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科學(xué)探究類生物學(xué)選擇題的技巧探討論文
付雷，袁丫丫，教育部廣西師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心（桂林 541004）。
在生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，科學(xué)探究是一個(gè)重要的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，理解科學(xué)探究、發(fā)展科學(xué)探究能力是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的重要目標(biāo)和內(nèi)容之一[1]。然而，對(duì)于科學(xué)探究的考查，卻一直是一個(gè)難點(diǎn)。在日常的探究活動(dòng)中，對(duì)探究的全過程進(jìn)行評(píng)價(jià)是可行的，然而在紙筆測(cè)驗(yàn)中卻不一定行得通，這是由紙筆測(cè)驗(yàn)的局限性所決定的。對(duì)科學(xué)探究的考查，既可以考查學(xué)生對(duì)科學(xué)和科學(xué)探究的理解，也可以考查學(xué)生在科學(xué)探究具體過程上的能力。在多年的科學(xué)探究命題實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)，雖然在紙筆測(cè)驗(yàn)中對(duì)學(xué)生完整的探究過程進(jìn)行考查是相對(duì)困難的，但是考查其中的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)卻是可行的[2]。本文結(jié)合典型試題，以及多年以來參與教育部“建立中小學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量分析、反饋與指導(dǎo)系統(tǒng)”項(xiàng)目所積累的科學(xué)探究類生物學(xué)選擇題的編制經(jīng)驗(yàn)，談?wù)効茖W(xué)探究類生物學(xué)選擇題的基本特點(diǎn)和編制技術(shù)。
一、科學(xué)探究類生物學(xué)選擇題的基本特點(diǎn)
1.探究性
科學(xué)探究類生物學(xué)試題側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的理解和科學(xué)探究的技能，而不是生物學(xué)知識(shí)。當(dāng)然，對(duì)于科學(xué)探究的考查，總是需要一定的知識(shí)背景或者載體，生物學(xué)的情境或者知識(shí)就是起到載體的作用。
學(xué)生在做這樣的試題時(shí)，其思維過程也是探究性的，即學(xué)生需要調(diào)用科學(xué)探究的思維方式，經(jīng)歷科學(xué)探究的一個(gè)或幾個(gè)思維活動(dòng)，才能完成對(duì)題目的理解和作答，這與作答常規(guī)試題時(shí)調(diào)用的思維方式不同[3]。
2.情境性
對(duì)于學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，最終目標(biāo)是讓學(xué)生能夠解決現(xiàn)實(shí)生活中需要探究的真問題。對(duì)于科學(xué)探究的考查，不是直接考查學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的名詞或過程的記憶，而是要在一個(gè)問題情境中考查。試題的情境可以是一個(gè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可以是一個(gè)自然界的生物學(xué)現(xiàn)象，或者是日常生活中的生物學(xué)現(xiàn)象。有了高探究?jī)r(jià)值的問題情境，試題就有了生命，就成了一個(gè)“活”的“真問題”。
3.開放性
科學(xué)探究類試題具有一定的開放性，即答案不是絕對(duì)正確的，這是因?yàn)榭茖W(xué)探究本身就是很復(fù)雜的，不可能有唯一正確的答案，但是卻可以有當(dāng)前情境下的最佳答案，這就給學(xué)生留下了思考和探究的空間，甚至可以激發(fā)學(xué)生在考試之后想出更多更好的解決方案。
例1 為證明細(xì)菌對(duì)植物遺體的分解作用，同學(xué)們做了下面4個(gè)實(shí)驗(yàn)，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)前，都將數(shù)量相同形狀大小也基本相同的同種樹的落葉分成甲乙兩組（實(shí)驗(yàn)過程中滴加蒸餾水，使樹葉保持潮濕）。你認(rèn)為哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)更能證明細(xì)菌對(duì)植物遺體的分解作用（ ）
A.甲組放在無菌條件下，乙組放在自然條件下
B.甲組滅菌后放在無菌條件下，乙組放在自然條件下
C.甲組滅菌后放在無菌條件下，乙組滅菌后放在自然條件下
D.甲組滅菌后放在無菌條件下，乙組滅菌后接種并放在無菌條件下
解析：這道題目以細(xì)菌對(duì)植物遺體的分解為背景，要求學(xué)生選出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最合理的一項(xiàng)。題目考查的不是細(xì)菌的分解作用，而是考查控制變量設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的能力；對(duì)于科學(xué)探究能力的考查，不是直接問對(duì)照實(shí)驗(yàn)應(yīng)該如何設(shè)計(jì)，而是提供了一個(gè)問題情境。題目中給出了4種可能的解決方案，而其中對(duì)于變量控制越嚴(yán)格的方案，越能說明問題，這就要求學(xué)生選出最佳答案。當(dāng)然，除了題目給出的4種方案，學(xué)生還可以聯(lián)想到其他的解決方案，甚至可以回家或者到實(shí)驗(yàn)室親自做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。可以說，這道題目是典型的科學(xué)探究類選擇題。
二、科學(xué)探究類生物學(xué)選擇題的編制
1.素材來源
科學(xué)探究類選擇題需要高探究?jī)r(jià)值的試題情境，而情境來源于精心選擇的素材。在選擇素材時(shí)應(yīng)圍繞測(cè)試的目標(biāo)，同時(shí)應(yīng)該注意正確的導(dǎo)向和公平性，并能激發(fā)學(xué)生的自主探究意識(shí)。
試題的情境熟悉與否，關(guān)系到學(xué)生對(duì)試題的理解和解答，所以試題的情境不宜太復(fù)雜、太陌生，最好是貼近學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活。如果能夠讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)探究并不是只有科學(xué)家才能辦到的，在自己的生活中就可以開展科學(xué)探究，那么這必將激發(fā)起學(xué)生的探究意識(shí)。所以，試題的素材可以取自于生活，讓學(xué)生在做完試題之后，還愿意去實(shí)驗(yàn)，并能養(yǎng)成探究的習(xí)慣�？茖W(xué)探究類選擇題的素材是很廣泛的，主要的有以下幾類：
�。�1）學(xué)生做過的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生做過的實(shí)驗(yàn)，包括教材上的學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)，還有課外活動(dòng)的探究實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過改編都可以作為科學(xué)探究選擇題的素材。因?yàn)檫@些實(shí)驗(yàn)都是科學(xué)探究的成果，反映科學(xué)探究的過程與方法，容易找到切入口；而且這類素材契合學(xué)生的認(rèn)知水平，適宜開發(fā)成科學(xué)探究試題。
例2 在探究溫度對(duì)某種植物種子萌發(fā)的影響時(shí)，某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)記錄了以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，
通過上表數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是（ ）
A.在40℃以上條件下，這種植物的種子不能萌發(fā)
B.溫度越高，這種植物的種子萌發(fā)率越高
C.這種植物種子萌發(fā)最適宜的溫度是25℃左右
D.這種植物種子的萌發(fā)率與氧氣濃度無關(guān)
解析：這道題目的素材是學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中接觸過的實(shí)驗(yàn)，一部分學(xué)生可能做過。命題者并沒有要求學(xué)生回憶原來的實(shí)驗(yàn)過程，而是提供了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生通過分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
�。�2）自己開發(fā)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生的認(rèn)知水平，命題者可以自行開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這類素材具有很大的靈活性，可以要求學(xué)生回答實(shí)驗(yàn)要解決的問題、實(shí)驗(yàn)中的變量控制、數(shù)據(jù)的讀取與分析解釋等。同時(shí)，與學(xué)生做過的實(shí)驗(yàn)相比，這類實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮苊鈱W(xué)生的機(jī)械記憶。
例3 在甲乙兩個(gè)相同的量筒內(nèi)各插入一枝大致相同的芹菜，再加水至液面達(dá)到10mL的刻度處，接著摘除乙量筒芹菜的所有葉片，并把兩個(gè)量筒放置在相同的地方，每10 min記錄一次液面的讀數(shù)，結(jié)果如下表所示：
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出的結(jié)論是（ ）
A.植物的蒸騰作用與葉片有關(guān)
B.植物的蒸騰作用、光合作用與葉片有關(guān)
C.植物的蒸騰作用、呼吸作用與葉片有關(guān)
D.植物的蒸騰作用、光合作用和呼吸作用都與葉片有關(guān)
解析：學(xué)生需要在讀懂題意和理解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，題目考查的重點(diǎn)是有限的證據(jù)對(duì)結(jié)論的支持程度，或者說根據(jù)有限的數(shù)據(jù)只能得出有限的結(jié)論。
�。�3）生活中的現(xiàn)象。關(guān)注身邊的和生活中的現(xiàn)象，開展探究活動(dòng)，有利于學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究的習(xí)慣廚房里面的問題，動(dòng)物和植物的生長(zhǎng)，人類自身的生長(zhǎng)與生活，其中都蘊(yùn)含著科學(xué)道理，經(jīng)過適當(dāng)處理，都可以開發(fā)成試題。當(dāng)然，選材時(shí)需要注意學(xué)生的認(rèn)知水平，并注意試題的導(dǎo)向性。
例4 新鮮的柿子放在清水中浸泡一段時(shí)間后可以脫澀，有人說食鹽水比清水更容易讓新鮮的柿子脫澀。為了檢驗(yàn)這種說法，下列4個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中，你應(yīng)該選擇的方案是（ ）
解析：題意很明確，就是設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生找出最佳的實(shí)驗(yàn)方案，也就是要找出變量控制最嚴(yán)格的一個(gè)。這道題目比上一道題目的設(shè)計(jì)要簡(jiǎn)單一些，考查的側(cè)重點(diǎn)主要是控制變量，另外，還考查學(xué)生是否注意到實(shí)驗(yàn)樣本數(shù)量的要求，以盡量減少偶然因素的影響。
�。�4）研究文獻(xiàn)。來自科學(xué)研究的很多文獻(xiàn)都關(guān)注人口、環(huán)境、資源生物多樣性等問題，可以兼顧知識(shí)與技能過程與方法情感態(tài)度價(jià)值觀。當(dāng)然，這些研究文獻(xiàn)所研究的問題一般都是比較高深的，這就需要對(duì)其進(jìn)行篩選和加工，結(jié)合學(xué)生的知識(shí)技能與認(rèn)知水平，抽提出適合的試題情境。
如果涉及的知識(shí)超出了學(xué)生的知識(shí)范圍，則應(yīng)該加以說明。
例5 1983年到1996年期間，某市幾種主要疾病的死亡人數(shù)統(tǒng)計(jì)情況如下表所示：
由表中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是（ ）
A.心臟病死亡人數(shù)逐年上升
B.腦血管病是男性的主要死因
C.每種疾病的死亡人數(shù)都是男性高于女性
D.呼吸系統(tǒng)疾病的死亡人數(shù)明顯高于心臟病的死亡人數(shù)
解析：這道題目的素材來自于科學(xué)研究文獻(xiàn)，命題者對(duì)其進(jìn)行了改編和加工，考查的是根據(jù)數(shù)據(jù)和證據(jù)得出結(jié)論的能力。
2.試題如何編制
�。�1）從原始素材到試題情境。有了原始素材，不等于就有了試題情境。這是因?yàn)椋飳W(xué)的很多原始素材都是很復(fù)雜的，涉及的因素很多，如果直接呈現(xiàn)給學(xué)生，可能會(huì)增加學(xué)生的閱讀負(fù)擔(dān)、理解難度和無關(guān)干擾，這就需要將原始素材進(jìn)行加工，盡量剝離無關(guān)因素，以及有可能對(duì)學(xué)生產(chǎn)生干擾的影響因素。
（2）設(shè)問的技術(shù)。有了合適的試題情境，下一步就是要考慮如何設(shè)問，這包括選擇題的題干和選項(xiàng)設(shè)置根據(jù)考查的目標(biāo)——問題、證據(jù)、數(shù)據(jù)分析、得出結(jié)論，可以采用不同的設(shè)問形式。題干的語言應(yīng)該簡(jiǎn)明扼要，呈現(xiàn)形式可以是文字或圖文并茂等；選項(xiàng)的設(shè)置要考慮錯(cuò)誤選項(xiàng)的科學(xué)性，盡量不要出現(xiàn)“以上都有可能”“無法確定等選項(xiàng)”。
�。�3）試題的打磨。試題初步成型之后，還要進(jìn)一步打磨。如果是大規(guī)模的測(cè)試，最好在正式測(cè)試前組織預(yù)試，根據(jù)預(yù)試結(jié)果對(duì)試題進(jìn)行修改，包括對(duì)題干和選項(xiàng)的文字描述圖表、內(nèi)容與形式、選項(xiàng)設(shè)置與排列等。
3.如何考查科學(xué)探究
科學(xué)探究包括提出問題和假設(shè)、設(shè)計(jì)方案搜集證據(jù)、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、根據(jù)證據(jù)作出解釋、對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)等多個(gè)環(huán)節(jié)。在紙筆測(cè)驗(yàn)，尤其是在選擇題中，很難讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)完整的科學(xué)探究過程，但是對(duì)于其中的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行考查，卻是可行的。
�。�1）考查學(xué)生提出問題的能力�？茖W(xué)探究始于問題。面對(duì)現(xiàn)實(shí)情境，學(xué)生可以提出很多問題。在題目設(shè)計(jì)上，可以讓學(xué)生辨別哪些問題是可以通過科學(xué)探究來回答的，或者提供一個(gè)探究的案例，讓學(xué)生找出其中探究的問題。
例6 取紅、藍(lán)、銀灰、黑四色相同材質(zhì)和規(guī)格的塑料薄膜，在每天的9：00～16：00分別罩在相同數(shù)量、長(zhǎng)勢(shì)基本相同的番茄幼苗上方。一段時(shí)間后，測(cè)量這些番茄幼苗的高度和葉子大小。這項(xiàng)活動(dòng)要探究的問題是（ ）
A.番茄幼苗在每天不同時(shí)間的生長(zhǎng)情況
B.塑料薄膜對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響
C.塑料薄膜的顏色對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響
D.番茄的生長(zhǎng)速度
解析：這道題目來源于研究文獻(xiàn)，提供了一個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)的情境，想要學(xué)生分析出這個(gè)探究活動(dòng)想要探究的問題是什么。學(xué)生要回答這道題目，需要分析出探究活動(dòng)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與變量控制。同時(shí)，學(xué)生需要考慮如果要探究每個(gè)選項(xiàng)中的問題，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上應(yīng)該如何考慮。學(xué)生只有經(jīng)過綜合分析，才可以判斷出正確選項(xiàng)。
（2）考查學(xué)生控制變量。設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的能力、科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰κ强茖W(xué)探究能力的重要方面，但是對(duì)于科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，不能僅僅局限于具體的儀器選擇操作步驟和數(shù)據(jù)讀取，重點(diǎn)應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案獲取數(shù)據(jù)，是科學(xué)探究的重要方面。由于生命現(xiàn)象的復(fù)雜性，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)絕大部分都是需要控制變量的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在題目設(shè)計(jì)上，可以考查學(xué)生是否理解控制變量的內(nèi)涵，具體來說，找出什么樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是相對(duì)來說控制最嚴(yán)格的。
例7 市場(chǎng)上的防曬霜都宣稱可以防曬。暑假期間，一群中學(xué)生外出徒步旅游，準(zhǔn)備利用此機(jī)會(huì)做一個(gè)關(guān)于防曬霜的實(shí)驗(yàn)，看它是否有效。實(shí)驗(yàn)方案如下表：
你認(rèn)為誰的實(shí)驗(yàn)方案更好（ ）
A.小明B.小英C.小軍D.小紅
解析：這道題目來源于日常生活，所涉及的探究活動(dòng)，其問題是已知的，需要學(xué)生找出最佳的實(shí)驗(yàn)方案，也就是要找出變量控制最嚴(yán)格的一個(gè)。實(shí)驗(yàn)對(duì)象的同質(zhì)性越強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)越合理；無關(guān)變量控制越嚴(yán)格，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)越科學(xué)。
�。�3）考查學(xué)生根據(jù)證據(jù)得出結(jié)論的能力。做完實(shí)驗(yàn)、獲取數(shù)據(jù)之后，就需要對(duì)數(shù)據(jù)或現(xiàn)象作出解釋，得出結(jié)論。證據(jù)和結(jié)論之間有制約關(guān)系，有多少證據(jù)，就只能相應(yīng)地得出多少結(jié)論。要想得到更多的結(jié)論，就需要更多的證據(jù)。在題目設(shè)計(jì)上，可以給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，讓學(xué)生根據(jù)這些證據(jù)得出結(jié)論。
例8 敲破核桃殼，取出一塊核桃仁，放在白紙上，用力擠壓，白紙上留下油跡此實(shí)驗(yàn)說明核桃仁中含有（ ）
A.脂肪 B.脂肪和蛋白質(zhì)
C.脂肪和淀粉 D.脂肪、蛋白質(zhì)和淀粉
解析：這道題目所涉及的實(shí)驗(yàn)是學(xué)生見過的。從選項(xiàng)設(shè)計(jì)上看，這道題目是要考查學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)得出結(jié)論的能力，而不是單純地考查知識(shí)。上面這個(gè)實(shí)驗(yàn)，只能得出一個(gè)有限的結(jié)論，如果要想得到更多的結(jié)論，就需要做更多的實(shí)驗(yàn)，才能得到更多的證據(jù)。如果在設(shè)計(jì)選項(xiàng)時(shí)，每個(gè)選項(xiàng)只涉及一種物質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等），那么這道題就變成純粹考知識(shí)的題目了。
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