基于高三生物學復習教學的習題組設計研究

劉冰妍

（福建師范大學附屬中學，福建 福州 350007）

高三生物學復習教學重要任務之一是提高學生運用知識解決問題的能力，有效運用習題進行復習教學，可順利完成這一任務。習題組是知識與實際問題的有效結合，蘊含著解決問題的信息，這些信息大多是知識與知識的交集。教師需要及時抓住這些交集，通過較少的習題，擴展更多的關聯知識，幫助學生突破知識的局限，學會聯系、遷移與應用。［1］教學時要重視發揮習題組的功能，根據學生的認知規律和知識基礎，引申與拓展習題，提出一系列問題，引導學生全方位地理解與應用知識，培養學生思維的深刻性，形成系統而全面的思維習慣。［2］筆者結合高三生物學復習教學實踐，對習題組的設計進行了實踐探索和創新，有效地提高學生復習效果與質量。

一、習題組設計策略

1.從具體到抽象，梳理不同層次的概念

生命活動呈現在各個生命系統層次，理解各個層次的生命現象并理清不同層次之間的關系，才能深刻理解生命活動的本質。如復習神經沖動產生和傳導這部分內容時，以膝跳反射為例按照從具體到抽象的思路，從可見的器官組織水平到微觀的細胞水平設計習題組，幫助學生基于神經元結構和功能相適應的規律，理解神經沖動的產生和傳導，能很好地突破學生復習難點。

例1膝跳反射的反射弧由哪些神經元構成？在此反射弧上神經沖動是怎樣產生和傳導的？針對該問題，設計習題組。

（1）膝跳反射是刺激什么部位，什么部位反應？

（2）反射弧結構屬于器官組織水平，組織由細胞構成，構成反射弧的細胞主要是神經元。請參考教科書中神經元和膝跳反射的圖解，指出膝跳反射的反射弧主要由哪些神經元構成？

（3）反射是反射弧結構產生興奮、傳導興奮的過程。從神經元的水平來分析，反射弧上神經沖動的產生和傳導過程與神經元的哪些結構相關？

（4）神經元內外離子的分布與神經纖維上興奮傳導有什么聯系？

（5）神經元的軸突末梢哪些種類的細胞器比較多？神經遞質的受體分布在神經元的什么結構上？

根據學生答題情況，教師可以發現學生復習中存在的問題，及時補充、擴展相關知識，如感受器與神經元的關系、效應器與神經元的關系、神經纖維與神經元的關系、突觸與神經元的關系等等。高三復習時需要教師設計一系列習題組，指導學生理清不同生命層次的生物學概念。

2.顯現科學思維過程，促進科學認知的形成

科學思維是指學生在基于生物學事實或證據的前提下，運用假設、演繹推理、論證、檢驗等方法，探討、闡釋生命現象及規律?？茖W分析遺傳學雜交實驗是學生發展科學思維、形成科學認知方式的良好素材。設計遺傳學雜交實驗習題組，將內在的思維過程通過一系列問題清晰顯現出來，為學生科學思維的形成搭設臺階，并指導學生運用相應方法解決問題。［3］

例2已知果蠅的灰體和黃體受一對等位基因控制，但這對相對性狀的顯隱性關系和該等位基因所在的染色體是未知的。甲同學設計用一只灰體雌蠅與一只黃體雄蠅雜交，子代中♀灰體:♀黃體:♂灰體:♂黃體為1∶1∶1∶1。乙同學設計用兩種不同的雜交實驗都證實了控制黃體的基因位于X染色體上，并表現為隱性。以此設計習題組，回答問題：

（1）請描述題目條件。

（2）由甲同學的雜交實驗結果可以推理出什么結論？

（3）乙同學用兩種不同的雜交實驗都證實了黃體基因在X染色體上，假設結論成立，能不能演繹推理出同學甲的雜交實驗結果？

（4）由此發現甲同學雜交實驗結果推理出的實驗結論是不確定的，那怎樣利用甲同學的實驗材料設計實驗論證乙同學結論的正確性？

（5）要證明基因在X染色體上，應設計哪些雜交實驗？

科學思維需要基于事實或證據，習題（1）（2）要求學生描述甲同學的實驗，就是要學生在事實的基礎上分析問題，依據事實建立假說。由甲同學的實驗設計事實可建立多個假說，如假說1黃體基因位于常染色體上表現為顯性，假說2黃體基因位于常染色體上表現為隱性，假說3黃體基因位于X染色體上表現為隱性。哪個假說正確呢？習題（3）中乙同學已經證實黃體基因位于于X染色體上表現為隱性，說明假說3成立，其他假說不成立。由于甲同學的事實不能確定地推理出乙同學的結論，那說明甲同學的事實不是有利證據，應探究其他雜交實驗。習題（4）（5）進一步要求學生設計雜交實驗論證黃體基因位于X染色體上表現為隱性，而不是位于常染色體上表現為隱性或顯性。運用“描述、假設、演繹推理和論證”等術語進行習題組的設計，旨在按照科學思維的方式引導學生理性地分析問題、解決問題，顯現學生的思維過程，促進學生科學認知的形成。

3.聯系相關概念，形成整體認識

種群數量變化是研究種群的重要內容。種群數量變化受到多方面因素的影響，各種因素對種群的影響程度不一樣，種群數量變化是多種因素整體作用的結果，而且種群數量變化會影響更高層次群落、生態系統的變化。

例3某生態系統中生活著多種植食性動物，其中某一植食性動物種群個體數量的變化如圖所示。若不考慮該系統內生物個體的遷入與遷出，請結合下列問題分析該種群數量變化。（如圖1）

圖1 某一植食性動物種群個體數量變化曲線圖

（1）某一植食性動物種群數量呈現哪種類型增長？

（2）其他植食性動物怎樣影響該種植食動物數量？

（3）天敵的大量捕食會導致該種群個體數量下降嗎？

（4）綜合分析，影響該種群數量變化的因素有哪些？

（5）該種群所在的生態系統相對穩定嗎？

種群數量變化受到非生物因素和生物因素的影響，生物因素分為種內因素和種間因素。競爭和捕食是高中生物學重點分析的種間關系，捕食關系存在著負反饋調節，捕食會間接影響競爭關系。研究某個種群數量的變化，應從生態系統這個層次的整體考慮，列出各個因素，思考每個因素能起到的作用，運用已學的生物學概念分析各個因素之間的聯系，這樣才能建立全面的整體認識。如果學生不能聯想到某個影響因素，則說明生態學的某些基本概念沒有掌握好，應反思相關概念的內涵和外延，建立相關生態概念體系，才能運用概念解決問題。

4.適當拓展與延伸，認識生命活動本質

細胞呼吸是重要的生命活動，這個過程怎樣實現能量的轉換？為什么某些細菌也可以進行有氧呼吸？筆者對高考試題進行改編，設計例4習題組，幫助學生深刻理解細胞呼吸中ATP的產生原理。

例4為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌破碎并進行差速離心處理，得到細胞質基質和線粒體，與酵母菌分別裝入A～F試管中，加入不同的物質，進行實驗，如表1。

表1 探究酵母菌細胞呼吸實驗結果

（1）哪些試管中的酵母菌進行有氧呼吸？哪些試管中的酵母菌進行無氧呼吸？

（2）有氧呼吸過程中怎樣產生ATP？

（3）有氧呼吸產生的［H］，經過一系列的化學反應，與氧結合形成水。2，4-二硝基苯酚（DNP）對該氧化過程沒有影響，但使該過程所釋放的能量都以熱的形式耗散，沒有合成ATP。從材料中推理出有氧呼吸過程中有機物的氧化分解和ATP的產生有什么關系？

（4）上述材料推理出DNP使分布在________的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解__________（填“能”或“不能”）繼續進行。

（5）若將DNP處理硝化細菌的細胞膜，硝化細菌能夠通過有氧呼吸產生ATP嗎？

學生知道細胞呼吸將有機物中的能量轉化成ATP的能量，怎樣轉換？教科書中未知。這一習題組提供了相應的信息，引導學生思考細胞呼吸機理。有機物氧化分解正常進行而ATP的產生被DNP阻礙，說明有機物氧化分解釋放的能量要轉換成ATP中的能量，中間這個重要的轉換過程受DNP影響。題目中的提示能幫助學生聯想［H］和氧氣反應的結構，推理出ATP合成酶在轉換過程中發揮重要作用，ATP合成酶在線粒體內膜上。原核生物沒有線粒體，但是有唯一的質膜，推測ATP合成酶在質膜上。ATP合成酶在膜上，這點體現了原核生物和真核生物的統一性。

通過設計上述習題組，合理拓展延伸細胞呼吸這一核心概念，幫助學生認識細胞呼吸將有機物中的能量轉化成ATP中的能量，ATP合成酶發揮著重要的作用，有利于學生建立物質和能量的轉化需要物質作為基礎這一生物學觀點，促進學生深刻理解細胞呼吸活動本質。

二、習題組設計應注意的問題

1.圍繞主題有順序地呈現相關知識

圍繞核心概念，確定復習教學的主題，選擇或改編考查該主題的習題組時，應將習題進行拆解、變式、拓展等。依據由易到難，由單一到綜合的認知規律，同一知識不同問題的呈現順序，以及若干相關知識的呈現順序，皆應低起點、小步走、循序漸進地遞進、延伸，層層深入，最終達成生物學核心概念的復習，幫助學生建立高中生物學知識體系。

2.根據學生實際情況設計習題組

教師要結合學生實際學情，圍繞學生容易出錯的知識，靈活設計習題組，使得學生在解答問題的過程中，發現學習上的不足或錯誤。不同層次的學生會暴露不同的問題，要引導學生找到各自“思考鏈條的斷開處”，依據習題組的提示構建解決問題的知識網絡和方法“鏈條”。

實踐證明，圍繞核心概念設計系列化的習題組，有利于提高不同學習層次學生的學習興趣和學習成績，是行之有效的高三生物學復習教學策略。