安 軍 （北京市一零一中學(xué) 北京 100091）

2018年北京生物學(xué)高考試題和全國生物學(xué)高考試題都反映了對學(xué)科思想的考查。 反思學(xué)生在解高考試題時出現(xiàn)的問題， 提示深刻領(lǐng)悟?qū)W科思想的學(xué)生能更好地把握答題方向。

1 學(xué)科思想指引答題方向

2018年北京高考第31 題有2 個問題學(xué)生反映不會回答。 第31 題原題如下：

因含N、P 元素的污染物大量流入，我國某大型水庫曾連續(xù)爆發(fā)“水華”。 為防治“水華”，在控制上游污染源的同時， 研究人員依據(jù)生態(tài)學(xué)原理嘗試在水庫中投放以藻類和浮游動物為食的鰱魚和鳙魚，對該水庫生態(tài)系統(tǒng)進行修復(fù)，取得了明顯效果。

1）在該水庫生態(tài)系統(tǒng)組成中，引起“水華”的藻類屬于生產(chǎn)者。 水庫中各種生物共同構(gòu)成（生物）群落。

2）為確定鰱、鳙的投放量，應(yīng)根據(jù)食物網(wǎng)中的營養(yǎng)級，調(diào)查投放區(qū)鰱、鳙的食物的生物積累量（在本題中指單位面積中生物的總量，以t／hm2表示）；為保證鰱、鳙的成活率，應(yīng)捕殺鰱、鳙的天敵。

3）藻類吸收利用水體中的N、P 元素，浮游動物以藻類為食，銀魚主要以浮游動物為食。 由圖1可知，將鰱、鳙魚苗以一定比例投放到該水庫后，造成銀魚生物積累量明顯下降， 引起該變化的原因是鰱、鳙與銀魚在食物上存在競爭關(guān)系。

圖1

4）投放鰱、鳙這一方法是通過人為干預(yù)，調(diào)整了該生態(tài)系統(tǒng)食物網(wǎng)中相關(guān)物種生物積累量的比例，從而達(dá)到改善水質(zhì)的目的。

5）鰱魚和鳙魚是人們?nèi)粘Ｊ秤玫聂~類。 為繼續(xù)將投放鰱、鳙的方法綜合應(yīng)用，在保持良好水質(zhì)的同時增加漁業(yè)產(chǎn)量， 以實現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的雙贏， 請?zhí)岢鰞蓷l具體措施： 定期適度捕撈鰱、鳙；定期合理投放鰱、鳙；控制性捕殺鰱、鳙的捕食者；控制人類活動（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、旅游等）對該水庫生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。

對于第31 題的第2 問第1 空“食物”和第4問“比例”，多數(shù)學(xué)生無法正確回答。 這2 個空均要依據(jù)“生態(tài)系統(tǒng)能量流動原理”。 第2 問是應(yīng)用水平的考查，投放多少鰱、鳙的魚苗當(dāng)然要依據(jù)能量流動規(guī)律，需要觀測其食物的生物量；第4 問整句題干都在評價將生態(tài)學(xué)原理應(yīng)用于這項生態(tài)工程建設(shè)的效果，屬于思辨水平的考查，考生若能深入理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動原理， 從營養(yǎng)級之間捕食關(guān)系的角度思考，應(yīng)能準(zhǔn)確填出“比例”2 個字。

但遺憾的是學(xué)生不能正確解答。原因是什么？學(xué)生的反映是不知道題干在問什么， 不明確答題的方向，其本質(zhì)是學(xué)生的生態(tài)學(xué)觀念薄弱。生態(tài)學(xué)強調(diào)的是“關(guān)系”，生物與生物、生物與無機環(huán)境間緊密聯(lián)系、相互影響。 要將事物放在“關(guān)系”中去認(rèn)識。 任何種群數(shù)量的變動都離不開它的生存環(huán)境， 而影響種群數(shù)量變動的直接因素就是食物和天敵。所以，深刻領(lǐng)悟生態(tài)學(xué)思想觀點的學(xué)生稍加思索就應(yīng)知道如何答題，投放多少鰱、鳙的魚苗當(dāng)然首先要關(guān)注其食物的生物量。 學(xué)生擁有生態(tài)學(xué)的觀點，則很容易正確解答。

生態(tài)系統(tǒng)可用系統(tǒng)論的思想進行研究。 系統(tǒng)是由若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式連接構(gòu)成的、 具有某種功能的有機整體。在這一表述中包括了系統(tǒng)、要素、結(jié)構(gòu)、功能4 個關(guān)鍵詞。 系統(tǒng)強調(diào)整體與局部、 局部與局部、 整體與外部環(huán)境之間的有機聯(lián)系。 研究任何一個自然系統(tǒng)，無論是細(xì)胞、個體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)，都可從認(rèn)識其結(jié)構(gòu)、成分入手，分析成分之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用和相互關(guān)系，從而認(rèn)識系統(tǒng)的功能。生態(tài)學(xué)研究的就是“關(guān)系”，生態(tài)學(xué)的試題也必然考“關(guān)系”，現(xiàn)實生活中的生態(tài)學(xué)問題也是處理好“關(guān)系”。 上述第31 題中有關(guān)生態(tài)工程的建設(shè)就是現(xiàn)實生活中的真實問題。 人類活動使N、P 大量排入水體，其作為藻類的營養(yǎng)物質(zhì)必然引起藻類的大量繁殖，從而產(chǎn)生“水華”，使原來水體生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞。 人們運用 “生態(tài)系統(tǒng)能量流動原理”，利用捕食關(guān)系，適量引入捕食者以消除水華帶來的影響，同時，這種引入因競爭關(guān)系也使水體中銀魚數(shù)量減少。

教師在日常的課堂教學(xué)中就應(yīng)滲透系統(tǒng)論的觀點，引導(dǎo)學(xué)生將事物放在關(guān)系中去認(rèn)識，例如，“種群”單元的教學(xué)，不應(yīng)只局限于構(gòu)建種群變動的數(shù)學(xué)模型，更要強調(diào)影響這一模型構(gòu)建的因素，將種群放在大的關(guān)系中去理解。 研究生命系統(tǒng)內(nèi)部、生命系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互關(guān)系，是生命科學(xué)研究的重要內(nèi)容。

2 學(xué)科思想幫助透視試題的本質(zhì)

站在學(xué)科思想的高度審視高考試題時，有“透徹”和“居高臨下”的感覺。 例如，2018年全國Ⅰ卷第29 題：

1）大自然中，獵物可通過快速奔跑來逃脫被捕食， 而捕食者則通過更快的奔跑來獲得捕食獵物的機會， 獵物和捕食者的每一點進步都會促進對方發(fā)生改變，這種現(xiàn)象在生態(tài)學(xué)上稱為協(xié)（共）同進化。

2）根據(jù)生態(tài)學(xué)家斯坦利的“收割理論”，食性廣捕食者的存在有利于增加物種多樣性， 在這個過程中， 捕食者使物種多樣性增加的方式是捕食者往往捕食數(shù)量多的物種， 為其他物種的形成騰出空間。

3）太陽能進入生態(tài)系統(tǒng)的主要過程是綠色植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能， 分解者通過呼吸作用將動植物的遺體殘骸和動物的排遺物中的有機物分解來獲得生命活動所需的能量。

此題的第1 問和第2 問涉及生物之間的關(guān)系問題。捕食者與被捕食者的協(xié)同進化過程，就是在長期相互選擇、相互作用的過程中實現(xiàn)的。食物網(wǎng)中捕食者的存在控制著某些優(yōu)勢物種的數(shù)量，為其他生物騰出生存空間，增加了生物的多樣性。如果去除捕食者，沒有了捕食者的控制，這個優(yōu)勢種就會排擠掉其他物種， 使該地域的物種多樣性下降。生態(tài)系統(tǒng)是一個關(guān)系網(wǎng)，所謂“牽一發(fā)動全身”。在對生態(tài)系統(tǒng)中各種關(guān)系沒有搞清楚時， 變動某個因素可能會帶來不可預(yù)知的后果。 第3 問考查生命觀念的“物質(zhì)與能量觀”。 對于地球上的生命系統(tǒng)來說， 光合作用是最重要的物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)換過程， 呼吸作用是生命用以捕獲有機分子共價鍵中的能量，維持其生命活動的重要生理過程。此題考查了光合作用和呼吸作用的價值， 不是考細(xì)節(jié)，而是考查“上位概念”的價值和意義，考查學(xué)生對生命本質(zhì)的理解和認(rèn)識。 學(xué)生沒有學(xué)科思想可能也能回答這道題， 但從學(xué)科思想的高度審視這道題，能將問題看得更透徹。

3 回歸學(xué)科思想的教學(xué)有助于問題解決

學(xué)科思想是學(xué)科上位的思想觀念， 它的普適性決定了其可以指導(dǎo)認(rèn)識具體問題。例如：2018年北京高考第30 題，解題時運用“進化與適應(yīng)觀”，使人容易想到水稻和稻瘟病菌之間的“軍備競賽”。又如，上課講到“箭毒蛙”能分泌很強的毒素，以自身醒目的顏色作為警戒色， 可嚇退許多捕食者。學(xué)生提問：“那箭毒蛙是否有天敵？ ”怎樣解答這個問題？ 依據(jù)生態(tài)學(xué)和進化論的思想推測，必然存在克服這種毒素的捕食者。 一種叫Leimadophis epinephelus 的蛇，能抵抗箭毒蛙的毒素。蛇與蛙經(jīng)歷了漫長的演化攻防戰(zhàn)，結(jié)果，箭毒蛙的毒性越來越強，蛇也進化出更強的抗毒性，真所謂自然界的“相生相克”。 無論試題如何千變?nèi)f化， 學(xué)科思想都是根本。

高考試題的素材通常選自人類生產(chǎn)、 生活中面臨的實際問題， 意在考查學(xué)生面對真實生活中的問題時所表現(xiàn)的觀點、立場和決策能力。圍繞學(xué)科思想教學(xué)也不僅局限于解題， 而是為學(xué)生解決未來生活中的真問題提供正確的思想方法。 布魯納在其《教育過程》一書中談到：“學(xué)校課程和教學(xué)方法應(yīng)該同所教學(xué)科里的基本觀念的教學(xué)密切結(jié)合起來，學(xué)生所學(xué)到的觀念越是基本，則這些觀念對新問題的適用性就越廣”［1］。 這里的“基本觀念”即指學(xué)科思想。 學(xué)科思想是教學(xué)的靈魂［2］，生物學(xué)教學(xué)要回歸生物學(xué)科的學(xué)科思想。