最多三個(gè)題,解題思維點(diǎn)撥到位,課后落實(shí)要追蹤,確保落實(shí)。

由于現(xiàn)在全國各省的高考模式存在差異,試題的難易度、命制方向有顯著差異,質(zhì)量良莠不齊,急需老師擇優(yōu)使用,甚至自編試題。例下題:

據(jù)報(bào)道,美國華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員找到了一種叫作集胞藻6803(一種藍(lán)細(xì)菌)的微生物,其通過光合作用可生產(chǎn)出乙醇、氫、正丁醇、異丁醇和潛在的生物柴油。下列有關(guān)描述正確的是

( )

A.集胞藻6803光合作用的光反應(yīng)階段在葉綠體的類囊體薄膜上進(jìn)行

B.集胞藻6803在生態(tài)系統(tǒng)的成分上說,屬于分解者

C.和傳統(tǒng)化工技術(shù)相比,該技術(shù)無論晝夜都能進(jìn)行

D.通過培養(yǎng)集胞藻6803既能凈化空氣,又可提供能源物質(zhì)

本題正確率58.97%。干擾項(xiàng)A誤選率26.51%,原因是學(xué)生獲取信息不足,對新的微生物沒有分析就直接作答。針對以上問題可進(jìn)行滾動(dòng)訓(xùn)練,進(jìn)一步提升主干知識(shí)的得分率。通過改變試題情境和設(shè)問,增加思維訓(xùn)練,打破思維定式,提升學(xué)生創(chuàng)新能力和表達(dá)能力。

新課程、新教材、新高考,一路走來,需要教師不停探索,相信這一輪課改中,教師理念和復(fù)習(xí)方式的更新,會(huì)助力人才培養(yǎng)。