生物高考試題對創(chuàng)造力考查初探

葉建中

摘 要 初步探索生物高考試題如何體現(xiàn)對學(xué)生創(chuàng)造力的考查，一方面可以從創(chuàng)造過程的子類型“假設(shè)、設(shè)計、建構(gòu)”進(jìn)行考查，另一方面可以從創(chuàng)造力的新穎性、流暢性、靈活性特征進(jìn)行考查。

關(guān)鍵詞 生物高考 創(chuàng)造力 考查

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

布魯姆教育目標(biāo)分類理論把認(rèn)知過程從低級到高級分為6個層次：記憶、了解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造。這給教育考試提供了有用的標(biāo)準(zhǔn)。其中“創(chuàng)造”是指將不同的要素整合到一起，形成一致的或有功能的整體，包含“假設(shè)、設(shè)計、建構(gòu)”三個子類型。創(chuàng)造力是創(chuàng)造活動中表現(xiàn)出來的一種智力品質(zhì)，具有獨創(chuàng)性、新穎性、流暢性、靈活性等特征，這些特征是可以考查的。近年來，生物高考試題在一定程度上體現(xiàn)出對學(xué)生創(chuàng)造力的考查，發(fā)揮了考試良好的導(dǎo)向作用。

1 對創(chuàng)造過程的考查

在“創(chuàng)造”認(rèn)知過程中，“假設(shè)”是根據(jù)要求形成解決問題的假定性說明；“設(shè)計”是制定解決問題的具體方案或方法步驟；“建構(gòu)”是實施解決問題的方案，或產(chǎn)生某種新成果?！皠?chuàng)造”的這三個子類型與高中新課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)探究能力目標(biāo)是一致的。因此，生物高考試題對創(chuàng)造力的考查主要體現(xiàn)在對實驗與探究能力、綜合運用能力考查上。

1.1 對“假設(shè)”的考查

“假設(shè)”是創(chuàng)造的先導(dǎo)，是對不同來源的要素進(jìn)行預(yù)見性、創(chuàng)造性的思考，為“設(shè)計”“建構(gòu)”過程奠定必要的基礎(chǔ)?！凹僭O(shè)”的內(nèi)容具有多樣性，比如對問題的成因進(jìn)行猜想，對可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果或結(jié)論進(jìn)行預(yù)測，對解決問題的方向和方式進(jìn)行推測等?？疾椤凹僭O(shè)”的試題要求學(xué)生根據(jù)對問題的描述和理解，提出假設(shè)或者判斷假設(shè)的合理性。

【例1】 （2014·四川卷）有機農(nóng)藥苯磺隆是一種除草劑，長期使用會污染環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，苯磺隆能被土壤中某些微生物降解。分離降解苯磺隆的菌株和探索其降解機制的實驗過程如圖1甲、乙所示。

（1） 微生物生長繁殖所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)有碳源、水、 四類，該實驗所用的選擇培養(yǎng)基只能以苯磺隆作為唯一碳源，其原因是 。

（2） 與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基常需添加生長素和 ，這些植物激素一般需要事先單獨配制成 保存?zhèn)溆谩?/p>

（3） 純化菌株時，通常使用的劃線工具是

。劃線的某個平板培養(yǎng)后，第一劃線區(qū)域的劃線上都不間斷地長滿了菌，第二劃線區(qū)域所劃的第一條線上無菌落，其他劃線上有菌落。造成劃線無菌落可能的操作失誤有 。

（4） 為探究苯磺隆的降解機制，將該菌種的培養(yǎng)液過濾離心，取上清液做圖1乙所示實驗。該實驗的假設(shè)是 ，該實驗設(shè)計是否合理？為什么？ 。

本題第（4）小題體現(xiàn)了對“假設(shè)”的考查，要求考生針對所要解決的問題“苯磺隆的降解機制”，并根據(jù)甲、乙實驗以及蛋白酶的作用等要素，提出假設(shè)：目的菌株通過分泌蛋白酶來降解苯磺隆。本小題還考查了創(chuàng)造過程的“設(shè)計”子類型。

1.2 對“設(shè)計”的考查

“設(shè)計”是一種有目的、有意識的創(chuàng)造性活動，是在“假設(shè)”的基礎(chǔ)上制定解決問題的思路、方案、操作步驟等的具體過程。“設(shè)計”要凸顯出如何將不同的要素組合，以產(chǎn)生出新的結(jié)果或結(jié)論?？疾椤霸O(shè)計”的試題多數(shù)是要求學(xué)生擬定簡要的設(shè)計思路、方案、操作步驟。

【例2】 （2015·福建卷）為了研究從植物中提取的可可堿是否可以作為除草劑，某科研小組開展了可可堿對鬼針草根尖細(xì)胞的有絲分裂和種子萌發(fā)影響的實驗研究，結(jié)果如表1。請回答：

（1） 本實驗需要制作根尖細(xì)胞有絲分裂裝片，制片過程中根尖解離需要用到的試劑是 。圖2為顯微鏡下觀察到的部分細(xì)胞圖像，箭頭所指的細(xì)胞處于分裂期的 期。

（2） 實驗結(jié)果顯示，與對照組相比，當(dāng)可可堿濃度到達(dá)1.0 mmol·L-1時，在分裂期的細(xì)胞中，后期和末期的細(xì)胞數(shù)目相對 。產(chǎn)生這種結(jié)果的原因可能是 ，導(dǎo)致染色體無法移向細(xì)胞兩極。

（3） 實驗結(jié)果表明，隨著可可堿濃度的升高，種子發(fā)芽率 。為探究可可堿影響種子發(fā)芽率的可能原因，某同學(xué)提出假設(shè)：可可堿會降低種子中赤霉素的水平?，F(xiàn)欲通過實驗檢驗上述假設(shè)，請寫出實驗設(shè)計的基本思路： 。

本題第（3）小題體現(xiàn)了對“設(shè)計”的考查，要求考生對“可可堿會降低種子中赤霉素的水平”的假設(shè)進(jìn)行檢驗，擬出實驗設(shè)計的思路。該小題“設(shè)計”的關(guān)鍵在于將不同的要素進(jìn)行“量化”，即確定自變量“不同濃度的可可堿”，確定因變量“各組種子中赤霉素的含量”，分析自變量和因變量二者之間的關(guān)系?？疾椤霸O(shè)計思路”的試題能在有限的時間和空間中，檢測考生如何將不同要素進(jìn)行組合，不失為考查創(chuàng)造力的一種較好題型。

1.3 對“建構(gòu)”的考查

在“建構(gòu)”認(rèn)知過程中，學(xué)生應(yīng)該能運用各種技能實施解決問題的方案，收集證據(jù)，預(yù)測結(jié)果，推出結(jié)論?？疾椤敖?gòu)”的試題，重點考查考生如何運用各種技能，對“假設(shè)”進(jìn)行檢驗，對“設(shè)計”進(jìn)行實施，或者解決問題。

【例3】 （2012·福建卷）大菱鲆是我國重要的海水經(jīng)濟魚類。研究性學(xué)習(xí)小組嘗試對大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性進(jìn)行研究。

（1） 查詢資料得知，18℃時，在不同pH條件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如圖3。由圖可知，在各自最適pH下，三種蛋白酶催化效率最高的是。

（2） 資料表明大菱鲆人工養(yǎng)殖溫度常年在15～18 ℃之間，學(xué)習(xí)小組假設(shè)：大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15～18℃之間。他們設(shè)置15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的實驗溫度，探究三種酶的最適溫度。

① 探究試驗中以干酪素為底物。干酪素的化學(xué)本質(zhì)是 ，可用 試劑鑒定。

② 胃蛋白酶實驗組和幽門盲囊蛋白酶實驗組的

pH應(yīng)分別控制在 。

③ 為了控制試驗溫度，裝有酶和底物的試管應(yīng)置于 中以保持恒溫。單位時間內(nèi) 可以表示蛋白酶催化效率高低。

④ 實驗結(jié)果如圖4，據(jù)此能否確認(rèn)該假設(shè)成立？ 。理由是： 。

本題第（2）小題④體現(xiàn)了對“建構(gòu)”的考查，由圖4可以看出，當(dāng)溫度從15～18℃變化過程中，隨著溫度的升高，蛋白酶的活性一直在增強，沒有出現(xiàn)下降的拐點。因此，不能據(jù)此確認(rèn)“大菱鲆蛋白酶的最適溫度在15～18℃之間”的假設(shè)成立。

2 對創(chuàng)造力特征的考查

創(chuàng)造力是指根據(jù)一定目的，運用已有知識，產(chǎn)生出某種新穎、獨特、有社會或個人價值的產(chǎn)品的能力。高中學(xué)生的創(chuàng)造力在更普遍的意義上是“類創(chuàng)造”，它注重的是對于個體而言。創(chuàng)造力考查的目的是為了鑒別學(xué)生創(chuàng)造力的高低，鑒別學(xué)生在假設(shè)、設(shè)計和建構(gòu)過程中表現(xiàn)出的獨創(chuàng)性（或新穎性）、流暢性和靈活性，選拔和培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的學(xué)生。

2.1 對獨創(chuàng)性（或新穎性）的考查

創(chuàng)造力的獨創(chuàng)性特征是指對事物或解決問題的方法能表現(xiàn)出自己獨特的見解，而新穎性特征側(cè)重于見解新穎。高考試題對獨創(chuàng)性很少考查，而對新穎性考查較多。這類試題情境完全是新穎的，方法也是全新的，但所涉及的生物學(xué)知識是學(xué)生熟悉的。學(xué)生要在新情境中獨立地進(jìn)行創(chuàng)造性思維，尋找出解決新問題的新途徑，得出合理可行的答案。

【例4】 （2012·全國新課標(biāo)卷）某草原上生活著鹿、兔、狼和狐等生物，雄鹿有角，雌鹿無角，通常情況下這種鹿的雌雄個體分群活動（生殖季節(jié)除外），有人提出“鹿角效應(yīng)”假說解釋這種同性聚群現(xiàn)象，即一群形態(tài)相同的食草動物能迷惑捕食者，降低被捕食的風(fēng)險。回答下列問題：

（1） 該草原上的雌鹿群和雄鹿群屬于 （填“不同”或“同一”）種群。

（2） 草、鹿、兔、狼、狐和土壤中的微生物共同形成一個 （填“種群”、“群落”或“生態(tài)系統(tǒng)”）。

（3） 為探究“鹿角效應(yīng)”假說是否成立，某同學(xué)用狗（能將拋入流水池中的漂浮物叼回來）、項圈和棍棒做了如下3組實驗：甲組同時向流水池中拋出2個相同的項圈，乙組同時拋出2個相同的棍棒，丙組則同時拋出1個項圈和1個棍棒。記錄每次拋出后狗叼回第一個漂浮物的時間。若丙組平均時間 （填“大于”、“等于”或“小于”）其他兩組，則實驗結(jié)果支持該假說。測試時間要求甲、乙、丙三組拋出項圈或棍棒的距離 （填“相同”或“不同”）。本實驗中項圈或棍棒相當(dāng)于草原上的 。

本題設(shè)計獨特，情境十分新穎，沒有常見的解題模式可以套用。題目以種內(nèi)、種間關(guān)系為知識背景，以“同性聚群現(xiàn)象”為問題情境，提出“鹿角效應(yīng)”假說，并設(shè)計了探究實驗。要求學(xué)生根據(jù)假說和設(shè)計實驗進(jìn)行“建構(gòu)”，以達(dá)到解決新問題的目的。本題的問題新，解決問題的假說新，確定假說的實驗新，是一道考查創(chuàng)造力新穎性的好試題。

2.2 對流暢性的考查

創(chuàng)造力的流暢性特征是指單位時間內(nèi)反應(yīng)觀念的數(shù)量，即面對要解決的新問題能迅速產(chǎn)生出多種“假設(shè)”，或“設(shè)計”出多種方案，或用多種技能進(jìn)行“建構(gòu)”，預(yù)期多種可能的結(jié)果。對于某一問題越是能產(chǎn)生多的答案，在這些答案中具有“新穎性”答案的可能性就會越大，因此，高考試題將流暢性作為創(chuàng)造力的一個重要特征來考查。

【例5】 （2013·全國新課標(biāo)卷Ⅱ）已知果蠅長翅和小翅、紅眼和棕眼各為一對相對性狀，分別受一對等位基因控制，且兩對等位基因位于不同的染色體上。為了確定這兩對相對性狀的顯隱性關(guān)系，以及控制它們的等位基因是位于常染色體上，還是位于X染色體上（表現(xiàn)為伴性遺傳），某同學(xué)讓一只雌性長翅紅眼果蠅與一只雄性長翅棕眼果蠅雜交，發(fā)現(xiàn)子一代中表現(xiàn)型及其分離比為長翅紅眼∶長翅棕眼∶小翅紅眼∶小翅棕眼=3∶3∶1∶1?；卮鹣铝袉栴}：

（1） 在確定性狀顯隱性關(guān)系及相應(yīng)基因位于何種染色體上時，該同學(xué)分別分析翅長和眼色這兩對性狀的雜交結(jié)果，再綜合得出結(jié)論。這種做法所依據(jù)的遺傳學(xué)定律是 。

（2） 通過上述分析，可對兩對相對性狀的顯隱性關(guān)系及其等位基因是位于常染色體上，還是位于X染色體上做出多種合理的假設(shè)，其中的兩種假設(shè)分別是：翅長基因位于常染色體上，眼色基因位于X染色體上，棕眼對紅眼為顯性；翅長基因和眼色基因都位于常染色體上，棕眼對紅眼為顯性。那么，除了這兩種假設(shè)外，這樣的假設(shè)還有 種。

（3） 如果“翅長基因位于常染色體上，眼色基因位于X染色體上，棕眼對紅眼為顯性”的假設(shè)成立，則理論上，子一代長翅紅眼果蠅中雌性個體所占比例為 ，子一代小翅紅眼果蠅中雄性個體所占比例為 。

本題的問題情境是：“果蠅兩對相對性狀的顯隱性關(guān)系及其等位基因是位于常染色體上，還是位于X染色體上”。第（3）小題要求學(xué)生提出解決問題的多種合理的假設(shè)，考慮到控制試題的難度，試題先列出兩種假設(shè)，要求學(xué)生思考還有其他哪些假設(shè)，寫出假設(shè)的數(shù)量，對學(xué)生創(chuàng)造力的流暢性進(jìn)行考查。

2.3 對靈活性的考查

創(chuàng)造力的靈活性是指在創(chuàng)造過程中當(dāng)問題的條件與情況發(fā)生變化時，能及時改變先前的思維過程，尋找解決問題的新方法。它表現(xiàn)在善于從不同角度、不同方向來思考問題，能用多種方法解決問題?？疾閯?chuàng)造力靈活性的試題往往設(shè)置較為復(fù)雜的問題情境，要求學(xué)生根據(jù)問題條件的變化，能夠隨機應(yīng)變，將問題靈活轉(zhuǎn)換成另一種形式，將不同的要素靈活組合成新的整體。

【例6】 （2013·全國新課標(biāo)卷I）一對相對性狀可受多對等位基因控制，如某植物花的紫色（顯性）和白色（隱性）這對相對性狀就受多對等位基因控制?？茖W(xué)家已從該種植物的一個紫花品系中選育出了5個基因型不同的白花品系，且這5個白花品系與該紫花品系都只有一對等位基因存在差異。某同學(xué)在大量種植該紫花品系時，偶然發(fā)現(xiàn)了1株白花植株，將其自交，后代均表現(xiàn)為白花?；卮鹣铝袉栴}：

（1） 假設(shè)上述植物花的紫色（顯性）和白色（隱性）這對相對性狀受8對等位基因控制，顯性基因分別用A、B、C、D、E、F、G、H表示，則紫花品系的基因型為 ；上述5個白花品系之一的基因型可能為 （寫出其中一種基因型即可）。

（2） 假設(shè)該白花植株與紫花品系也只有一對等位基因存在差異，若要通過雜交實驗來確定該白花植株是一個新等位基因突變造成的，還是屬于上述5個白花品系中的一個，則：

① 該實驗的思路 。

② 預(yù)期的實驗結(jié)果及結(jié)論 。

本題情境較為復(fù)雜，側(cè)重考查創(chuàng)造力的靈活性，需要學(xué)生將已學(xué)過的知識和技能遷移到新的情境，解決新的問題。其中第（2）小題考查學(xué)生能否根據(jù)問題條件，靈活設(shè)計出實驗的思路，并預(yù)期實驗的結(jié)果及結(jié)論。要解決的問題是：偶然發(fā)現(xiàn)1株白花植株是一個新等位基因突變造成的，還是屬于上述5個白花品系中的一個？問題條件有：紫色與白色這對相對性狀受8對等位基因控制；5個白花品系與該紫花品系都只有一對等位基因存在差異；該白花植株與紫花品系也只有一對等位基因存在差異。學(xué)生需要從基因突變和等位基因分離兩個角度靈活“設(shè)計”實驗思路，“建構(gòu)”實驗結(jié)果和結(jié)論。

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