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原创生物试题的命制步骤与要点

[日期:2016-01-17] 来源:教学月刊·中学版(教学参考) 2015年12期  作者:张伟 [字体: ]
  课堂教学一直是新课改研究的重点,如何提高课堂教学的实效,如何实现课堂教学效率和教学效益的和谐统一,一直是研究的热点。试卷对课堂教学的导向作用毋庸置疑,笔者认为,通过命制高质量的原创试题导向课堂教学不失为一条有效的途径。
  通过命制原创试题,使教师意识到课堂教学效率提高的重要性、精心选择试题的重要性,知识讲解到位的重要性;使学生意识到试题贵在精而不在多,意识到知识理解和运用的重要性,而不是简单的熟能生巧。同时,优质的原创试题能激发学生的学习兴趣,提高学习效率,从而真正减轻学生的课业负担。
  一、原创试题命制的一般步骤
  原创试题的命制,首先是选取优秀的素材,一位教师根据素材进行试题的初步命制,然后多位教师对试题进行集体打磨,包括试题用词有无歧义、设问是否精当、考查是否全面等,然后请一位教师或同学独立完成试题并对试题提出意见,教师再推敲,最后试题成型,如图1。
  二、原创试题的命制要点
  (一)注重过程与方法
  原创试题的命制应突出知识的理解,注重过程和方法的考查,应避免纯粹记忆的知识直接呈现,从而引领学生灵活地理解和运用知识,促进学生的有意义学习,引领教师注重知识获得过程的讲解,注重科学方法的讲述,从而进一步提高课堂效率。
  例1 关于生态系统能量流动的相关叙述,正确的是(C)
  A. 用于生长发育和繁殖的能量最终传给分解者
  B. 摄入后能量便进入某一营养级
  C. 部分生态系统能量传递效率可能超过20%
  D. 稻田灭虫的目的是为了实现能量的多级利用
  例2 取两只大小相同的锥形瓶编号A、B,分别注入等量的葡萄糖溶液,灭菌处理并冷却后,向A锥形瓶内加入一定量的酿酶,向B锥形瓶内加入适量的活酵母菌,然后经密闭处理,在相同且适宜的条件下放置至发酵完成,下列相关叙述错误的是(B)
  A. A锥形瓶内产生的酒精多于B锥形瓶
  B. A、B锥形瓶内均有ATP生成
  C. A锥形瓶内产生的酒精纯度高于B锥形瓶
  D. A、B锥形瓶的温度均略有上升
  仅凭单纯的知识记忆,例1学生容易误选A,而正确解答该题的关键是建立在对能量流动过程深刻理解基础之上的,即理解摄入量和粪便量的关系,调整能量流动方向和能量多级利用的不同等。例2的解答需要掌握细胞呼吸的过程,运用科学的方法去分析,酿酶由于直接与底物接触,所以分解葡萄糖速度快,同时缺乏ADP和Pi,如果只是死记硬背细胞呼吸知识或没有科学分析方法,该题是无从下手的。
  (二)突出实验与探究能力
  实验能力和科学探究能力是生物科学素养的重要方面,在课堂教学中,不仅要使学生掌握知识的本身,更要让学生体验科学研究的过程和掌握科学的实验方法,因此,原创试题设计时应突出实验与探究能力的考查,使学生体验探究的方式,并形成探究的思维方法。
  例3 虾青素是一种天然次生类胡萝卜素,广泛应用于食品、饲料、化妆品和医药等领域,雨生红球藻是目前已知虾青素含量最高的生物,科研人员研究不同光照强度对雨生红球藻细胞生长和虾青素积累的影响,为进一步研究雨生红球藻大规模培养及获得虾青素提供依据。实验过程如下:
  ①雨生红球藻培养:接种于培养基中,置于光照强度分别为40、120、160、 200、240 μmol/m2·s的光照培养箱中静置培养,光暗比为12∶12,每天摇瓶3~4次。
  ②测定细胞干重和虾青素含量。结果如图2和表1。
  请回答:
  (1)培养雨生红球藻的过程中,每天摇瓶3~4次,使_______,在静置培养过程中,锥形瓶中会出现很多极小的气泡,这些气泡主要是_______。
  (2)测定虾青素含量前,需要提取虾青素。提取的方法是:取藻液离心后弃上清液,加入5% KOH和30%甲醇破坏_______,收集沉淀,向离心管中加入含少量醋酸的DMSO,破坏_______,离心后取上清液。反复多次至藻体发白后计算虾青素浓度。
  (3)由图可知,在光照强度_______μmol/m2·s以下时,雨生红球藻最大生长速率随光照强度的升高而增大,在240μmol/m2·s的光照强度下,第8~10天,白天光合作用消耗的二氧化碳_______(填大于、小于或等于)呼吸作用释放的二氧化碳。
  (4)高光照强度促进雨生红球藻积累虾青素的可能机制是高光照强度会导致雨生红球藻光合效率和氮代谢效率大幅下降,请解释240μmol/m2·s的光照强度下单个细胞中虾青素含量最高的原因_______,为获得更多的虾青素,应将光强调节到_______μmol/m2·s。
  参考答案:(1)藻类分布均匀_______氧气;(2)叶绿素_______细胞膜;(3)80_______大于;(4)在高光强下,雨生红球藻为保证生存,细胞内合成并积累虾青素,有利于光能的吸收,从而提高光合效率_______200。
  例3以虾青素为背景,涉及考查色素的提取与分离的相关知识,源于课本又略高于课本,考查了实验数据的分析能力、表格的解读能力以及实验的探究能力,这就要求在平时的实验教学中不能就课本实验而实验,应注意实验的拓展,注重学生探究能力的培养,该原创题能起到很好的引领教学作用。
  (三)关注现实生活与社会热点
  原创试题的命制要贴近生活实际,要注重考查学生运用所学知识解决生产和生活实际问题的能力,命题的素材要来自生活,要设法在知识与现实生活之间建立联系,通过试题使课堂教学注重联系生活,从而提高学生热爱生活的品质。要引导学生关注社会上与生物相关的热点问题,关注一些生物新技术和新成就,试题命制要体现出时代特色。
  例4 医学上将海拔高度在2500米以上的地域称为高原,人快速进入高原后易出现各种高原反应,如睡眠呼吸紊乱,其中周期性呼吸是常见的睡眠呼吸紊乱形式之一,表现为呼吸加强加快与减弱减慢交替出现,其与急慢性高原病的发生发展有很大的关联,高海拔引起的周期性呼吸示意图如图3所示,请回答:
  (1)人体细胞中消耗O2的场所为_______,人在低氧环境中细胞会通过无氧呼吸产生_______(物质)。
  (2)中枢神经适应后会促使过度通气,其呼吸中枢位于_______,反射弧为_______,当兴奋传导至传出神经末梢时发生的信号变化是_______。
  (3)研究发现,在高原低氧刺激下,血浆肾上腺素升高,促使机体加快氧气的摄入,其调节的特点为_______,具有_______调节机制。
  (4)严重缺氧会引起脑细胞能量不足,导致离子泵功能减弱,钠在细胞内潴留而发生脑水肿,脑水肿患者同时还会并发呼吸性碱中毒导致呼吸暂停,请分析其原因:_______。
  参考答案: (1)线粒体内膜 乳酸和ATP;(2)脑干 感受器→传入神经→呼吸中枢→传出神经→呼吸肌 电信号变为化学信号;(3)微量和高效、通过体液运输、作用于靶器官、靶细胞 反馈调节;(4)严重缺氧导致通气加快,导致CO2含量降低,碳酸减少,从而出现呼吸性碱中毒导致呼吸暂停。
  例4以高原反应这一生活实际为背景,考查细胞呼吸、神经调节的相关知识,与生活紧密联系。周期性呼吸是研究高原反应的一个热点问题,通过原创试题使学生在增长知识的同时,也了解了高原反应与细胞周期性呼吸的实质性关系问题,培养了学生的分析能力,一举多得,同时还扩展了细胞呼吸和神经调节课堂教学的知识面。
  (四)挖掘身边的科学(STS)
  课堂教学中要不断渗透最新的科技成果,这样既能体现生物的学习价值,又能激发学生的学习热情,同时还能激发学生的民族自豪感,培养学生踏踏实实的求学精神。原创试题命题时可从大学教材或最新期刊中寻找素材,从而引领课堂教学。
  例5 内皮素是目前已知的作用最强的血管活性肽,通过与靶细胞膜上受体结合发挥效应,在心血管疾病、肿瘤等众多疾病中扮演重要角色。抑制受体是治疗该类疾病的有效手段,ETA是内皮素作用的主要受体,SNAP与受体融合后可进行荧光标记进而定位目标蛋白,科研人员通过构建表达载体,并实现在细胞中高效表达,为内皮素受体拮抗剂筛选系统的建立奠定基础。过程如图4所示,请分析回答:
  (1)步骤①中所用到的酶主要为_______,与翻译相比,特有的碱基配对方式为_______。
  (2)步骤②所用的技术中设计引物很关键,科研人员在其中一条引物的一端加上CTCGAG序列,目的是_______,至少经过_______次循环,得到ETADNA。
  (3)步骤③使用双酶切的优点是_______。
  (4)步骤④中如果目的基因的插入破坏了新霉素抗性基因,可用添加了_______的培养基筛选获得重组质粒的细胞,SNAP基因与ETA基因结合的意义是_______。
  (5)该实验的成功为内皮素受体拮抗剂筛选系统的建立奠定基础,目前,内皮素受体拮抗剂马西替胆等已经上市,其在肺动脉高压治疗中表现出良好的临床疗效,请尝试解释马西替胆的作用机理:_______。
  参考答案:(1)逆转录酶 A-T;(2)有利于限制酶酶切 3;(3) 避免质粒和目的基因自身环化(或任意连接);(4)新霉素 可检测ETA基因是否表达以及表达量的多少;(5)马西替胆(与受体结合)使内皮素无法与受体结合,内皮素无法发挥应有效应,从而达到治疗疾病的目的。
  例5以内皮素受体拮抗剂筛选系统的建立这一科学技术为背景,考查基因工程的相关知识,通过该题使学生对运用科学技术成果治疗高血压等疾病有了一定的认识,同时也使学生的情感、态度与价值观得到升华。
  每位教师都要重视原创试题的命制,通过原创试题打破题海战术,减轻学生的学业负担,提升教师的专业水平,通过原创试题引领课堂,使课堂走向高效。
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