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生物高考试题对创造力考查初探
来源: 查字典生物网| 2017-07-06 发表| 42 人浏览| 教学分类:课外图库

生物图库

布鲁姆教育目标分类理论把认知过程从低级到高级分为6个层次:记忆、了解、应用、分析、评价、创造。这给教育考试提供了有用的标准。其中“创造”是指将不同的要素整合到一起,形成一致的或有功能的整体,包含“假设、设计、建构”三个子类型。创造力是创造活动中表现出来的一种智力品质,具有独创性、新颖性、流畅性、灵活性等特征,这些特征是可以考查的。近年来,生物高考试题在一定程度上体现出对学生创造力的考查,发挥了考试良好的导向作用。

1对创造过程的考查

在“创造”认知过程中,“假设”是根据要求形成解决问题的假定性说明;“设计”是制定解决问题的具体方案或方法步骤;“建构”是实施解决问题的方案,或产生某种新成果。“创造”的这三个子类型与高中新课程标准中科学探究能力目标是一致的。因此,生物高考试题对创造力的考查主要体现在对实验与探究能力、综合运用能力考查上。

1.1对“假设”的考查

“假设”是创造的先导,是对不同来源的要素进行预见性、创造性的思考,为“设计”“建构”过程奠定必要的基础。“假设”的内容具有多样性,比如对问题的成因进行猜想,对可能出现的实验结果或结论进行预测,对解决问题的方向和方式进行推测等。考查“假设”的试题要求学生根据对问题的描述和理解,提出假设或者判断假设的合理性。

【例1】(2014·四川卷)有机农药苯磺隆是一种除草剂,长期使用会污染环境。研究发现,苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分离降解苯磺隆的菌株和探索其降解机制的实验过程如图1甲、乙所示。

(1)微生物生长繁殖所需的主要营养物质有碳源、水、四类,该实验所用的选择培养基只能以苯磺隆作为唯一碳源,其原因是。

(2)与微生物培养基相比,植物组织培养的培养基常需添加生长素和,这些植物激素一般需要事先单独配制成保存备用。

(3)纯化菌株时,通常使用的划线工具是

。划线的某个平板培养后,第一划线区域的划线上都不间断地长满了菌,第二划线区域所划的第一条线上无菌落,其他划线上有菌落。造成划线无菌落可能的操作失误有。

(4)为探究苯磺隆的降解机制,将该菌种的培养液过滤离心,取上清液做图1乙所示实验。该实验的假设是,该实验设计是否合理?为什么?。

本题第(4)小题体现了对“假设”的考查,要求考生针对所要解决的问题“苯磺隆的降解机制”,并根据甲、乙实验以及蛋白酶的作用等要素,提出假设:目的菌株通过分泌蛋白酶来降解苯磺隆。本小题还考查了创造过程的“设计”子类型。

1.2对“设计”的考查

“设计”是一种有目的、有意识的创造性活动,是在“假设”的基础上制定解决问题的思路、方案、操作步骤等的具体过程。“设计”要凸显出如何将不同的要素组合,以产生出新的结果或结论。考查“设计”的试题多数是要求学生拟定简要的设计思路、方案、操作步骤。

【例2】(2015·福建卷)为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂,某科研小组开展了可可碱对鬼针草根尖细胞的有丝分裂和种子萌发影响的实验研究,结果如表1。请回答:

(1)本实验需要制作根尖细胞有丝分裂装片,制片过程中根尖解离需要用到的试剂是。图2为显微镜下观察到的部分细胞图像,箭头所指的细胞处于分裂期的期。

(2)实验结果显示,与对照组相比,当可可碱浓度到达1.0mmol·L-1时,在分裂期的细胞中,后期和末期的细胞数目相对。产生这种结果的原因可能是,导致染色体无法移向细胞两极。

(3)实验结果表明,随着可可碱浓度的升高,种子发芽率。为探究可可碱影响种子发芽率的可能原因,某同学提出假设:可可碱会降低种子中赤霉素的水平。现欲通过实验检验上述假设,请写出实验设计的基本思路:。

本题第(3)小题体现了对“设计”的考查,要求考生对“可可碱会降低种子中赤霉素的水平”的假设进行检验,拟出实验设计的思路。该小题“设计”的关键在于将不同的要素进行“量化”,即确定自变量“不同浓度的可可碱”,确定因变量“各组种子中赤霉素的含量”,分析自变量和因变量二者之间的关系。考查“设计思路”的试题能在有限的时间和空间中,检测考生如何将不同要素进行组合,不失为考查创造力的一种较好题型。

1.3对“建构”的考查

在“建构”认知过程中,学生应该能运用各种技能实施解决问题的方案,收集证据,预测结果,推出结论。考查“建构”的试题,重点考查考生如何运用各种技能,对“假设”进行检验,对“设计”进行实施,或者解决问题。

【例3】(2012·福建卷)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。

(1)查询资料得知,18℃时,在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图3。由图可知,在各自最适pH下,三种蛋白酶催化效率最高的是。

(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15~18℃之间,学习小组假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在15~18℃之间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度,探究三种酶的最适温度。

①探究试验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是,可用试剂鉴定。

②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的

pH应分别控制在。

③为了控制试验温度,装有酶和底物的试管应置于中以保持恒温。单位时间内可以表示蛋白酶催化效率高低。

?④实验结果如图4,据此能否确认该假设成立?。理由是:。

本题第(2)小题④体现了对“建构”的考查,由图4可以看出,当温度从15~18℃变化过程中,随着温度的升高,蛋白酶的活性一直在增强,没有出现下降的拐点。因此,不能据此确认“大菱鲆蛋白酶的最适温度在15~18℃之间”的假设成立。

2对创造力特征的考查

创造力是指根据一定目的,运用已有知识,产生出某种新颖、独特、有社会或个人价值的产品的能力。高中学生的创造力在更普遍的意义上是“类创造”,它注重的是对于个体而言。创造力考查的目的是为了鉴别学生创造力的高低,鉴别学生在假设、设计和建构过程中表现出的独创性(或新颖性)、流畅性和灵活性,选拔和培养具有创新精神的学生。

2.1对独创性(或新颖性)的考查

创造力的独创性特征是指对事物或解决问题的方法能表现出自己独特的见解,而新颖性特征侧重于见解新颖。高考试题对独创性很少考查,而对新颖性考查较多。这类试题情境完全是新颖的,方法也是全新的,但所涉及的生物学知识是学生熟悉的。学生要在新情境中独立地进行创造性思维,寻找出解决新问题的新途径,得出合理可行的答案。

【例4】(2012·全国新课标卷)某草原上生活着鹿、兔、狼和狐等生物,雄鹿有角,雌鹿无角,通常情况下这种鹿的雌雄个体分群活动(生殖季节除外),有人提出“鹿角效应”假说解释这种同性聚群现象,即一群形态相同的食草动物能迷惑捕食者,降低被捕食的风险。回答下列问题:

(1)该草原上的雌鹿群和雄鹿群属于(填“不同”或“同一”)种群。

(2)草、鹿、兔、狼、狐和土壤中的微生物共同形成一个(填“种群”、“群落”或“生态系统”)。

(3)为探究“鹿角效应”假说是否成立,某同学用狗(能将抛入流水池中的漂浮物叼回来)、项圈和棍棒做了如下3组实验:甲组同时向流水池中抛出2个相同的项圈,乙组同时抛出2个相同的棍棒,丙组则同时抛出1个项圈和1个棍棒。记录每次抛出后狗叼回第一个漂浮物的时间。若丙组平均时间(填“大于”、“等于”或“小于”)其他两组,则实验结果支持该假说。测试时间要求甲、乙、丙三组抛出项圈或棍棒的距离(填“相同”或“不同”)。本实验中项圈或棍棒相当于草原上的。

本题设计独特,情境十分新颖,没有常见的解题模式可以套用。题目以种内、种间关系为知识背景,以“同性聚群现象”为问题情境,提出“鹿角效应”假说,并设计了探究实验。要求学生根据假说和设计实验进行“建构”,以达到解决新问题的目的。本题的问题新,解决问题的假说新,确定假说的实验新,是一道考查创造力新颖性的好试题。

2.2对流畅性的考查

创造力的流畅性特征是指单位时间内反应观念的数量,即面对要解决的新问题能迅速产生出多种“假设”,或“设计”出多种方案,或用多种技能进行“建构”,预期多种可能的结果。对于某一问题越是能产生多的答案,在这些答案中具有“新颖性”答案的可能性就会越大,因此,高考试题将流畅性作为创造力的一个重要特征来考查。

【例5】(2013·全国新课标卷Ⅱ)已知果蝇长翅和小翅、红眼和棕眼各为一对相对性状,分别受一对等位基因控制,且两对等位基因位于不同的染色体上。为了确定这两对相对性状的显隐性关系,以及控制它们的等位基因是位于常染色体上,还是位于X染色体上(表现为伴性遗传),某同学让一只雌性长翅红眼果蝇与一只雄性长翅棕眼果蝇杂交,发现子一代中表现型及其分离比为长翅红眼∶长翅棕眼∶小翅红眼∶小翅棕眼=3∶3∶1∶1。回答下列问题:

(1)在确定性状显隐性关系及相应基因位于何种染色体上时,该同学分别分析翅长和眼色这两对性状的杂交结果,再综合得出结论。这种做法所依据的遗传学定律是。

(2)通过上述分析,可对两对相对性状的显隐性关系及其等位基因是位于常染色体上,还是位于X染色体上做出多种合理的假设,其中的两种假设分别是:翅长基因位于常染色体上,眼色基因位于X染色体上,棕眼对红眼为显性;翅长基因和眼色基因都位于常染色体上,棕眼对红眼为显性。那么,除了这两种假设外,这样的假设还有种。

(3)如果“翅长基因位于常染色体上,眼色基因位于X染色体上,棕眼对红眼为显性”的假设成立,则理论上,子一代长翅红眼果蝇中雌性个体所占比例为,子一代小翅红眼果蝇中雄性个体所占比例为。

本题的问题情境是:“果蝇两对相对性状的显隐性关系及其等位基因是位于常染色体上,还是位于X染色体上”。第(3)小题要求学生提出解决问题的多种合理的假设,考虑到控制试题的难度,试题先列出两种假设,要求学生思考还有其他哪些假设,写出假设的数量,对学生创造力的流畅性进行考查。

2.3对灵活性的考查

创造力的灵活性是指在创造过程中当问题的条件与情况发生变化时,能及时改变先前的思维过程,寻找解决问题的新方法。它表现在善于从不同角度、不同方向来思考问题,能用多种方法解决问题。考查创造力灵活性的试题往往设置较为复杂的问题情境,要求学生根据问题条件的变化,能够随机应变,将问题灵活转换成另一种形式,将不同的要素灵活组合成新的整体。

【例6】(2013·全国新课标卷I)一对相对性状可受多对等位基因控制,如某植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系,且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时,偶然发现了1株白花植株,将其自交,后代均表现为白花。回答下列问题:

(1)假设上述植物花的紫色(显性)和白色(隐性)这对相对性状受8对等位基因控制,显性基因分别用A、B、C、D、E、F、G、H表示,则紫花品系的基因型为;上述5个白花品系之一的基因型可能为(写出其中一种基因型即可)。

(2)假设该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异,若要通过杂交实验来确定该白花植株是一个新等位基因突变造成的,还是属于上述5个白花品系中的一个,则:

①该实验的思路。

②预期的实验结果及结论。

本题情境较为复杂,侧重考查创造力的灵活性,需要学生将已学过的知识和技能迁移到新的情境,解决新的问题。其中第(2)小题考查学生能否根据问题条件,灵活设计出实验的思路,并预期实验的结果及结论。要解决的问题是:偶然发现1株白花植株是一个新等位基因突变造成的,还是属于上述5个白花品系中的一个?问题条件有:紫色与白色这对相对性状受8对等位基因控制;5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异;该白花植株与紫花品系也只有一对等位基因存在差异。学生需要从基因突变和等位基因分离两个角度灵活“设计”实验思路,“建构”实验结果和结论。

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