廣東 常梅艷 余景耀

(作者單位：鶴山市第一中學(xué)；廣東省江門市中小學(xué)教研室)

電視劇《山海情》是近年來國產(chǎn)劇中的高分作品。這部劇講述的是寧夏西海固地區(qū)在福建的支援幫助下從荒漠戈壁到塞上江南的發(fā)展變遷的真實(shí)故事。劇中凌教授的原型林占熺為了讓當(dāng)?shù)厝四馨簿訕窐I(yè)，決定帶領(lǐng)農(nóng)民們種菇掙錢。而引入菌草則是為了以草養(yǎng)菇，解決木材消耗大、種植慢等問題。除了解決技術(shù)難題，林占熺還和農(nóng)民簽下了包銷包售的合同，最終幫助當(dāng)?shù)厝嗣衩撠氈赂弧?993年林占熺拒絕了美國農(nóng)場主的高薪邀請(qǐng)，毅然留在祖國繼續(xù)從事扶貧事業(yè)。1996年，在首屆菌草技術(shù)國際研討會(huì)上，林占熺把菌草的英文命名為“Juncao”。如今，菌草技術(shù)已經(jīng)被推廣到了106個(gè)國家，打出了中國招牌，還助力了全球減貧。真實(shí)的中國科學(xué)家，比電視劇中的更了不起。

立德樹人是高考的根本任務(wù)，“凌教授”的事跡真實(shí)感人，是培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任、啟發(fā)學(xué)生科學(xué)思維的良好素材?？荚嚥粌H具有評(píng)價(jià)的作用，同時(shí)也是學(xué)生學(xué)習(xí)的資料和燈塔，更是育人的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，秉承這個(gè)理念，也為延續(xù)這份感動(dòng)，命題人通過查閱文獻(xiàn)了解了巨菌草的有關(guān)知識(shí)，命制了一道原創(chuàng)試題，應(yīng)用于高三調(diào)研測試當(dāng)中。

1.試題定型

(12分)上世紀(jì)80年代，食用菌種植成為我國農(nóng)村脫貧致富的重要產(chǎn)業(yè)之一。但是生產(chǎn)香菇等食用菌會(huì)消耗大量木材，令經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的矛盾日益突出。為解決該矛盾，中國科學(xué)家從非洲引入了禾本科植物巨菌草。巨菌草原產(chǎn)自非洲，株高一般為3～5 m，具有太陽能利用效率高、生長快、適應(yīng)性廣、抗逆性高等特點(diǎn)。巨菌草既可以作為食用菌培養(yǎng)基，還可以用作優(yōu)質(zhì)飼料和代煤發(fā)電。巨菌草極少出現(xiàn)抽穗結(jié)籽，其主要通過扦插繁殖，一次種植可多年收割。由于巨菌草由國外引進(jìn)，科學(xué)家為了研究其是否會(huì)成為外來入侵生物，以未種植巨菌草的荒山坡地為對(duì)照(CK組)，統(tǒng)計(jì)種植年限為1、2、3年的巨菌草群落的植物和昆蟲多樣性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1

(1)巨菌草、食用菌分別屬于生態(tài)系統(tǒng)成分中的________和________。

(2)種植年限為1、2、3年的巨菌草群落的昆蟲物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均多于CK組，原因是________________。(寫出兩點(diǎn))

(3)科學(xué)家根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)信息綜合研判，認(rèn)為巨菌草不會(huì)造成生物入侵：在生態(tài)脆弱地區(qū)種植巨菌草，短期內(nèi)植物物種豐富度________，但可有效增加植被，使昆蟲物種豐富度上升，改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境；另外由于存在________等情況(寫出三點(diǎn))，因此不會(huì)出現(xiàn)外來入侵生物的________型種群數(shù)量增長曲線。

(4)因?yàn)橹参锖椭参镏g、植物與昆蟲之間需要長時(shí)間進(jìn)行________最終達(dá)致相互適應(yīng)。因此科學(xué)家進(jìn)一步建議以更寬的時(shí)間跨度觀察、考量巨菌草的生態(tài)作用。

【參考答案】

(1)生產(chǎn)者(1分) 分解者(1分)

(2)巨菌草太陽能利用效率高、生長快，能為生態(tài)系統(tǒng)提供更多的能量和有機(jī)物，滿足更多消費(fèi)者的生存所需；巨菌草植株高大，能形成更多的生存空間(4分，“食物方面”得2分；“棲息空間方面”得2分，每點(diǎn)結(jié)合巨菌草的特點(diǎn)分析1分，作用分析1分)

(3)下降(或降低或減少，1分) 可通過天敵制約其生長(1分，替換答案：存在天敵)，而且巨菌草用途廣泛(1分，替換答案：被人類廣泛利用，答具體利用方式等)，難以通過種子擴(kuò)散(1分，補(bǔ)充答案：不會(huì)抽穗結(jié)籽，主要通過扦插繁殖，繁殖速度受限)(共3分，每點(diǎn)得1分) “J”(1分)

(4)共同(協(xié)同)進(jìn)化(1分)

2.試題中的學(xué)科核心素養(yǎng)分析

2.1生命觀念

學(xué)生解答試題時(shí)需應(yīng)用該生態(tài)系統(tǒng)中各成分間的關(guān)系來對(duì)“引入巨菌草”的利害做出分析、評(píng)價(jià)。本題涉及生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等，如理解動(dòng)物與植物的關(guān)系，能夠結(jié)合題干信息分析并說明植物如何影響動(dòng)物的分布，需具有物質(zhì)與能量觀；植物通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能、動(dòng)物通過捕食將獲取的有機(jī)物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為自身有機(jī)物中的化學(xué)能涉及了結(jié)構(gòu)與功能觀；植物能進(jìn)行光合作用是因?yàn)槿~綠體的結(jié)構(gòu)，食物鏈(營養(yǎng)結(jié)構(gòu))中捕食關(guān)系的方向決定了能量流動(dòng)(生態(tài)系統(tǒng)的功能之一)的方向等。第(3)小題需要考慮到影響種群數(shù)量變化的各種因素，要求學(xué)生具備穩(wěn)態(tài)與平衡觀，甚至還包括經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)之間的平衡，來理解與評(píng)價(jià)各種措施之間的利害關(guān)系。第(4)小題需要學(xué)生理解共同進(jìn)化的概念，同時(shí)要具備進(jìn)化與適應(yīng)觀。

2.2科學(xué)思維

本題考查生物學(xué)基礎(chǔ)概念均是通過給出相關(guān)信息或事物的特點(diǎn)，讓學(xué)生通過信息或表格數(shù)據(jù)進(jìn)行辨別。如考查對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的組成成分中生產(chǎn)者和分解者概念的理解，判斷給出的對(duì)象屬于哪種成分，解題思路是由“巨菌草具有太陽能利用效率高”推知其可以固定太陽能，這是生產(chǎn)者的特點(diǎn)，而蘑菇利用腐木生長、利用尸體殘骸，這是分解者的特點(diǎn)，進(jìn)而推斷出巨菌草及食用菌在生態(tài)系統(tǒng)中的成分。再如考查動(dòng)物空間結(jié)構(gòu)與植物空間結(jié)構(gòu)的關(guān)系時(shí)，需要學(xué)生根據(jù)題目信息“種植年限為1、2、3年的巨菌草群落的昆蟲物種數(shù)和個(gè)體數(shù)均多于CK組”先確定自變量是含有巨菌草的群落和不含巨菌草的CK組群落，因變量是昆蟲物種數(shù)和個(gè)體數(shù),再推知回答植物與動(dòng)物間的關(guān)系，要先判斷出植物為動(dòng)物提供食物和棲息空間，再結(jié)合題干信息巨菌草“具有太陽能利用效率高、生長快等特點(diǎn)”推知其能為昆蟲提供更多的有機(jī)物和能量，而通過“株高一般為3～5 m”這一信息推知其能為昆蟲提供更多的棲息空間。在考查豐富度的概念時(shí)，學(xué)生需要先理解什么是豐富度，再結(jié)合表格信息，觀察植物物種數(shù)和昆蟲物種數(shù)對(duì)應(yīng)欄的數(shù)據(jù)變化，得出短期內(nèi)植物物種豐富度下降的結(jié)論?？疾楣餐M(jìn)化的概念時(shí)，需由題干信息“植物和植物之間、植物與昆蟲之間”了解對(duì)象為不同生物之間，通過關(guān)鍵詞“長時(shí)間”“相互適應(yīng)”聯(lián)系到概念“共同進(jìn)化”，以上均考查了學(xué)生結(jié)合自己對(duì)概念的理解和題干中信息進(jìn)行推理的科學(xué)思維。

2.3科學(xué)探究

題干信息讓學(xué)生站在科學(xué)家的視角去幫助解決貧瘠的土壤難以種植莊稼的問題，先由一種措施入手，出現(xiàn)問題，再去想辦法解決出現(xiàn)的新問題。而科學(xué)探究就是這樣反復(fù)實(shí)驗(yàn)、不斷試錯(cuò)的過程。特別是在評(píng)價(jià)巨菌草是否會(huì)造成“外來物種入侵”現(xiàn)象，出現(xiàn)“J”型增長時(shí)，需要結(jié)合“J”型增長曲線出現(xiàn)的各種原因，從來源和去路等方面進(jìn)行批判性思維。此時(shí)要充分挖掘題干信息，考慮種群數(shù)量變化的內(nèi)因有出生率和死亡率、遷入率與遷出率等方面，考慮外因有空間、食物、氣候、天敵、傳染病和人類活動(dòng)等方面，因?yàn)轭}干信息提到巨菌草有“太陽能利用效率高、生長快、適應(yīng)性廣、抗逆性高等特點(diǎn)”，故推知其并不缺乏營養(yǎng)物質(zhì)，氣候也不是限制其生長的因素，既然“以未種植巨菌草的荒山坡地為對(duì)照”，則實(shí)驗(yàn)組也是以荒山坡為種植基地，故不存在空間限制問題，植物遷入與遷出極難發(fā)生。而由“極少出現(xiàn)抽穗結(jié)籽，主要通過扦插繁殖，一次種植可多年收割”可知巨菌草繁殖速率慢，主要靠人工幫助，故可以人為控制其繁殖速率，另外由“巨菌草既是食用菌培養(yǎng)基，還可以用作優(yōu)質(zhì)飼料和代煤發(fā)電”可知其用途廣泛，會(huì)被人類收割用作各種用途。這種對(duì)實(shí)際情境進(jìn)行抽絲剝繭、細(xì)致入微的分析才是科學(xué)探究的必備素質(zhì)。

2.4社會(huì)責(zé)任

本題植根于真實(shí)情境，是真實(shí)存在的社會(huì)問題。而攻克這個(gè)難題的過程中也是遇到了實(shí)實(shí)在在的艱難險(xiǎn)阻。這道題目可以讓學(xué)生理解生物學(xué)知識(shí)在解決人民生活困難中所起到的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)生物學(xué)知識(shí)的動(dòng)力，讓學(xué)生以做出社會(huì)貢獻(xiàn)的科學(xué)家為榜樣，學(xué)習(xí)科學(xué)家的社會(huì)擔(dān)當(dāng)與家國情懷，體會(huì)學(xué)習(xí)的意義與人生的價(jià)值。

3.學(xué)生的答題誤區(qū)

表2 學(xué)生的答題誤區(qū)

4.試題質(zhì)量分析

本題作為非選擇題第20題出現(xiàn)于本市高三調(diào)研測試當(dāng)中，全市共有16 210名考生參與，涉及45所高中。

表3 試題質(zhì)量分析

整題的難度為0.5，區(qū)分度較好，為0.38。其設(shè)問循序漸進(jìn)，維度多樣；第(1)小題難度較小，考查基礎(chǔ)知識(shí)。第(2)小題、第(3)小題中第3空、第(4)小題區(qū)分度很好，均超過0.4，其中區(qū)分度最好的空為考查“共同進(jìn)化”這個(gè)基本概念的空，說明區(qū)分高分與低分的關(guān)鍵還是對(duì)一些基本概念的理解及專業(yè)術(shù)語的準(zhǔn)確描述。而最難的空為第(3)小題第2空，即要結(jié)合題干情境來分析種群數(shù)量變化的空，因?qū)W生們均不善于結(jié)合題干情境信息答題，得分率偏低。

整題以社會(huì)責(zé)任為引領(lǐng)，重點(diǎn)考查學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，幫助學(xué)生自主構(gòu)建穩(wěn)態(tài)與平衡觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀等生命觀念。難度適宜，區(qū)分度較好。個(gè)別難度高且區(qū)分度不高的空則反映出學(xué)生的普遍弱點(diǎn)：均不善于具體問題具體分析，結(jié)合題干情境答題。但是服務(wù)選才是高考的基本功能，高考需要選拔的是具有創(chuàng)造性思維、批判性思維的人才，所以在命題方面，情境的真實(shí)化與復(fù)雜化在所難免。因?yàn)檎鎸?shí)必然復(fù)雜，教師應(yīng)該幫助學(xué)生適應(yīng)對(duì)復(fù)雜情境的感知，幫助學(xué)生提高多方面、多角度分析問題的能力。也許讓學(xué)生多閱讀一些科學(xué)前沿的文獻(xiàn)資料等是一種方法。另外，為了更好地立德樹人，教師可借助這道題，讓學(xué)生了解題目背后的故事、科學(xué)家的艱辛以及對(duì)人類的貢獻(xiàn)，充分挖掘出這道題背后的育人價(jià)值。