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考查科学思维的高考试题分析与备考策略     

考查科学思维的高考试题分析与备考策略

广东省佛山市第三中学 陈华

 

 要 阐述了科学思维的内涵,以近年高考生物试题为例,分析试题对科学思维的考查特点,在高中生物学备考过程中,结合不同类型的试题,提出针对性较强的4项提升学生科学思维的教学策略。

关键词 科学思维;高考试题;备考策略

 

新一轮课程改革背景下的生物学高考,不仅考查学生对生物学学科核心主干知识的掌握、关键能力的形成,还考查学生学科核心素养的发展水平。科学思维是生物学学科核心素养之一,是生物学高考试题的基本骨架

1 科学思维的内涵

科学思维是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在生物学高考备考过程中,教师要注重对学生科学思维的训练,提升学生归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等能力,以促进其科学思维品质与习惯的养成和提升。

 

2 高考全国卷对科学思维的考查

2.1 归纳与概括

归纳和概括是指把对象的各个组成部分联系起来,或把事物的个别特性、个别方面结合成整体的过程。归纳和概括的思维过程要求学生能基于大量的生物学事实提炼形成基本的生物学规律。高考生物学试题对学生归纳与概括思维能力的考查常见的形式有两种。一是罗列已归纳概括的结论,让考生进行正误判断,常出现在选择题上,如2019年全国Ⅲ卷第1题,考查学生对高尔基体、线粒体和叶绿体3种细胞器共性的概括与归纳。二是要求学生根据试题素材,结合已有知识对其进行归纳概括并作出准确判断。

12018年高考全国I卷,第2题)生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是(B

A.  真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物

B.  真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有

C.  若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶

D.  若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶

试题在对DNA-蛋白质复合物作了简单的介绍后,在选项中罗列和归纳了与题干素材相关的事实,如复合物的分布、功能等情况,学生须根据要求对这些情况作出判断。绝大多数考生只考虑到原核细胞没有染色体,而染色体主要由DNA与蛋白质构成,故会认为B项不符合试题要求。学生忽略了原核细胞的DNA在复制与转录的过程中分别会与DNA聚合酶和RNA聚合酶结合,也会形成DNA-蛋白质复合物,因此造成失误。

2.2 演绎和推理

演绎和推理是指从一般性的前提出发,通过推导得出具体的陈述或个别结论的过程。在高中生物学的学习过程中,演绎和推理思维表现为要求学生能运用已学的生物学规律,预测或探讨相关生命现象的机制。高考生物学试题对学生演绎和推理思维能力的考查形式一般也有两种。一种是顺推,即要求学生根据已有条件,结合生物学知识,推测相应的生物学规律或现象。

22019年高考全国I卷,第5题)某种二倍体高等植物的性别决定类型为XY型。该植物有宽叶和窄叶两种叶形,宽叶对窄叶为显性。控制这对相对性状的基因(B/b)位于X染色体上,含有基因b的花粉不育。下列叙述错误的是(C

A.  窄叶性状只能出现在雄株中,不可能出现在雌株中

B.  宽叶雌株与宽叶雄株杂交,子代中可能出现窄叶雄株

C.  宽叶雌株与窄叶雄株杂交,子代中既有雌株又有雄株

D.  若亲本杂交后子代雄株均为宽叶,则亲本雌株是纯合子

试题在题干中已给出了性状的显隐关系、基因的位置和含有基因b的花粉不育的特殊条件,考查学生从一般性的前提出发,利用伴性遗传的规律,在各选项的假设条件成立或确定的情况下,演绎推理出预期的结果。试题充分考查了学生结合条件,运用所学的生物学规律推测预期结果的能力。

另一种情况是逆推,即要求学生根据试题情境,推断哪些条件成立后,才会出现预期的结果。例如,在2019年全国I卷第2题,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是(  ,学生所选的材料组合就是要达到预期结果所需的条件。又如,2019年全国I卷第323)题要求学生根据基因在染色体的分布情况以及果蝇的杂交情况,推测F2应该出现怎样的结果,才能对自由组合定律和伴性遗传进行验证。

2.3 模型和建模

模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所做的一种简化描述。建模是指运用模型方法把抽象的、不可测的事实或过程借助身边的材料、用具或者数学方法、图像、方程式等加以描述、概括总结的一种活动。高考生物学试题对学生模型和建模思维能力的考查形式一般也有两种。

一种是模型的解读,即要求学生通过对模型的解读,能获得生物学的基本概念、原理、规律,揭示生命现象的本质,同时培养建模思维和建模能力。在高考生物学试题中,常见的图表题、曲线分析题一般都可以归类为数学模型的解读,如2019年全国I卷第6题,试题以细菌甲在不同条件下的实验探究为背景,考查学生运用种群数量增长的有关知识,准确解读实验结果呈现出来的数学模型。

另一种是建构模型,考查学生运用模型解决和分析问题的能力。这一类试题常见于高考生物学试题中的原因叙述类问题。在备考的过程中,教师可引导学生构建答题模型,分析原因,进而确定问题的条件和结果,并结合所学生物学知识,找出条件与结果之搭连的桥墩,即回答问题时把应该表述的知识点用一定的逻辑关系串起来,形成一个较为完整的答案。

3[2017年高考全国I卷,第292)题]若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是_____________。(甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加)上述问题的“因”是“植物密闭在无O2、其他条件适宜和照光培养一段时间植物的有氧呼吸增加,涉及的生物学知识是植物光合作用释放出O2,小室中O2的增加会促进植物有氧呼吸的增强,即两者之间要搭起来的桥墩。学生在回答时用桥墩把因果关系串起来,就可以顺利地解决问题了。具体的分析过程和构建的模型如图1所示。

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2.4 批判性思维

批判性思维是指运用一定的观点和行为构建一个合理且公正的判断。学生应具备监控自己思维过程,发现错误并进行更正的能力。在高中生物学学习中,批判性思维的能力要求,为学生能基于生物学原理和限定条件等对生物学问题或观点提出质疑或论证。高考生物学试题考查学生批判性思维能力时,最常见的形式是试题呈现某一实验的相关方案或结论,让学生根据已有的知识对实验方案进行完善,或设计相关的实验方案对结论进行论证。

4[2019年高考全国I卷,第293)题]将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论,要求简要写出实验思路和预期结果。   

参考答案  ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。

试题在考查学生设计实验能力的同时,实际上还考查学生能否就某一个观点,运用所提供的条件和生物学知识进行论证的批判性思维能力。试题中明确要论证的观点是:干旱条件下植物气孔开度减小不是缺水引起的;干旱条件下植物气孔开度减小是ABA引起的。因此,学生设计的实验方案中,首先要体现ABA缺失突变体植物无论是否干旱处理,其气孔开度不变,这是对观点的论证。接着在设计的实验中应体现:在干旱环境下的ABA缺失突变体植株用ABA处理后的气孔开度变化,以论证观点。这一试题从实验的角度充分考查了学生对某一生物学观点是什么而不是什么的判断,并用相应的方案或证据对这一观点进行论证。

2.5 创造性思维

创造性思维是指在客观需要的推动下,以新获得的信息和已贮存的知识为基础,综合运用各种思维形态或思维方式,克服思维定式,经过对各种信息、知识的匹配、组合,从中选出解决问题的最佳方案,创造出新办法、新形象、新观点,从而使认识或实际取得突破性进展的思维活动。对于创造性思维的考查,常见的多为开放性问题,要求学生根据已有条件和所学知识进行方案的设计、问题的阐述等。

5[2018年高考全国II卷,第31(3)]大型肉食性动物对低营养级肉食性动物与植食性动物有捕食和驱赶作用。这一建立在威慑恐惧基础上的种间关系会对群落或生态系统产生影响,此方面的研究属于恐惧生态学范畴。回答下列问题:若某种大型肉食性动物在某地区的森林中重新出现,会减轻该地区野猪对农作物的破坏程度。根据上述恐惧生态学知识推测,产生这一结果的可能原因有___________(答出两点即可)

参考答案 大型肉食性动物捕食野猪;野猪因恐惧减少了采食上述试题背景新颖,出现对学生而言较为陌生的概念——“恐惧生态学。这就要求学生克服思维定式,结合题干对陌生概念的阐述和自身所学的生态学知识,通过对比、综合加工等方法,对新的问题进行阐释。该问题较为开放,摆脱唯一答案的束缚,留给考生充分思考与发挥的空间,体现了考查方式的创新性,有利于对学生创新思维的考查,能够让不同层次的考生都有话可说,符合高考的考试目的,是一道较新颖的创新思维考查试题。

 

3 高考备考中训练各种科学思维能力的策略

在高三复习备考过程中,教师要充分运用测试与模拟试题,及时诊断学生对生物学知识的掌握情况,以练带思,培养学生的科学思维。教师可以根据不同试题的特点,从不同方面全方位提升学生的科学思维素养。

一是利用信息材料题训练学生的归纳与概括能力。多数学生在考试过程中害怕遇到新情境试题。因此,教师在复习过程中要多利用新颖的素材编制试题,引导学生找出题干信息与教材知识联系的关键点,提升将复杂信息简单化和抽象化的能力。例如,例1中的DNA-蛋白质复合物是新鲜概念,但学生只要将染色体的结构、DNA复制和转录时与酶的结合等知识点联系起来,便能对试题作出准确判断。解这道题的过程实际上就是对学生归纳和概括思维能力的较好训练。

二是利用遗传计算题培养学生的演绎与推理能力。遗传题是每年高考中的难题,对学生的逻辑推理能力要求较高。在复习的过程中,教师要引导学生学会分析试题的条件,运用所学遗传学知识,对问题进行演绎推理,并对演绎的结果进行比较分析。与此同时,教师不仅要关注学生演绎的结果,更要关注其演绎的过程。

三是利用原因叙述类问题培养学生的模型与建模能力。原因叙述类问题是高考生物学试题中最常见的题目,在复习备考中教师可以引导学生通过构建答题模型,运用模型来分析原因,结合问题的条件和结果,运用所学生物学知识,找出条件与结果之间相搭连的桥墩。学生在回答问题时,应准确表述知识点,并用一定的逻辑关系把这些知识点串起来,形成一个较为完整、规范的答案。

四是利用实验类试题培养学生的批判性思维与创新思维。实验评价是培养学生批判性思维的良好途径。教师可以呈现实验方案,让学生根据已有知识,辨别试题信息的真实性、证据的充足性以及结论的正确性,来评价实验方案是否合理,从而提升学生的批判性思维能力。实验设计则是培养学生创新性思维的一个切入点。教师可以根据实验目的创设新的情境,开放实验方案,只要学生的方案合理,能达到实验目的,均可对其作出正确的评价。

科学思维作为生物学学科核心素养的重要组成部分,不仅是生物学课程性质的重要体现,更是高考考查的重点。随着新课程和新高考的推进,从核心素养的各个角度对高考试题进行分析,并引导学生进行针对性较强的训练,提升学生的学科素养,这将是高中生物学备考的重要方向。

 

来源:《中学生物教学》2020年第1期   


 0  已被阅读了503次  楼主 2020-04-04 19:37:23
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生物物生
2F
桥墩原理真好emotion


 0   2020-04-20 19:53:55  回复

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