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科學(xué)探究類(lèi)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)基礎教育課程研究中心（桂林 541004）。
在生物學(xué)課程標準中，科學(xué)探究是一個(gè)重要的內容標準，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)的重要目標和內容之一[1]。然而，對于科學(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，對探究的全過(guò)程進(jìn)行評價(jià)是可行的，然而在紙筆測驗中卻不一定行得通，這是由紙筆測驗的局限性所決定的。對科學(xué)探究的考查，既可以考查學(xué)生對科學(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(guò)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，雖然在紙筆測驗中對學(xué)生完整的探究過(guò)程進(jìn)行考查是相對困難的，但是考查其中的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節卻是可行的[2]。本文結合典型試題，以及多年以來(lái)參與教育部“建立中小學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量分析、反饋與指導系統”項目所積累的科學(xué)探究類(lèi)生物學(xué)選擇題的編制經(jīng)驗，談?wù)効茖W(xué)探究類(lèi)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(lèi)生物學(xué)選擇題的基本特點(diǎn)
1.探究性
科學(xué)探究類(lèi)生物學(xué)試題側重于考查學(xué)生對科學(xué)探究的理解和科學(xué)探究的技能，而不是生物學(xué)知識。當然，對于科學(xué)探究的考查，總是需要一定的知識背景或者載體，生物學(xué)的情境或者知識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(guò)程也是探究性的，即學(xué)生需要調用科學(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)，才能完成對題目的理解和作答，這與作答常規試題時(shí)調用的思維方式不同[3]。
2.情境性
對于學(xué)生科學(xué)探究能力的培養，最終目標是讓學(xué)生能夠解決現實(shí)生活中需要探究的真問(wèn)題。對于科學(xué)探究的考查，不是直接考查學(xué)生對科學(xué)探究的名詞或過(guò)程的記憶，而是要在一個(gè)問(wèn)題情境中考查。試題的情境可以是一個(gè)生物學(xué)實(shí)驗，也可以是一個(gè)自然界的生物學(xué)現象，或者是日常生活中的生物學(xué)現象。有了高探究?jì)r(jià)值的問(wèn)題情境，試題就有了生命，就成了一個(gè)“活”的“真問(wèn)題”。
3.開(kāi)放性
科學(xué)探究類(lèi)試題具有一定的開(kāi)放性，即答案不是絕對正確的，這是因為科學(xué)探究本身就是很復雜的，不可能有唯一正確的答案，但是卻可以有當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 為證明細菌對植物遺體的分解作用，同學(xué)們做了下面4個(gè)實(shí)驗，在每個(gè)實(shí)驗前，都將數量相同形狀大小也基本相同的同種樹(shù)的落葉分成甲乙兩組（實(shí)驗過(guò)程中滴加蒸餾水，使樹(shù)葉保持潮濕）。你認為哪一個(gè)實(shí)驗更能證明細菌對植物遺體的分解作用（ ）
A.甲組放在無(wú)菌條件下，乙組放在自然條件下
B.甲組滅菌后放在無(wú)菌條件下，乙組放在自然條件下
C.甲組滅菌后放在無(wú)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(wú)菌條件下，乙組滅菌后接種并放在無(wú)菌條件下
解析：這道題目以細菌對植物遺體的分解為背景，要求學(xué)生選出實(shí)驗設計最合理的一項。題目考查的不是細菌的分解作用，而是考查控制變量設計對照實(shí)驗的能力；對于科學(xué)探究能力的考查，不是直接問(wèn)對照實(shí)驗應該如何設計，而是提供了一個(gè)問(wèn)題情境。題目中給出了4種可能的解決方案，而其中對于變量控制越嚴格的方案，越能說(shuō)明問(wèn)題，這就要求學(xué)生選出最佳答案。當然，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)驗室親自做這個(gè)實(shí)驗�？梢哉f(shuō)，這道題目是典型的科學(xué)探究類(lèi)選擇題。
二、科學(xué)探究類(lèi)生物學(xué)選擇題的編制
1.素材來(lái)源
科學(xué)探究類(lèi)選擇題需要高探究?jì)r(jià)值的試題情境，而情境來(lái)源于精心選擇的素材。在選擇素材時(shí)應圍繞測試的目標，同時(shí)應該注意正確的導向和公平性，并能激發(fā)學(xué)生的自主探究意識。
試題的情境熟悉與否，關(guān)系到學(xué)生對試題的理解和解答，所以試題的情境不宜太復雜、太陌生，最好是貼近學(xué)生的學(xué)習和生活。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(kāi)展科學(xué)探究，那么這必將激發(fā)起學(xué)生的探究意識。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，并能養成探究的習慣�？茖W(xué)探究類(lèi)選擇題的素材是很廣泛的，主要的有以下幾類(lèi)：
�。�1）學(xué)生做過(guò)的實(shí)驗。學(xué)生做過(guò)的實(shí)驗，包括教材上的學(xué)生實(shí)驗、演示實(shí)驗，還有課外活動(dòng)的探究實(shí)驗，經(jīng)過(guò)改編都可以作為科學(xué)探究選擇題的素材。因為這些實(shí)驗都是科學(xué)探究的成果，反映科學(xué)探究的過(guò)程與方法，容易找到切入口；而且這類(lèi)素材契合學(xué)生的認知水平，適宜開(kāi)發(fā)成科學(xué)探究試題。
例2 在探究溫度對某種植物種子萌發(fā)的影響時(shí)，某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗記錄了以下實(shí)驗數據，
通過(guò)上表數據可以得出的結論是（ ）
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(wú)關(guān)
解析：這道題目的素材是學(xué)生在課程學(xué)習過(guò)程中接觸過(guò)的實(shí)驗，一部分學(xué)生可能做過(guò)。命題者并沒(méi)有要求學(xué)生回憶原來(lái)的實(shí)驗過(guò)程，而是提供了一組實(shí)驗數據，讓學(xué)生通過(guò)分析數據得出結論。
�。�2）自己開(kāi)發(fā)設計的實(shí)驗。根據課程標準和學(xué)生的認知水平，命題者可以自行開(kāi)發(fā)設計實(shí)驗，并獲取實(shí)驗數據。這類(lèi)素材具有很大的靈活性，可以要求學(xué)生回答實(shí)驗要解決的問(wèn)題、實(shí)驗中的變量控制、數據的讀取與分析解釋等。同時(shí)，與學(xué)生做過(guò)的實(shí)驗相比，這類(lèi)實(shí)驗能夠避免學(xué)生的機械記憶。
例3 在甲乙兩個(gè)相同的量筒內各插入一枝大致相同的芹菜，再加水至液面達到10mL的刻度處，接著(zhù)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，結果如下表所示：
根據上述實(shí)驗結果，可以得出的結論是（ ）
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)驗數據的基礎上進(jìn)行分析，題目考查的重點(diǎn)是有限的證據對結論的支持程度，或者說(shuō)根據有限的數據只能得出有限的結論。
�。�3）生活中的現象。關(guān)注身邊的和生活中的現象，開(kāi)展探究活動(dòng)，有利于學(xué)生養成科學(xué)探究的習慣廚房里面的問(wèn)題，動(dòng)物和植物的生長(cháng)，人類(lèi)自身的生長(cháng)與生活，其中都蘊含著(zhù)科學(xué)道理，經(jīng)過(guò)適當處理，都可以開(kāi)發(fā)成試題。當然，選材時(shí)需要注意學(xué)生的認知水平，并注意試題的導向性。
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(shuō)食鹽水比清水更容易讓新鮮的柿子脫澀。為了檢驗這種說(shuō)法，下列4個(gè)實(shí)驗方案中，你應該選擇的方案是（ ）
解析：題意很明確，就是設計對照實(shí)驗，需要學(xué)生找出最佳的實(shí)驗方案，也就是要找出變量控制最嚴格的一個(gè)。這道題目比上一道題目的設計要簡(jiǎn)單一些，考查的側重點(diǎn)主要是控制變量，另外，還考查學(xué)生是否注意到實(shí)驗樣本數量的要求，以盡量減少偶然因素的影響。
�。�4）研究文獻。來(lái)自科學(xué)研究的很多文獻都關(guān)注人口、環(huán)境、資源生物多樣性等問(wèn)題，可以兼顧知識與技能過(guò)程與方法情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)。當然，這些研究文獻所研究的問(wèn)題一般都是比較高深的，這就需要對其進(jìn)行篩選和加工，結合學(xué)生的知識技能與認知水平，抽提出適合的試題情境。
如果涉及的知識超出了學(xué)生的知識范圍，則應該加以說(shuō)明。
例5 1983年到1996年期間，某市幾種主要疾病的死亡人數統計情況如下表所示：
由表中數據可以得出的結論是（ ）
A.心臟病死亡人數逐年上升
B.腦血管病是男性的主要死因
C.每種疾病的死亡人數都是男性高于女性
D.呼吸系統疾病的死亡人數明顯高于心臟病的死亡人數
解析：這道題目的素材來(lái)自于科學(xué)研究文獻，命題者對其進(jìn)行了改編和加工，考查的是根據數據和證據得出結論的能力。
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。這是因為，生物學(xué)的很多原始素材都是很復雜的，涉及的因素很多，如果直接呈現給學(xué)生，可能會(huì )增加學(xué)生的閱讀負擔、理解難度和無(wú)關(guān)干擾，這就需要將原始素材進(jìn)行加工，盡量剝離無(wú)關(guān)因素，以及有可能對學(xué)生產(chǎn)生干擾的影響因素。
�。�2）設問(wèn)的技術(shù)。有了合適的試題情境，下一步就是要考慮如何設問(wèn)，這包括選擇題的題干和選項設置根據考查的目標——問(wèn)題、證據、數據分析、得出結論，可以采用不同的設問(wèn)形式。題干的語(yǔ)言應該簡(jiǎn)明扼要，呈現形式可以是文字或圖文并茂等；選項的設置要考慮錯誤選項的科學(xué)性，盡量不要出現“以上都有可能”“無(wú)法確定等選項”。
�。�3）試題的打磨。試題初步成型之后，還要進(jìn)一步打磨。如果是大規模的測試，最好在正式測試前組織預試，根據預試結果對試題進(jìn)行修改，包括對題干和選項的文字描述圖表、內容與形式、選項設置與排列等。
3.如何考查科學(xué)探究
科學(xué)探究包括提出問(wèn)題和假設、設計方案搜集證據、對數據進(jìn)行分析處理、根據證據作出解釋、對探究結果進(jìn)行評價(jià)等多個(gè)環(huán)節。在紙筆測驗，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(guò)程，但是對于其中的一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節進(jìn)行考查，卻是可行的。
�。�1）考查學(xué)生提出問(wèn)題的能力�？茖W(xué)探究始于問(wèn)題。面對現實(shí)情境，學(xué)生可以提出很多問(wèn)題。在題目設計上，可以讓學(xué)生辨別哪些問(wèn)題是可以通過(guò)科學(xué)探究來(lái)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(wèn)題。
例6 取紅、藍、銀灰、黑四色相同材質(zhì)和規格的塑料薄膜，在每天的9：00～16：00分別罩在相同數量、長(cháng)勢基本相同的番茄幼苗上方。一段時(shí)間后，測量這些番茄幼苗的高度和葉子大小。這項活動(dòng)要探究的問(wèn)題是（ ）
A.番茄幼苗在每天不同時(shí)間的生長(cháng)情況
B.塑料薄膜對番茄幼苗生長(cháng)的影響
C.塑料薄膜的顏色對番茄幼苗生長(cháng)的影響
D.番茄的生長(cháng)速度
解析：這道題目來(lái)源于研究文獻，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(wèn)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)驗設計與變量控制。同時(shí)，學(xué)生需要考慮如果要探究每個(gè)選項中的問(wèn)題，在實(shí)驗設計上應該如何考慮。學(xué)生只有經(jīng)過(guò)綜合分析，才可以判斷出正確選項。
�。�2）考查學(xué)生控制變量。設計對照實(shí)驗的能力、科學(xué)實(shí)驗能力是科學(xué)探究能力的重要方面，但是對于科學(xué)實(shí)驗能力的考查，不能僅僅局限于具體的儀器選擇操作步驟和數據讀取，重點(diǎn)應該是實(shí)驗方案的設計與實(shí)施。設計實(shí)驗方案獲取數據，是科學(xué)探究的重要方面。由于生命現象的復雜性，生物學(xué)實(shí)驗絕大部分都是需要控制變量的對照實(shí)驗。在題目設計上，可以考查學(xué)生是否理解控制變量的內涵，具體來(lái)說(shuō)，找出什么樣的實(shí)驗設計是相對來(lái)說(shuō)控制最嚴格的。
例7 市場(chǎng)上的防曬霜都宣稱(chēng)可以防曬。暑假期間，一群中學(xué)生外出徒步旅游，準備利用此機會(huì )做一個(gè)關(guān)于防曬霜的實(shí)驗，看它是否有效。實(shí)驗方案如下表：
你認為誰(shuí)的實(shí)驗方案更好（ ）
A.小明B.小英C.小軍D.小紅
解析：這道題目來(lái)源于日常生活，所涉及的探究活動(dòng)，其問(wèn)題是已知的，需要學(xué)生找出最佳的實(shí)驗方案，也就是要找出變量控制最嚴格的一個(gè)。實(shí)驗對象的同質(zhì)性越強，實(shí)驗設計越合理；無(wú)關(guān)變量控制越嚴格，實(shí)驗設計越科學(xué)。
�。�3）考查學(xué)生根據證據得出結論的能力。做完實(shí)驗、獲取數據之后，就需要對數據或現象作出解釋?zhuān)贸鼋Y論。證據和結論之間有制約關(guān)系，有多少證據，就只能相應地得出多少結論。要想得到更多的結論，就需要更多的證據。在題目設計上，可以給出實(shí)驗數據或者實(shí)驗現象，讓學(xué)生根據這些證據得出結論。
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)驗說(shuō)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)驗是學(xué)生見(jiàn)過(guò)的。從選項設計上看，這道題目是要考查學(xué)生根據實(shí)驗證據得出結論的能力，而不是單純地考查知識。上面這個(gè)實(shí)驗，只能得出一個(gè)有限的結論，如果要想得到更多的結論，就需要做更多的實(shí)驗，才能得到更多的證據。如果在設計選項時(shí)，每個(gè)選項只涉及一種物質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等），那么這道題就變成純粹考知識的題目了。
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