例谈高中生物学实验与探究纸笔测试题的有效性

试题命制与开发是教师必备的一项专业技能，但目前一线教师命制与创作试题的水平参差不齐。多数教师仅对已有试题进行“拼凑型”组装，看似穿新鞋，实为走老路。在教学中，笔者尝试以科研论文为素材创作实验与探究纸笔测试题，取得较好效果。
　　原创试题：药物Q可抑制HE细胞增殖，但因有较大毒副作用而使其应用受到限制。为确定另一种能抑制细胞增殖的新药Tet的抑制效果，研究者提出了以下实验思路。
　　（1）分组。
　　甲组：培养液+HE细胞+生理盐水
　　乙组：培养液+HE细胞+ X
　　丙组：培养液+HE细胞+适宜浓度Tet试剂
　　每组设置若干个重复样品。
　　（2）每组样品放置在Y环境中，恒温培养一段时间。
　　（3）测定每组样品OD值（反应活细胞数量），并统计分析。
　　（要求与说明：答题时用Q、Tet、OD表示相关名词，不考虑加入药物后的体积变化等误差）
　　请分析回答：
　　（1）实验中选择的HE细胞应具 能力。
　　（2）实验思路中使用的X试剂和Y仪器分别是 、 。
　　（3）预测实验结果及结论： 。
　　一、 基于试题素材的分析
　　1.素材来源
　　试题背景材料出自《中华实验外科杂志》“粉防己碱对皮肤瘢痕组织细胞增殖和凋亡的影响”。[1]
　　2.素材选择原因及策略
　　首先，符合试题命制的真实性原则。试题以科学研究的现实问题为载体，避免学习内容机械化和抽象化，有利于公平、客观地考查学生的知识水平，能有效提高试题的信度、效度和区分度。同时，也体现了生物学知识与技术、社会的联系，渗透STS教育理念。
　　其次，符合试题命制的新颖性原则。试题情境新颖，紧扣学科前沿，特别是试题中运用的阳性对照这一重要且新颖的思维方法，这有利于培养学生的知识迁移能力和分析、解决实际问题能力，侧重能力考查。
　　再次，符合生物学新课程倡导的探究性原则。实验是考查学生探究能力的最好平台，是培养学生创新能力的良好途径。结合该试题可以使学生体验科学研究的一般过程，强化科学探究的意识，促进学生学习方式的转变。
　　二、基于学生答题反馈的分析
　　（1）分裂或增殖（此处部分学生回答“分化”，主要原因是分裂和分化的概念辨析错误）。
　　（2）适宜浓度的药物Q（此处部分学生回答“不添加试剂”，主要原因是不清楚药物Q在实验中起阳性对照作用）、CO2培养箱（此处主要有两种错误回答，第一种是回答“恒温培养箱或光照培养箱”，主要原因是混淆植物组织培养和动物细胞培养的差异；第二种是回答卡氏瓶，主要原因是不熟悉动物细胞培养的基本过程，不能灵活应用所学生物学知识）。
　　（3）由于该实验为探究性实验，所以结果有三种可能性：①若三组OD值，甲>丙>乙，则药物Tet有抑制作用，但抑制效果不如药物Q；②若三组OD值，甲>丙=乙，则药物Tet和药物Q的抑制效果相似；③若三组OD值，甲>乙>丙，则药物Tet抑制效果优于药物Q（此处主要有两种错误回答，第一种是只考虑了其中一种结果，主要原因是将本试题理解成验证性实验，未考虑到实验结果具不确定性。第二种错误回答是同时考虑了药物Tet有无毒副作用和有无抑制效果或抑制效果强弱两个角度，所以出现了6种甚至9种可能结果，主要原因是审题不清，其实题目中已明确该实验目的只是确定能抑制细胞增殖的新药Tet的抑制效果强弱，而无需考虑该药物的毒副作用）。
　　三、基于试题设计的分析及策略
　　首先，利用科研论文为试题命制的素材需规避复杂的实验原理和步骤。科研论文是科研成果的体现，而科学研究是一项原理复杂、技术含量高、周期长的工作。本试题素材论文的研究目的是，探讨粉防己碱（Tet）对皮肤创面愈合瘢痕组织细胞增殖周期和凋亡相关基因bcl-2 表达的影响，研究步骤包括建立动物模型及分组、染色观察细胞增殖、检测细胞周期和凋亡蛋白表达率等。背景材料和复杂的实验方法并不是我们的测量目标，对此相关内容在命制试题时应采取规避处理。同时，减少被试者对背景材料的熟知程度，也有利于减少系统误差。[2]但命题者在对材料处理过程中，始终要确保试题科学性，科学性是创新试题的首要标准，否则创意再好的错误命题都是失败的。
　　其次，试题的语言表述应简洁规范，不存在无效信息。命制原创试题的一个重要策略是试题信息简约化，要有利于被试者进行趋同思维而不产生歧义。这样，一方面可以减少试题阅读量，另一方面使被试者获得清晰的解决问题的信息，才能突显能力考查。[2]为此笔者在命制该试题时，参考了2011年浙江省理科综合高考实验与探究试题的文字表述，但从被试者答题反馈中可以看到，本试题在表述上仍存在不足之处，试题中“有较大毒副作用而使其应用受到限制”就属于无效信息，在一定程度上干扰了被试者的思维方向，这种无效信息可以删除。
　　再次，在问题设计上应体现知识和能力并举的指导思想。试题考查了实验材料性质、对照方法、动物细胞培养方法和实验结果预测等四个方面。其中实验材料性质和对照组的设计主要考查被试者获取和分析试题信息的能力；动物细胞培养需CO2培养箱考查了被试者利用教材知识解决实际问题的能力；实验结果预测考查了被试者的发散思维和创新能力。在考查学生所学生物学知识的基础上，也侧重对被试者的能力考查。
　　此外，试题问题设计还应体现层次梯度，遵循从易到难原则，贴近被试者的思维习惯，有利于保证试题的信度和效度。
　　科研论文极大地丰富了试题命制的素材来源，但创作一道好题，还需命题者具有较强的专业知识和命制技巧，以及对教材的深刻理解和对学生思维习惯的准确把握。科研论文为创作实验与探究纸笔测试题提供了广泛资源和全新视角，以此为素材的命题思路值得继续研究与探索。
　　参考文献：
　　[1] 刘德伍，李国辉，刘德明. 粉防己碱对皮肤瘢痕组织细胞增殖和凋亡的影响[J]. 中华实验外科杂志，2004，21（6）：664-665. 本文选自《教学月刊·中学版（教学参考）》2014年第5期，版权归原作者和期刊所有。