关键词:
生物学联赛
生物化学
试题分析
SOLO分类理论
学科融合
摘要:
近年来,中国选手在国际奥林匹克生物学竞赛(IBO)中取得了优异的成绩,这与我国的生物竞赛赛制密不可分。全国中学生生物学联赛(CHSBO)是该赛制的关键一环,承担着为生物领域选拔优秀人才的任务。生物学联赛涉及的学科多,生物化学是重点考查的学科之一,考查内容以高中生物知识为基础并进行拓展,知识上涵盖了不少化学原理。当前,在传统的分科教学背景下,以一门学科为主融入另一学科相关知识的教学活动,渐成一种趋势,而基于生物学联赛生物化学试题分析的前提下,在高中生物课堂中融合化学知识,来促进参赛选手对生物化学知识理解的教学尝试和研究,鲜有报道。本文采用内容分析法和SOLO分类理论,对2013—2022年生物学联赛中生物化学试题的考查范围、涉及的化学原理、情境类型和考查的SOLO水平进行了统计和分析。在此基础上,依据生物化学高频考查内容改编了一套生物化学SOLO水平测试题,采用对比实验法开展在高中生物课堂中融合化学的教学实践,并对教师和学生进行了访谈,旨在检验教学的成效、了解教师的看法及学生的收获。
主要研究结论如下:
(1)近十年,生物学联赛中生物化学试题的题数和分值占比较为稳定,题数约10道/年,分值占比为8.33%,重点考查蛋白质和核酸的结构与理化性质、蛋白质和核酸的相关技术、糖代谢以及RNA的生物合成等知识。(2)试题中涉及的化学原理主要分布在高中化学课程的“物质结构与性质”“有机化学基础”“化学反应原理”三个模块中。(3)基于SOLO分类理论,生物化学试题中单点结构水平试题的占比年均为35.58%,多点结构水平为36.93%,关联结构水平为24.90%,抽象拓展结构水平为5.28%。从数据上看,试题主要集中在单点结构水平和多点结构水平,但逐年分析可知,试题的SOLO水平有向关联结构水平和抽象拓展结构水平转化的趋势,难度逐年上升。(4)试题的命制存在着由无情境到有情境,由简单情境向复杂情境发展的趋势。根据情境内容来看,生物化学试题的情境包括实验与探究、科技与创新、生活与健康三类。其中实验与探究类情境的占比最多,年均达56.48%,考查学生实验设计和探究的能力;科技与创新类情境为33.80%,考查学生获取图表信息、分析实验结果的能力;生活与健康类情境占比最少,为9.72%,考查引发疾病的相关异常代谢过程。(5)结合生物化学试题分析情况,本文通过四条途径来实施高中生物融合化学的教学:一是研读教材内容,适时融合化学知识;二是设计实验与探究类活动,在活动中融合化学;三是创设教学情境,在情境中融合化学;四是设计主题,通过主题式教学来融合化学。(6)在实践中,以奥赛兴趣A和B班作为教学对象,分别采用传统的教学和在生物课堂中融合化学的教学,经三个月教学后,两个班学生的生物化学SOLO水平均得到极显著的提高(p<0.01),但两者的生物化学SOLO水平差异极显著(p<0.01)。B班平均分高于A班3.45分,且在B班从低层次SOLO水平转为更高层次SOLO水平的学生人数更多,其中关联结构水平的人数增加了18.87%,抽象拓展结构水平增加了16.98%。可见,在高中生物课堂中融合化学的教学成效显著。
针对以上结论,提出教学建议如下:(1)根据试题的SOLO水平情况,合理设定教学目标和学习目标,重点掌握蛋白质、核酸、糖代谢、RNA的生物合成这四个部分的知识。(2)指导教师或参赛选手都有必要注重自身化学知识的储备和化学素养的提升。(3)发挥情境的育人作用,培养学生综合应用知识的能力。(4)设计融合化学的生物教学主题,创设合适的情境与活动,在课堂中适时地融合化学原理,促进参赛选手对生物化学知识的理解。(5)引进生物-化学复合型人才,改变学校教师观念,建立相应的学科融合教师队伍。