以“生物科学素养”立意命题引导初中生物学教学

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  摘 要:通过对2016、2017年沧州市初中生物毕业升学考试试卷中的知识分布、命题特点进行分析,引导初中生物教师在教学中注重提高学生的生物科学素养,注重还原生物学科原本的教学过程。即“学生主动地参与学习过程,在亲历探究过程中发现规律和习得生物学知识,并养成科学思维的习惯,形成正确的生命观念,最终形成终生学习的能力。”
  关键词:中考生物;试题分析;生物科学素养;教学建议
  中图分类号:G633.91 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2018)11-0022-05
  新课标将提高生物科学素养作为课程的主要目标和基本理念,并指出“生物科学素养就是指参加社会生活、经济生活、生产实践和个人决策所需要的生物科学概念和科学探究能力。包括理解科学、技术和社会的相互关系,理解科学的本质,以及形成科学的态度和价值观”。以沧州市2016、2017年初中生物毕业升学考试为例,谈谈如何以“生物科学素养”立意命制试题,并为初中生物教师的教学实践和考试命题提供借鉴和指导。
  一、试卷的基本概况
  两年沧州市初中毕业生升学文化课考试——生物试卷试题,体现了课标的理念和《沧州市初中生物毕业升学考试说明》的指导思想。同时考试内容在保持稳定的基础上更加突出了生命科学的本质,并以“生物科学素养”为立意命题,更贴近学生生活,还突出考查了学生生物学重要概念的掌握和运用生物学知识解决实际问题的能力。
  试卷包括两部分:选择题,共15道小题,分值为30分;非选择题,共3道题,分值为20分。全卷共18道题,分值为50分。两年试题在课标的九个一级主题中的分布合理,并且在分布均衡稳定的前提下,更突出了跟学生密切相关模块的考查。
  试题难度相对稳定,预估难度0.70,实测难度2016年为0.41,2017年为0.36,具有一定的选拔性。
  二、试题特点分析
  (一)重视重要概念、突出主干知识
  课标在评价建议中明确指出“生物学基础知识是生物科学素养的重要组成部分。”“在编制纸笔测验试题时,应体现课程目标和课程内容的要求。在具体操作中,要重视考核核心的、具有良好结构的知识,而不是枝节的、零散的知识;要重视考核学生对生物学概念、原理的理解和应用以及分析、综合等思维能力。”因此沧州市中考试题特别突出对重要概念、主干知识的考查,削弱对枝节的、零散的知识的考查。在课标要求的50个生物学重要概念中,试题涵盖30多个。并且通过概念图等形式直观形象的表达知识结构,考查学生的思维过程和将相关概念迁移的能力。
  【例1】(2016年沧州生物中考3题)“麻屋子红帐子,里面住着白胖子”说的是花生的果实,结合下面的概念图分析,下列叙述正确的是
  A.“麻屋子”指的是①
  B.“红帐子”指的是果皮
  C.“白胖子”指的是②中的胚
  D.花生的果实属于组织
  本题以耳熟能详的小谜语为情境,用概念图的形式呈现出“绿色植物开花与结果的过程”。回答此题需要学生了解果实发育过程中子房与果实各部分结构的对应关系和其在生物体中的结构层次,可谓是小处着手大处着眼,不仅考查了重要概念和学生的思维过程。还考查了学生鉴别错误概念的能力,特别是一些现实生活中口口相传的错误概念。
  【例2】 (2017年沧州生物中考1题)右图为人的细胞结构模式图,以下叙述正确的是
  A.该图可以表示人的成熟红细胞
  B.①中含有染色體,染色体由DNA和蛋白质组成
  C.结构④具有支持和保护的作用
  D.洋葱根尖细胞比该细胞多出的结构是细胞壁、液泡和叶绿体
  本题考查的是“细胞是生物体结构和功能的基本单位”这一重要概念下的动植物细胞的结构和功能,红细胞的组成、染色体的组成。其中正确答案是B,细胞核中有染色体,染色体由DNA和蛋白质组成。有46.65 %的考生选对,掌握了这一重要概念。但另外有28.33%的考生错选了C是因为这部分考生对动植物细胞的区别基本概念不清。错选D的同学占21.18%,这个选项看似容易,但除了考查动植物细胞的区别外,还有隐含信息即虽然洋葱根尖细胞是植物细胞但是没有叶绿体,这也需要学生有一个思维的过程。
  (二)重视科学探究,引导学生“做实验”
  科学探究能力也是生物科学素养的重要组成部分。科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。并且科学探究还需要利用多种方式如文字、图表等方式来呈现证据和数据。2016年、2017年中考试题比较注重科学探究,设计的科学探究题也贴近学生的生活,学生容易入手,但是如果想回答正确,除了需要对重要概念有透彻的理解之外,还更需要踏踏实实“做过实验”。
  【例3】(2016年沧州生物中考6题)在探究“食物在口腔内的消化”时,先向试管中加入适量的馒头碎屑,然后按照下表的设计进行实验。下列分析正确的是
  A.试管①和试管④可作为对照
  B.滴加碘液后不变蓝的是试管②
  C.试管②和试管③可以证明温度影响馒头的消化
  D.实验证明,部分淀粉在口腔内被分解为葡萄糖
  本题源于教材上的“探究食物在口腔内的消化”对照实验,但命题者剔除了关于实验的冗长数据和对实验过程描述,而用简洁的数据图表说明了淀粉在不同条件下的变化,考查了学生的探究能力和对淀粉在口腔中消化过程的思考力。此题看似简单,但不是背下来实验结果就能得分的。②号试管是在已加有2mL唾液的试管中加入馒头碎屑并放在适宜的温度37℃的条件下进行实验的,结果是淀粉会发生分解,因为没有淀粉所以加碘液不会变蓝。因此B选项是正确的。此题的正答率只有44.2%。有40.2%的考生错选了D,源于对“淀粉在口腔中被分解成麦芽糖,在小肠里才能被彻底分解成葡萄糖”的概念认识不清。也跟没有做过实验有直接关系。试卷中类似的题还有2017年试题中的17题。   【例4】(2017年沧州生物中考17题)某学习小组为探究植物的生理活动,设计了下图的实验装置。请据图回答下列问题:
  (1)将该装置进行暗处理后,放在光下一段时间,摘取A、B叶片作脱色处理,滴加碘液后,变蓝的是 叶片,说明该叶片中产生了 。用甲、乙装置作对照,可以证明 是光合作用的原料。
  (2)在实验过程中,甲、乙钟罩内壁出现的水珠,主要是通过叶表皮的 散失出来的水蒸气凝结而成的,此生理过程叫做____________。
  (3)若将乙装置中的NaOH溶液换成等量的澄清石灰水,并改用不透明钟罩,该实验设计能够证明______。
  A.植物进行光合作用释放二氧化碳
  B.植物进行光合作用释放氧气
  C.植物进行呼吸作用释放二氧化碳
  D.植物进行呼吸作用释放氧气
  本题考查了光合作用的原料、产物及应用原理;呼吸作用的产物;对实验变量及对照组的判断;蒸腾作用与气孔的关系及特点。试题具有一定的综合性且所有的点都围绕着实验进行,如此既突出了重要概念的考查,又重视科学实验的操作性。此题满分6分,平均分3分,通过率为46.4%,但此题的0分率高达11.47%,也就是约6000人得0分,这给我们一个警示:生物学是以实验为基础的学科,它的概念和规律是通过实验来完成的。如果离开了实验,学生看似理解了概念,但是很难明白这概念是通过怎样的思考、怎样的实验产生的,因此在思考问题的时候就容易把概念绝对化,即把科学的概念当成死板的文字。所以生物实验要亲自“做”起来,学生做实验的过程和体验都是生物科学素养提高的过程。
  (三)还原生活情境,考查思维能力
  从生活到生物,理解科学、技术与社会的相互关系,是生物科学素养的重要内容。因此2016年、2017年试卷在命制过程中均注重以生活实际为素材,即在真实情境中考查学生运用生物学概念解释生活现象和解决实际问题的能力。
  【例5】 (2016年沧州生物中考17题)小辉早晨着急上学,匆匆忙忙地吃了一块面包,喝了一杯牛奶。请根据小辉的早餐分析回答下列问题:
  (1)从膳食平衡的角度分析,你建议小辉的早餐再增加______。
  A.一杯可乐 B.一根香肠
  C.一块蛋糕 D.一个苹果
  (2)牛奶中的蛋白质在消化道中被分解成_________才能被人体吸收,人体吸收该营养物质的主要器官是________。
  (3)若在尿液中出现蛋白质,可能是肾单位中的_________发生了病变。
  (4)面包在小辉体内的变化如上图所示,据图分析, A代表____系統,在组织细胞中完成b过程的能量转换器是______,调节葡萄糖在体内吸收、利用和转化的激素是__________。
  本题以学生每天司空见惯的早餐为情境,考查了人体需要的主要营养物质;消化的最终产物和吸收部位;营养物质在人体内的运输;细胞呼吸的场所;肾小球的功能;胰岛素的主要功能。试题命制过程中,将这些重要概念生活化,并按一定的逻辑关系将它们串成一个从易到难的逻辑链,其中第(1)(2)小题考查消化系统的事实性知识,从第(3)小题开始出现思维的内容,设置问题,通过蛋白尿的现象,让学生思考原因;到第(4)题就以一块面包在体内的变化为问题情境,考查了一块馒头中所含的营养、吸收到体内并进行运输的过程以及在细胞中通过呼吸作用分解的过程,和内分泌系统参与的对生命活动进行调节的过程,但其主要考查的是学生的思维能力。
  与此题相类似的2017年沧州中考试题为第18题。以生活中常见的腰痛乏力、腿部浮肿去医院检查为情境,考查了血细胞的功能及数量异常病症;蛋白质消化的场所及最终消化产物;肾小球的功能。
  【例6】 (2017年沧州生物中考18题)李阿姨最近腰痛乏力,腿部浮肿,到医院检查发现尿液中含有蛋白质,进一步做了血常规化验,结果如下表。请分析回答:
  (1)李阿姨的尿液中含有蛋白质,可能是上图中的________所代表的结构发生了病变,影响了该结构的________作用。
  (2)分析血常规化验结果,数量明显偏高的血细胞是___,该细胞在人体中的作用是____。
  A.运输氧气 B.运载血细胞
  C.止血和加速凝血 D.防御和保护机体
  (3) 李阿姨的红细胞和血红蛋白数量偏低,可能患有________,李阿姨在饮食中增加了含铁和蛋白质丰富的食物。食物中的蛋白质进入消化系道后,在______中被初步分解,最终在小肠内分解成_________,吸收进入血液。
  (四)渗透社会责任,考查生命观念
  此外试题还重视对社会责任和生命观念的考查。多数试题都以生活中的问题为材料,考查学生用生物学知识解决实际问题的担当和能力,并对社会热点问题进行讨论和理性分析,达到辨别真伪、宣传健康、关爱生命和环境保护等目的。《普通高中生物课程标准(2017年版)》中提出生物学主要涉及四大生命观念:结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观。2017年沧州生物中考试题突出了对生命观念的考查,旨在引导教师在课堂教学中重视生物观念的教学。
  【例7】 (2017年沧州生物中考15题)下列各项,不符合“生物体的结构与功能相适应”这一生命观念的是
  本题以初中教材中常见的“生物体的结构与功能相适应”的现象作为选项,让学生甄选哪一项的表达不符合生命观念。从表面看这道试题并不难,但是如果不能从生命观念的角度思考,就变成了文字游戏。选项C把“青蛙用肺和皮肤呼吸,是对陆地生活的适应”表达成了“为了适应陆地生活,青蛙用肺和皮肤呼吸”。显然这样的表达是主观的,不符合“结构与功能观”。此题的正答率只有30.82%,选A、B、D的分别占12.03%、36.03%和20.85%,也就是说有2/3的考生不能进行甄别,这也暴露出教师们在教学中对生物观念表达不当和随意性,作为教师应该在教学中准确表达出“结构和功能相适应,是长期进化所形成的,是生物适应环境的体现”。2017年试题中考查“生物体的结构与功能相适应”生命观念的还有1题、10题等;另外14题考查了“进化与适应”的生物学观念,16题考查了“物质与能量”的生物学观念,4题中有“稳态与平衡”观念的渗透。   三、初中生物教学建议
  (一)抓住重要概念
  掌握生物学重要概念是提高生物科学素养的基础。教师在设计和组织每个单元的教学活动时,应该围绕重要概念展开,并依据重要概念设计恰当的教学活动,且所有的教学活动都要促进学生对重要概念的理解和应用。并且教学活动不应仅仅停留在零散的生物学事实,还应通过对事实的抽象概括,建立生物学重要概念,并以此来建构合理的知识框架,进而为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。在教学过程中,教师还必须注意到学生头脑中已有的,特别是一些现实生活中口口相传的错误概念,并在课堂教学活动中帮助学生消除错误概念,建立科学概念。此外重视重要概念的教学,还体现在关注概念之间的联系,构建知识网络上。培养学生构建知识网络的习惯,即让使学生学会把所学的生物学概念、原理、规律、方法等知识按一定的方法和程序构建成知识网络。
  (二)落实实验教学
  落实实验教学,不是教师讲实验或演示实验甚至看视频学习实验,而是真刀真枪做实验。生物学是实验科学,生物学的知识和能力都是在观察和实验的基础上获得的。要加强实验教学,需要特别注重培养学生对单一变量的辨别,以及实验方案的设计、实验步骤的实施和解决问题的能力,这才是生物科学素养的主要部分。并且这些素养不是讲实验就可以得到的,学生必须要亲手做实验,才能充分理解实验过程中各步骤设计的理由,从而规范操作手法,在失败中反思,在意外中收获,在合作中分享与交流。同时教师也可以通过组织学生分组实验,发现自己在实验教学中的问题,并针对各年级学生的动手能力,认真对待课标规定的学生实验,不随意取舍。进而通过每一个实验的积累,使学生逐渐形成良好的实验素质。
  (三)渗透生命观念
  初中生物教学,是学生学习生物学的起始阶段,也是生命教育的起点。在生物教学中渗透结构与功能、物质与能量、进化与适应、稳态与平衡等四大生命观念,可以为学生高中生物的学习打下扎实的基础,也有利于学生理解生命的意义和人生的价值,使他们有能力并自觉地珍爱生命,最终形成有一定责任和担当的社会人。
  参考文献:
  [1]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准(2011年版)[S].北京:北京師范大学出版社,2012.
  [2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.
  [3]沧州市2016年初中生物毕业升学考试说明[M].沧州:沧州市教育局教科所,2016.
  [4]朱正威,赵占良.义务教育教科书生物学[M].北京:人民教育出版社,2012.
  [5]刘植义,付尊英,潘紫千.义务教育教科书生物学[M].石家庄:河北少年儿童出版社,2012.
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