新課程背景下生物學(xué)情境化試題的命制

李躍國(guó)　于飛飛

［摘 要］情境化試題的命制關(guān)鍵在于情境的選取和素材的挖掘，生物學(xué)試題的情境素材一般來(lái)源于高中生物學(xué)教材、大學(xué)教材和科技論文。文章以三類情境素材為例，分別解析情境化試題的命制過(guò)程。

［關(guān)鍵詞］情境化試題；命制；高中生物學(xué)教材；大學(xué)教材；科技論文

［中圖分類號(hào)］? ? G633.91? ? ? ? ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］? ? A? ? ? ? ［文章編號(hào)］? ? 1674-6058（2024）05-0082-04

在以高考為代表的大規(guī)模、選拔性的測(cè)驗(yàn)中，試題命制作為專業(yè)性較強(qiáng)的評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)科教學(xué)具有很強(qiáng)的指導(dǎo)和反饋?zhàn)饔?。如何科學(xué)命制試題，是教師職業(yè)生涯的必修課［1］。

新高考中的情境化試題十分常見(jiàn)，豐富多樣的試題情境可以多方位考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，這與《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》確立的“綜合性” 和“創(chuàng)新性”的考查要求相吻合［2］。這一重要導(dǎo)向指導(dǎo)著教師的日常教學(xué)。因此，在平時(shí)的模擬練習(xí)中教師應(yīng)挖掘情境，有效整合素材，并結(jié)合高中教材基礎(chǔ)知識(shí)命制出高質(zhì)量和高區(qū)分度的試題。情境化試題的命制關(guān)鍵在于情境的選取和素材的挖掘。結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，生物學(xué)試題的情境素材一般來(lái)源于高中生物學(xué)教材、大學(xué)教材和科技論文。

一、以高中生物學(xué)教材為情境素材，拓展命制試題

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2022年高考山東卷生物學(xué)試題中約有30分的題目其答案直接來(lái)自高中生物學(xué)教材，另有個(gè)別試題的題干信息來(lái)自高中生物學(xué)教材［3］。教材是考試命題的基礎(chǔ)，教材猶如一座素材倉(cāng)庫(kù)，對(duì)教材中的素材進(jìn)行挖掘加工，可作為試題命制材料。命題時(shí)，教師需要關(guān)注教材素材的呈現(xiàn)方式，進(jìn)行一定的改編和整合：如果題目設(shè)置的答案與教材中的內(nèi)容完全一致，則可用以考查學(xué)生的記憶能力；如果有一定的變化，則可用以考查學(xué)生運(yùn)用教材知識(shí)解決問(wèn)題的能力。教師可以高中生物學(xué)教材為情境素材，拓展命制生物學(xué)情境化試題。

原創(chuàng)題1 “激素果蔬”是指人為施加一定量的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，以此調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育周期或改善果實(shí)品質(zhì)的水果蔬菜?！凹に毓摺币蚺c食品健康息息相關(guān)而受到廣泛關(guān)注。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。

A.在生產(chǎn)豆芽時(shí)施用生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑，濃度應(yīng)適宜，過(guò)量易產(chǎn)生反作用

B.噴灑乙烯利可促進(jìn)草莓、番茄等果實(shí)的發(fā)育，乙烯利毒性很弱，對(duì)人體基本無(wú)害

C.使用一定濃度的膨大劑會(huì)加快西瓜的發(fā)育和成熟，但易導(dǎo)致口感較差且不耐儲(chǔ)存

D. 我國(guó)將植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑歸為農(nóng)藥管理范圍，只有取得農(nóng)藥登記并辦理生產(chǎn)許可的農(nóng)藥產(chǎn)品才能生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和使用

試題解析? ? 生長(zhǎng)素的生理作用具有兩重性，即低濃度促進(jìn)生長(zhǎng)，高濃度抑制生長(zhǎng)，過(guò)量使用容易起到反作用，A正確。植物激素具有微量高效的特點(diǎn)，乙烯利經(jīng)分解產(chǎn)生乙烯可以促進(jìn)果實(shí)的成熟、衰老和脫落，而不能促進(jìn)果實(shí)發(fā)育；微量的乙烯對(duì)動(dòng)物體和人體基本沒(méi)有危害，B錯(cuò)誤。對(duì)西瓜、草莓、葡萄等水果使用一定濃度的膨大劑，會(huì)促使水果長(zhǎng)勢(shì)加快、個(gè)頭變大，加快水果成熟，但使用膨大劑的水果與正常水果相比，口感較差，汁水較少，甜味不足，且不宜長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，C正確。在我國(guó)，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑歸為農(nóng)藥管理范圍，只有取得農(nóng)藥登記并辦理生產(chǎn)許可的農(nóng)藥產(chǎn)品才能生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和使用，D正確。

情境來(lái)源與命制思路? ? 本題的主要情境素材來(lái)自人教版高中生物學(xué)教材選擇性必修1P101的 “思考·討論”欄目：評(píng)述植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在生產(chǎn)中的應(yīng)用?！凹に毓摺蹦壳霸谑忻嫔虾艹Ｒ?jiàn)，與人們的健康息息相關(guān)。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，其對(duì)提高作物產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)等都有積極的作用。但是，若植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑使用不當(dāng)，則可能影響作物產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)；過(guò)量使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，還會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境造成不利影響。因此，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用，需要關(guān)注可能存在的負(fù)面影響［4］。問(wèn)題的合理設(shè)置是保證試題有區(qū)分度的重要因素。本題結(jié)合高中生物學(xué)教材中的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)從植物激素的作用特點(diǎn)、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用等方面進(jìn)行命制。本題還要求考生能夠運(yùn)用已有的生物學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題，并關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)，承擔(dān)相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任。本題的考點(diǎn)對(duì)應(yīng)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的課程內(nèi)容要求“1.6.2? 舉例說(shuō)明幾種主要植物激素的作用”和“1.6.3? 舉例說(shuō)明生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸和乙烯等植物激素及其類似物在生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用”。

二、以大學(xué)教材為情境素材，拓展命制試題

高考或者合格性考試的命題者多數(shù)來(lái)自高校，他們對(duì)大學(xué)教材非常熟悉，經(jīng)常將大學(xué)教材的知識(shí)進(jìn)行加工，并作為情境素材來(lái)命制試題。大學(xué)教材知識(shí)是科學(xué)發(fā)展到一定程度的呈現(xiàn)，在科學(xué)性上幾經(jīng)驗(yàn)證，具有較高的準(zhǔn)確性。大學(xué)教材知識(shí)是高中教材知識(shí)的拓展、延伸及升級(jí)，大學(xué)教材知識(shí)與高中教材知識(shí)有關(guān)聯(lián)，又比它更有考查難度，可以作為試題情境素材的重要來(lái)源。

命題者在以大學(xué)教材知識(shí)為情境素材命制試題時(shí)，應(yīng)關(guān)注高中教材知識(shí)與大學(xué)教材知識(shí)的銜接，相關(guān)設(shè)問(wèn)不能脫離高中知識(shí)的范圍，否則會(huì)導(dǎo)致試題難度過(guò)大，不能很好地區(qū)分考生的能力以及引導(dǎo)教師的教學(xué)。

原創(chuàng)題2? ? NO作為一種脂溶性神經(jīng)遞質(zhì)，可通過(guò)細(xì)胞膜快速擴(kuò)散作用于鄰近的神經(jīng)細(xì)胞。大腦皮層海馬區(qū)受到重復(fù)刺激后可產(chǎn)生一種持續(xù)增強(qiáng)的突觸效應(yīng)，即長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)（LTP）［5］。LTP產(chǎn)生的機(jī)制是突觸前膜釋放神經(jīng)遞質(zhì)（谷氨酸），作用于突觸后神經(jīng)元，使突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生NO等信息分子，NO逆向作用于突觸前神經(jīng)元，進(jìn)而刺激谷氨酸持續(xù)大量釋放。LTP使神經(jīng)元之間的信息交流發(fā)生了一定的改變，這是學(xué)習(xí)與記憶的分子基礎(chǔ)。下列敘述錯(cuò)誤的是（）。

A. NO受體受損的神經(jīng)細(xì)胞LTP可能會(huì)減弱

B.突觸前膜釋放NO和谷氨酸都需要ATP供能

C.神經(jīng)細(xì)胞LTP產(chǎn)生的機(jī)制屬于反饋調(diào)節(jié)

D.興奮在神經(jīng)元之間可以進(jìn)行雙向傳遞

試題解析? ? NO作為神經(jīng)遞質(zhì)屬于信息分子，信息分子具有微量高效的特點(diǎn)，發(fā)揮作用時(shí)需要與受體相結(jié)合，受體受損可能會(huì)引起LTP減弱，A正確。NO通過(guò)自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗ATP水解釋放的能量，B錯(cuò)誤。LTP中，系統(tǒng)本身工作的效果會(huì)作為信息調(diào)節(jié)使得谷氨酸持續(xù)大量釋放，這種調(diào)節(jié)方式是反饋調(diào)節(jié)，C正確。由題干信息可知“突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生NO等信息分子，NO逆向作用于突觸前神經(jīng)元，進(jìn)而刺激谷氨酸持續(xù)大量釋放”，突觸前神經(jīng)元也具有NO的受體，所以興奮在神經(jīng)元之間可以進(jìn)行雙向傳遞，D正確。

情境來(lái)源與命制思路? ? 本題的情境素材來(lái)源于大學(xué)教材《細(xì)胞生物學(xué)》中“細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞”一節(jié)的材料：“NO是一種具有自由基性質(zhì)的脂溶性氣體分子，可透過(guò)細(xì)胞膜快速擴(kuò)散，作用鄰近靶細(xì)胞發(fā)揮作用……LTP的產(chǎn)生涉及神經(jīng)元間的突觸連接重構(gòu)，這一過(guò)程既需要突觸前神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜，也需要突觸后神經(jīng)元將信息反饋到突觸前膜，NO就充當(dāng)了這一執(zhí)行信息的角色?！保?］以及大學(xué)教材《生理學(xué)》（人民衛(wèi)生出版社，第9版）中“神經(jīng)系統(tǒng)的功能”一章的材料：“長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)（LTP）是突觸前神經(jīng)元受到短時(shí)間的快速重復(fù)性刺激后，在突觸后神經(jīng)元快速形成的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的突觸后電位增強(qiáng)（EPSP）……LTP的發(fā)生是由于突觸后神經(jīng)元Ca2+濃度升高所致……突觸前末梢釋放大量谷氨酸使突觸后膜產(chǎn)生的EPSP加大……原因是化學(xué)性信號(hào)（如花生四烯酸和一氧化氮）自突觸后神經(jīng)元產(chǎn)生，逆向作用于突觸前神經(jīng)元，引起谷氨酸的長(zhǎng)時(shí)程量子式釋放?！保?］這兩部分材料涉及的動(dòng)物生理學(xué)術(shù)語(yǔ)較多，內(nèi)容也較煩瑣。編制題干時(shí)，考慮到將這些信息與高中生物學(xué)教材知識(shí)進(jìn)行銜接，以及突出對(duì)“生命個(gè)體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，各結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)統(tǒng)一共同完成復(fù)雜的生命活動(dòng)，并通過(guò)一定的調(diào)節(jié)機(jī)制保持穩(wěn)態(tài)”這一大概念的考查，筆者將上述材料進(jìn)行了整合、加工，使其更貼合高中生物學(xué)教材知識(shí)。

筆者整合、加工好材料后發(fā)現(xiàn)，如果單純考查興奮的傳導(dǎo)與傳遞過(guò)程容易使設(shè)問(wèn)落入俗套，并且難度較小。經(jīng)過(guò)幾番修改，最終確定考查神經(jīng)遞質(zhì)NO的作用方式以及LTP的生產(chǎn)機(jī)制。此考點(diǎn)對(duì)應(yīng)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的課程內(nèi)容要求“1.3.3? 闡明神經(jīng)沖動(dòng)在突觸處的傳遞通常通過(guò)化學(xué)傳遞方式完成”。“神經(jīng)遞質(zhì)NO的作用方式和LTP的產(chǎn)生機(jī)制”情境材料是由大學(xué)教材中的相關(guān)材料進(jìn)行改編的，其表面呈現(xiàn)的是新穎的信息，但考查的仍是學(xué)生對(duì)高中生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（如興奮在神經(jīng)元之間的傳遞、神經(jīng)遞質(zhì)的釋放等）的理解和運(yùn)用。

三、以科技論文為情境素材，拓展命制試題

科技論文的內(nèi)容新穎、時(shí)效性強(qiáng)，對(duì)專業(yè)問(wèn)題的論述比較具體和全面。以科技論文作為情境素材拓展命制試題，能夠客觀地評(píng)價(jià)考生是否具備解決創(chuàng)新性問(wèn)題的能力。然而，公開(kāi)發(fā)表的科技論文浩如煙海，在給命題者提供巨大選擇空間的同時(shí)，也增加了命題者篩選出適合命題的材料的困難，而且科技論文往往針對(duì)某個(gè)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行深入研究，情境適用范圍很窄，與高中教材知識(shí)的聯(lián)系不緊密。在選擇情境素材的過(guò)程中，我們應(yīng)特別注意建立情境素材與高中教材知識(shí)的聯(lián)系，使得問(wèn)題考查符合新課標(biāo)要求。

原創(chuàng)題3 慢性腎炎患者的腎小球系膜細(xì)胞會(huì)被激活導(dǎo)致過(guò)度增殖，并分泌多種炎性因子引起毛細(xì)血管壁通透性改變而導(dǎo)致組織水腫，引起腎小球硬化，因此研制抑制腎小球系膜細(xì)胞增殖和分泌的藥物對(duì)于慢性腎炎患者治療疾病意義重大。加味三仁湯具有免疫調(diào)節(jié)的功效，為了研究加味三仁湯治療慢性腎炎的作用機(jī)制，研究人員對(duì)體外培養(yǎng)大鼠腎小球系膜細(xì)胞和脂多糖（LPS）刺激誘導(dǎo)細(xì)胞過(guò)度增殖后的模型細(xì)胞，分別施用治療腎小球炎癥的西藥（貝那普利組）和兩種不同劑量的加味三仁湯（見(jiàn)表1），觀察72小時(shí)后的細(xì)胞增殖系數(shù)。

（1）腎小球系膜細(xì)胞在病理?xiàng)l件下分泌多種炎性因子導(dǎo)致組織水腫的原因是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（2）體外培養(yǎng)大鼠腎小球系膜細(xì)胞時(shí)需要在CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時(shí)間，CO2的主要作用是? ? ? ? ? ? ? ? ?，培養(yǎng)液中可以適量添加? ? ? ? ? ?，以防止細(xì)菌感染。

（3）據(jù)表1，可以得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是? ? ? ? ? ? ? ? ?。

（4）據(jù)表2推測(cè)加味三仁湯抑制腎小球系膜細(xì)胞過(guò)度增殖的原因是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?，三種基因mRNA含量差異的本質(zhì)原因是? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

（5）為了進(jìn)一步研究中西藥結(jié)合對(duì)慢性腎炎是否具有更好的療效，需進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

參考答案? ? （1）炎性因子的分泌引起毛細(xì)血管壁通透性改變，大量液體滲入組織液導(dǎo)致組織水腫。（2）維持培養(yǎng)液的pH；抗生素。（3）72小時(shí)后加味三仁湯高劑量組顯著抑制細(xì)胞增殖，并且作用效果明顯優(yōu)于西藥。（4）抑制P-P65、Akt基因的表達(dá)，促進(jìn)PTEN基因的表達(dá)；基因的選擇性表達(dá)。（5）方案一：用貝那普利和不同劑量的加味三仁湯混合后加入過(guò)度增殖后的模型細(xì)胞培養(yǎng)液中，檢測(cè)各組細(xì)胞的凋亡率并求平均值；若中西藥結(jié)合組的細(xì)胞凋亡率高于非中西藥結(jié)合組，則說(shuō)明中西藥結(jié)合對(duì)慢性腎炎的療效優(yōu)于中西藥單獨(dú)使用，反之則劣于中西藥單獨(dú)使用。方案二： 用貝那普利和不同劑量的加味三仁湯混合后加入過(guò)度增殖后的模型細(xì)胞培養(yǎng)液中，檢測(cè)各組細(xì)胞的P-P65、Akt和PTEN基因轉(zhuǎn)錄的mRNA含量并求平均值，若中西藥結(jié)合組細(xì)胞的P-P65和Akt基因轉(zhuǎn)錄的mRNA含量低于中西藥單獨(dú)使用組，PTEN基因轉(zhuǎn)錄的mRNA 含量高于中西藥單獨(dú)使用組，則說(shuō)明中西藥結(jié)合對(duì)慢性腎炎的療效優(yōu)于中西藥單獨(dú)使用，反之則劣于中西藥單獨(dú)使用。

試題解析? ? 本題第（1）小題以腎小球系膜細(xì)胞分泌炎性因子導(dǎo)致組織水腫為問(wèn)題情境，要求學(xué)生具備“生命個(gè)體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念。經(jīng)分析可知，炎癥反應(yīng)中，血管內(nèi)皮細(xì)胞本身也會(huì)產(chǎn)生抗感染的細(xì)胞因子，使得血管擴(kuò)張、通透性增加，引起局部血流增加，血漿蛋白滲漏到組織液中導(dǎo)致細(xì)胞外液滲透壓增加，大量液體滲入組織液導(dǎo)致組織水腫。第（2）小題以動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)需要適宜的培養(yǎng)條件為問(wèn)題情境，要求學(xué)生掌握細(xì)胞工程及相關(guān)技術(shù)的基本原理。CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH，培養(yǎng)液中可以適量添加抗生素，以防止細(xì)菌感染。第（3）、（4）小題以實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)的表格為背景，要求學(xué)生能夠從復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中理清思路，基于事實(shí)和證據(jù)得到正確結(jié)論，具備科學(xué)思維能力。第（5）小題以增強(qiáng)慢性腎炎癥治療效果為問(wèn)題情境，要求學(xué)生在深度理解科學(xué)實(shí)驗(yàn)邏輯和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上制訂更加優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)方案。

情境來(lái)源與命制思路? ?本題是以科技論文《基于PI3K/Akt/NF-κB信號(hào)通路探討加味三仁湯對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的大鼠腎小球系膜細(xì)胞增殖的影響》［8］為情境素材來(lái)命制的。筆者將此論文中的相關(guān)數(shù)據(jù)和生物學(xué)術(shù)語(yǔ)轉(zhuǎn)化為高中生可讀懂的語(yǔ)言文字并形成題干，讓題干有一定的信息量和適當(dāng)?shù)膹?fù)雜度。最終確定從生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)維度，以科研實(shí)驗(yàn)作為載體考查內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維持、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和細(xì)胞癌變等基礎(chǔ)知識(shí)，考查學(xué)生是否具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和較強(qiáng)的科學(xué)探究能力。通過(guò)第（1）、（4）小題考查生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀；通過(guò)第（3）、（4）小題考查科學(xué)思維中的創(chuàng)造性思維；通過(guò)第（5）小題考查科學(xué)思維中的批判性思維和科學(xué)探究中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，要求學(xué)生進(jìn)行深入的科學(xué)探究，設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案。本題的命制，綜合考慮了“針對(duì)現(xiàn)代生物技術(shù)在社會(huì)生活中的應(yīng)用，能通過(guò)科學(xué)實(shí)踐，嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中的生物學(xué)問(wèn)題”，考查的社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)要求達(dá)到“水平四”。

總之，在新高考評(píng)價(jià)體系下，情境化試題因具有融合前沿科學(xué)和課標(biāo)概念的特點(diǎn)，已經(jīng)成為高考命題的趨勢(shì)。命題者只有對(duì)大量材料進(jìn)行有效整合，對(duì)情境素材進(jìn)行二次加工，將具體情境與高中知識(shí)進(jìn)行有機(jī)鏈接，合理布局設(shè)問(wèn)，才能命制出高質(zhì)量和高區(qū)分度的原創(chuàng)試題，有效發(fā)揮試題引導(dǎo)教學(xué)的功能，將立德樹人落到實(shí)處。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 王彥.基于高考評(píng)價(jià)體系的生物學(xué)情境化試題命題研究［D］.福州：福建師范大學(xué)，2022.

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［3］? 韓健. 守正出新 素養(yǎng)導(dǎo)向：山東省2022年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)考試生物學(xué)試題評(píng)析［J］.教學(xué)考試，2022（42）：4-7.

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（責(zé)任編輯 黃春香）