貴州 朱興考
高考試題是高考功能的實(shí)現(xiàn)、《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》要求的體現(xiàn)、教材知識(shí)檢測的具體內(nèi)容載體。高考對(duì)試題命制的科學(xué)性、原則性、程序性、規(guī)范性等都有很高的要求,而且呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。本文從高考試題的問題設(shè)置角度和答題思路兩方面進(jìn)行分析并構(gòu)建模型,使題型模式化,解題思路條理化,從而更好地把握知識(shí)點(diǎn),跳出題海;理解命題的出發(fā)點(diǎn),掌握作答技巧,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)備考。
筆者通過對(duì)近5年高考全國卷生物試題的研究,發(fā)現(xiàn)試題總體呈現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性和創(chuàng)新性,在變化中遵循連續(xù)性的特點(diǎn)。以光合作用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)為例,試題在考查內(nèi)容、信息呈遞方式、問題設(shè)置角度、能力和核心素養(yǎng)要求方面,總體表現(xiàn)出以下特點(diǎn)。
主要以影響光合作用速率的環(huán)境因素和光合作用過程為考查內(nèi)容,用曲線圖或表格等形式呈遞信息。在問題設(shè)置角度方面,常從三個(gè)角度進(jìn)行設(shè)問:角度一,一個(gè)自變量對(duì)應(yīng)一個(gè)因變量,考查學(xué)生的科學(xué)思維;角度二,一般利用特定的關(guān)鍵詞固定一個(gè)自變量,要求考生對(duì)另一個(gè)自變量下的因變量進(jìn)行分析、判斷、或要求寫出依據(jù)等,考查學(xué)生的理解能力和科學(xué)思維;角度三,給出兩個(gè)自變量,要求考生結(jié)合具體內(nèi)容,分析對(duì)應(yīng)的因變量,作出判斷,有時(shí)要求寫出依據(jù)、推斷、解釋。并通過前置條件或后置限定增加試題的靈活性,考查學(xué)生的理解能力、綜合運(yùn)用能力和科學(xué)思維、科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)。
【例1】(2019年,全國卷Ⅰ,第29題節(jié)選)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理,該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大,葉片中的脫落酸(ABA)含量增高,葉片氣孔開度減小。回答下列問題。
(2)與干旱處理前相比,干旱處理后該植物的光合速率會(huì)_______,出現(xiàn)這種變化的主要原因是______。
【分析】(1)在考查的內(nèi)容上:涉及光合作用的部分主要集中在對(duì)光合作用過程、影響光合作用的環(huán)境因素的考查,偶爾考查光合色素及光合作用原理利用。本題考查環(huán)境因素對(duì)光合速率的影響,通過對(duì)干旱處理前后比較,分析CO2進(jìn)入氣孔的多少對(duì)光合速率的影響,考查該考點(diǎn)的真題還有2018年全國卷Ⅰ第30題等。另外,如2017年全國卷Ⅰ第30題第(2)小題,分析無氧密閉的容器中、光照條件下氧氣增多的原因以及2017年全國卷Ⅱ第29題考查對(duì)光合作用過程圖的識(shí)別,寫出圖中各字母代表什么,均為對(duì)光合作用過程的考查。2016年全國卷Ⅰ第30題第(2)小題考查了光合作用原理的利用。2016年全國卷Ⅱ第4題以選擇題的形式考查光合色素提取、構(gòu)成葉綠素的元素等知識(shí)點(diǎn)。
(2)在信息呈遞方式上:本題以純文本的形式呈現(xiàn)信息,此外該知識(shí)點(diǎn)還有以曲線、表格等方式呈現(xiàn)的形式。如2015年全國卷Ⅰ第29題、2017年全國卷Ⅰ第30題、2017年全國卷Ⅲ第3題等均以純文本形式呈遞信息,考查學(xué)生獲取信息、運(yùn)用信息的能力;2018年全國卷Ⅰ第30題、2018年全國卷Ⅱ第30題等以曲線的形式呈遞信息,2016年全國卷Ⅱ第31題、2016年全國卷Ⅲ第29題等以表格的形式呈遞信息,主要考查學(xué)生圖文轉(zhuǎn)化能力。
(3)在問題設(shè)置角度上:角度一,一個(gè)自變量對(duì)應(yīng)一個(gè)因變量。如例1中的設(shè)問是通過對(duì)某植物干旱處理后與處理前相比較。處理前植物含水量高,氣孔開放度大,外界的CO2從氣孔進(jìn)入得多,光合速率強(qiáng);處理后氣孔開放度減小,外界的CO2從氣孔進(jìn)入的量減少,光合速率減弱。題設(shè)中處理前后人為操作的水分多少為自變量,隨自變量變化而變化的是光合速率這個(gè)因變量,一個(gè)自變量對(duì)應(yīng)一個(gè)因變量,考查學(xué)生的科學(xué)思維。以這個(gè)角度命題的還有2018年全國卷Ⅰ第30題第(4)小題,給出“某植物夏日晴天中午12:00時(shí)葉片的光合速率明顯下降”這一結(jié)果,要求考生分析自變量,從而在“O2”或“CO2”中作出選擇。另外,以相同考法的還有2018年全國卷Ⅱ第30題第(2)小題、2015年全國卷Ⅰ第29題等。角度二,一般利用特定的關(guān)鍵詞固定一個(gè)自變量,要求考生對(duì)另一個(gè)自變量下的因變量進(jìn)行分析、判斷、或要求寫出依據(jù)等。如2018年全國卷Ⅰ第30題第(2)小題,曲線中涉及植物種類和光照強(qiáng)度兩個(gè)自變量,通過題設(shè)中甲、乙單獨(dú)種植的“單獨(dú)”限制了植物種類,即只需對(duì)植物甲(或乙)在對(duì)應(yīng)光照強(qiáng)度下的光合速率作出判斷、說明原因,考查學(xué)生的理解能力、綜合能力、科學(xué)思維等。從此角度設(shè)題的還有2016年全國卷Ⅰ第30題第(2)小題等。角度三,給出兩個(gè)自變量,要求學(xué)生結(jié)合具體內(nèi)容,分析對(duì)應(yīng)的因變量,作出判斷,有時(shí)要求寫出依據(jù)、推斷、解釋。如2016年全國卷Ⅲ第29題第(1)小題,題設(shè)要求推測中午時(shí)對(duì)小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素并說明理由,表格中涉及溫度和相對(duì)濕度兩個(gè)自變量,要求考生自行固定溫度(或相對(duì)濕度),分析相對(duì)濕度(或溫度)這個(gè)自變量對(duì)應(yīng)下的光合速率這個(gè)因變量。通過在36℃下、不同相對(duì)濕度對(duì)應(yīng)的光合速率差值比在相對(duì)濕度為52%、不同溫度對(duì)應(yīng)下的光合速率差值大的比較,從而得出相對(duì)濕度對(duì)光合速率影響大的結(jié)論,并能正確寫出分析的依據(jù),考查學(xué)生的理解能力、科學(xué)思維,從此角度設(shè)問的試題還有2018年全國卷Ⅰ第30題第(1)(3)小題等。
(4)靈活性方面:通過前置條件或后置限定,增加試題的靈活性。如2016年全國卷Ⅰ第30題第(1)小題,題目要求據(jù)圖分析光照強(qiáng)度低于a時(shí),對(duì)甲組影響較大的因素是光照強(qiáng)度,若不注意光照強(qiáng)度“低于a”這個(gè)后置限定,沒從a點(diǎn)前思考,把思考問題的角度弄錯(cuò),就會(huì)得出CO2濃度等錯(cuò)誤答案。此類試題增加了試題的靈活性,考生審題細(xì)心就可以找到思考的出發(fā)點(diǎn)和方向,降低難度,審題粗心就會(huì)“掉進(jìn)陷阱”,類似的試題還有2018年全國卷Ⅰ第30題第(1)(3)小題等。
在備考過程中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合設(shè)題角度、解題思路建立模型,使其固定在腦海中,在表象復(fù)雜的題目中,利用思維的模式化;了解“陷阱”所在,明白思考和作答的方向;以不變應(yīng)萬變,跳出題海,降低學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。筆者根據(jù)以上的三個(gè)設(shè)題角度和解題思路,構(gòu)建以下模型。
【設(shè)題角度模型】角度一設(shè)問模型:自變量1+因變量1……(填判斷、推理結(jié)果等),依據(jù)(原因、理由等)是……
角度二設(shè)問模型:自變量1(限定)+自變量2+因變量……(對(duì)自變量2對(duì)應(yīng)的因變量的判斷、推理結(jié)果等),依據(jù)(原因、理由等)是……
角度三設(shè)問模型:自變量1+自變量2+因變量……(對(duì)自變量1或自變量2對(duì)應(yīng)的因變量的判斷、推理結(jié)果等),依據(jù)(原因、理由等)是……
將以上三個(gè)角度建立的模型綜合,添加前置條件或后置限定后得到總模型:
(前置條件1)自變量1(后置限定1)+(前置條件2)自變量2(后置限定2)+因變量
【解題思路模型】第一步:寫出模型的表達(dá)式——自變量?因變量(注:“?”代表自變量與因變量的“聯(lián)系”);第二步:找出自變量、因變量在相應(yīng)的題目中分別代表什么,并將其替換掉,注意體現(xiàn)對(duì)自變量的控制;第三步:找出自變量與因變量的聯(lián)系;第四步:明確答題方向,打磨答案。
通過以上模型,不管在信息呈遞方式上、問題設(shè)置角度上、還是解題方法上等,只要符合所建模型的條件,問題都會(huì)得到解決,具有舉一反三、事半功倍的作用。如解答例1時(shí):首先,寫出該模型的表達(dá)式:自變量 ?因變量;其次,自變量是水分的多少,因變量是某植物的光合速率,將模型表達(dá)式轉(zhuǎn)換成“水分的多少 ?某植物的光合速率”;找出“?”中所隱藏的聯(lián)系,結(jié)合題意及所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn)干旱處理→含水量降低→氣孔開放度減小→CO2濃度減小→光合速率降低;最后,明確方向,組織語言即可寫出答案——?dú)饪组_度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少。
1.把握主干知識(shí)
教師可引導(dǎo)學(xué)生閱讀光合作用部分對(duì)應(yīng)的教材內(nèi)容,寫出光合作用各階段反應(yīng)的原料、條件、場所、產(chǎn)物;提示學(xué)生從化學(xué)方程式的角度寫出光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段的反應(yīng)式;綜合各分反應(yīng)式得到光合作用的總反應(yīng)式,并讓學(xué)生結(jié)合總反應(yīng)式嘗試說出光合作用的過程,這樣光合作用的總框架就建構(gòu)起來了。再利用分、總反應(yīng)式分別從物質(zhì)、元素構(gòu)成、能量角度分析,加深學(xué)生對(duì)光合作用實(shí)質(zhì)的理解。這樣復(fù)習(xí),學(xué)生有知識(shí)的動(dòng)態(tài)生成,避免了對(duì)知識(shí)的死記硬背,夯實(shí)了必備知識(shí)。
2.提升關(guān)鍵能力
分別從點(diǎn)、線、網(wǎng)三個(gè)層次引導(dǎo)學(xué)生,以找關(guān)系的方式構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),在學(xué)生弄清楚光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段后,畫出葉綠體模式圖,再結(jié)合光反應(yīng)、暗反應(yīng)階段的原料、產(chǎn)物分析找出二者的聯(lián)系,并用箭頭標(biāo)出。以ATP這個(gè)點(diǎn)為例,合成場所為類囊體薄膜,消耗場所為葉綠體基質(zhì),在類囊體薄膜上寫出ATP,在葉綠體基質(zhì)中寫出ADP、Pi,在二者之間畫上一個(gè)箭頭,ATP參與的這條線就將光反應(yīng)、暗反應(yīng)階段串聯(lián)起來。同理分析Pi等其他物質(zhì)的來源與去路和能量轉(zhuǎn)化,再將一條條線交織成光合作用過程網(wǎng)絡(luò)圖。由學(xué)生主動(dòng)參與,從簡單到復(fù)雜地構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),這樣做能使學(xué)生更好地把握光合作用過程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的整體聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生理解能力和綜合運(yùn)用能力。
在備考過程中,教師還要培養(yǎng)學(xué)生圖文轉(zhuǎn)化方法、技巧,提升圖文轉(zhuǎn)換能力。針對(duì)具體的圖表,從方法上,首先,要求考生盡量讀懂圖表中信息,把握?qǐng)D表中的關(guān)鍵信息,如曲線中的拐點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)等代表的含義;其次,是將圖表信息與文本知識(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。將圖表信息與教材對(duì)應(yīng)文本知識(shí)的表述內(nèi)容比較、聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,最大限度地弄清、弄懂圖表的深層含義。從技巧上,要將實(shí)驗(yàn)中的“變量”和數(shù)學(xué)中“坐標(biāo)軸”結(jié)合起來思考。一般從題目中可以找到自變量、因變量。若題目中出現(xiàn)“探究A對(duì)B的影響”這樣的句式,A就是自變量,B就是因變量;若題中有曲線,橫軸標(biāo)出的量一般就是自變量,縱軸標(biāo)出的量一般就是因變量。如本文中的例1,水分的多少就是自變量,某植物的光合速率就是因變量。利用建立的“自變量+聯(lián)系+因變量”的模型將文本信息轉(zhuǎn)換為曲線或表格,同理利用后者轉(zhuǎn)換為前者,經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練,提高學(xué)生的建模能力,在建模過程中提高學(xué)生的理解能力、綜合運(yùn)用能力和科學(xué)思維。
教師可通過模型引導(dǎo)學(xué)生出題和解題,學(xué)生嘗試模擬出與高考題標(biāo)準(zhǔn)相同或相近的仿真題或變式題,你出我做,指出不足和優(yōu)點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中加深體驗(yàn),把握設(shè)問的角度、思考的出發(fā)點(diǎn)和方向,提高思維能力和正確率,落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)。
【模擬題】某同學(xué)為探究CO2濃度和光照強(qiáng)度對(duì)某品系X植株光合速率的影響,將生長狀態(tài)一致的該品系植株分為六組,一組為對(duì)照組,剩下五組為實(shí)驗(yàn)組,在其他條件相同且適宜的條件下培養(yǎng)相同時(shí)間后測量各組的氧氣釋放量,各組實(shí)驗(yàn)處理和結(jié)果如下表:
(1)為了提高第五組的光合速率,可采取的措施是_________(填“增加CO2”或“提高光照強(qiáng)度”)。
(2)在相同的CO2濃度下,第_______組的光合速率最高。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,__________________________(填“CO2濃度”或“光照強(qiáng)度”)對(duì)該品系的植株凈光合速率影響較大,依據(jù)是__________________________。
【解析】第(1)題從角度一設(shè)題,由第五組對(duì)應(yīng)的CO2濃度是0.8 mg·L-1,光照強(qiáng)度是600 klx·h-1,根據(jù)單一因子原則可知,只需考慮在CO2濃度(或光照強(qiáng)度)這個(gè)自變量下的光合速率(因變量)。第二至四組CO2濃度增加,光合速率增強(qiáng),光合速率的增強(qiáng)是由CO2濃度增加引起的,第五組在第四組的基礎(chǔ)上CO2濃度繼續(xù)增加,可光合速率沒有增強(qiáng),說明植物吸收CO2已飽和,影響光合速率的因素可能是光照強(qiáng)度,故提高第五組的光合速率可采取的措施是提高光照強(qiáng)度;第(2)題從角度二設(shè)題,題目通過“相同CO2濃度”固定了CO2濃度這個(gè)自變量,要求考生只考慮不同光照強(qiáng)度這個(gè)自變量下的因變量(光合速率),并作出判斷。相同CO2濃度的組有對(duì)照組、一組和二組,通過比較,第二組的凈光合速率最高;第(3)題從角度三設(shè)題,涉及CO2濃度和光照強(qiáng)度兩個(gè)自變量,因變量是凈光合速率,要求作出判斷和寫出依據(jù)。方法是分別在相同的CO2濃度或相同的光照強(qiáng)度下比較凈光合速率的快慢,即CO2濃度為0.5 mg·L-1條件下,對(duì)照組、一組、二組的凈光合速率依次相差3.1,而在光照強(qiáng)度均為600 klx·h-1的條件下,二組、三組、四組中的植物凈光合速率相差不到1,可得出光照強(qiáng)度對(duì)植物的凈光合速率影響較大。
【參考答案】(1)提高光照強(qiáng)度 (2)二 (3)光照強(qiáng)度 在相同CO2濃度條件下,光照強(qiáng)度改變時(shí)植物凈光合速率變化較大
綜上所述,研究高考試題命制規(guī)律,把握命題角度和特點(diǎn);掌握建立模型方法,并用其指導(dǎo)出題和解題,能更好地使學(xué)生把握命題角度及解題思路,更好落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。讓學(xué)生接近高考、體驗(yàn)高考、把握高考,進(jìn)而提高備考的目的性和有效性,實(shí)現(xiàn)科學(xué)精準(zhǔn)備考。