一线教师视角下高中生物学原创试题命制的过程及实践反思

作者: 朱栋栋

一线教师视角下高中生物学原创试题命制的过程及实践反思  0

摘    要:原创试题命制不仅是教学评估与反馈的重要手段,也是推动教育创新与发展的重要驱动力。但受限于对课程标准理解不够深入、素材选择和加工不足、命题角度单一、内容设计缺乏科学性等因素,一线教师在命制原创试题方面仍面临诸多挑战。为应对这些挑战,高中生物学教师要立足学科基础,紧跟时代步伐,在查找文献的基础上选取素材并精细加工,再依据课程标准要求创设真实生活或科研情境,最终形成高中生物学原创试题。在命制原创试题的过程中,高中生物学教师还应关注:在难度控制上,要立足学情、考查易混知识;在内容选择上,要聚焦教材、重视新增内容;在方法策略上,要创设情境、强调思维深度。

关键词:原创试题;命题过程;高中生物学

教育部办公厅2023年5月发布的《基础教育课程教学改革深化行动方案》中提出,“提升教师教学评价能力……注重发挥教学评价的引导、诊断、改进与激励作用”。原创试题是目前被广泛采用且被普遍接受的一种评价方式,在促进学生综合分析、知识迁移能力提升,帮助教师了解学生学习情况、改进教学等方面发挥着重要的作用。一线教师因更贴近教学实际,理应在自主命题方面具有明显优势。然而,由于对课程标准理解不够深入、素材选择和加工不足、命题角度单一、内容设计缺乏科学性等因素,一线教师在命制原创试题方面仍面临诸多挑战。基于此,笔者以自己命制的一道“系统性红斑狼疮”原创试题为例,从一线教师的视角出发,阐述高中生物学原创试题的命制过程,旨在帮助一线教师更好地理解原创试题的命题方法。

一、高中生物学原创试题示例

长期暴露于紫外线、感染和毒素会增加细胞的凋亡。凋亡细胞碎片激活了一系列免疫反应,会引起系统性红斑狼疮(SLE)的发生。下图(图1)为引起SLE的部分免疫学机制示意图,其中Type Ⅰ IFN表示Ⅰ型干扰素,BAFF表示B细胞激活因子,BAFF-R表示BAFF受体,FcR表示Fc受体,TNF、IL-6、IL-8、IL-17、IL-21表示不同的细胞因子,请回答问题。

(1)MHC的中文名称是__________________。图中属于淋巴细胞的有_________________。

(2)凋亡细胞释放的_________________与浆细胞样树突状细胞上的FcR结合,刺激浆细胞样树突状细胞分泌Type_Ⅰ_IFN作用于髓样树突状细胞。髓样树突状细胞将抗原信息呈递给辅助性T细胞,同时分泌BAFF激活B细胞。B细胞的激活还需要_______________,活化的B细胞在IL-21的作用下增殖分化为______________和记忆B细胞,前者产生自身抗体。

(3)多种免疫细胞能分泌多种细胞因子,同时细胞因子进一步促进相应细胞合成分泌更多细胞因子,这属于__________调节。SLE引起的细胞因子风暴不仅会杀死面部血管细胞,严重时甚至会引起全身多器官衰竭,试解释其原因:____________。

(4)常规治疗SLE的药物主要是免疫抑制剂,但免疫抑制剂存在副作用大、靶向性差、复发率高等缺点。近年来,科学家尝试了许多靶向治疗SLE的方法,如靶向BAFF的贝利木单克隆抗体等。贝利木单克隆抗体是一种完全人源化抗体,人源化改造的目的是___________。注射至人体内的贝利木单克隆抗体能够与_______结合,抑制记忆B细胞、浆细胞的形成。与直接靶向CD20(大部分B细胞均含有该受体)的利妥昔单克隆抗体相比,贝利木单克隆抗体的优势是_____________。

(5)已有实验表明,长期使用贝利木单克隆抗体安全有效,患者对激素的依赖性降低。利用贝利木单克隆抗体治疗SLE前景虽然良好,但当前的研究仍有不足,请指出该治疗手段可能存在的问题:______________(至少写出两点)。

【参考答案】(1)组织相容性抗原;B细胞、辅助性T细胞。(2)核酸与抗体结合形成的复合物;抗原的直接刺激和辅助性T细胞的共刺激;浆细胞。(3)正反馈;细胞因子通过体液运输到达全身组织器官,募集免疫细胞造成免疫过激,形成对正常组织器官的损伤。(4)减少免疫排斥反应;体液中的BAFF;间接清除少部分B细胞,使治疗更具有选择性。(5)利用贝利木单克隆抗体治疗SLE治愈率未必高;对于重症SLE患者的疗效未知;贝利木单克隆抗体药物价格高昂。

二、高中生物学原创试题命制过程分析

(一)查找文献,选取素材

试题情境材料取自Tsokos G C等的文献[1]。文献涉及以下内容:中性粒细胞和凋亡细胞是引发系统性红斑狼疮发病机制的源头,它们提供了驱动Ⅰ型干扰素表达的关键配体;中性粒细胞是器官损伤的关键炎症参与者;这些细胞还释放中性粒细胞胞外陷阱(NETs),这是瓜氨酸肽和核酸抗原的来源;许多细胞产生Ⅰ型干扰素,但浆细胞样树突状细胞产生的水平最高;凋亡细胞碎片也可以激活炎症细胞因子的表达,参与细胞招募到组织中;T细胞和B细胞都参与自身反应性,B细胞最终产生自身抗体;T细胞产生IL-17也有助于中性粒细胞浸润器官。

在依据上述材料命制原创试题时,笔者考虑到:其一,“中性粒细胞及其释放中性粒细胞胞外陷阱(NETs)”为高中生物学课程拓展知识,脱离了《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“《高中生物学课标》”)中“阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式”的要求,因此将这部分内容予以删去,同理,将浆细胞样树突状细胞内“Toll样受体”删去,细胞按比例略微缩小;其二,巨噬细胞分泌细胞因子需要抗原刺激,因此在核酸抗原和巨噬细胞之间加入一个单向箭头;其三,在图中补上浆细胞分泌抗体的过程。基于以上三点考虑,便形成了上述试题中的图片。

试题第(4)问的设置参考了贺成美等人的文献[2]。该文献先后介绍了:B细胞及BAFF在免疫系统中的作用、B细胞及BAFF在系统性红斑狼疮发病机制中的作用、贝利木单克隆抗体的发现、贝利木单克隆抗体相关临床研究;贝利木单克隆抗体作为首个获FDA及EMA批准的生物制剂,与标准治疗联用显示长期安全有效;然而,其疗效仅达半数患者,对重症SLE(尤其是肾及中枢神经系统受累)效果未明,且价格昂贵,导致其难以广泛使用。

在选用这些素材时,鉴于该小题已推进至本题的第(4)问,便不再探讨B细胞在免疫系统中的基础作用,而是选择以单克隆抗体的相关知识为载体,通过分析两种不同单克隆抗体的特性等问题,考查学生的创新思维品质。

(二)依据课标,设计问题

问题设计是试题命制的核心环节,既承载了“四层”考查内容,又聚焦了“四翼”考查要求[3]。

第(1)问的设计依据《高中生物学课标》“1.5.1    举例说明免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质等是免疫调节的结构与物质基础”,旨在让学生基于科学事实回答基本概念问题,以达到学业质量一级水平。第(2)问的设计依据《高中生物学课标》“1.5.3    阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式,针对特定病原体发生的免疫应答”,要求学生在SLE免疫学机制的情境中分析图片信息(如核酸与抗体结合形成的复合物)、推理关键信息(抗原的直接刺激和辅助性T细胞的共刺激;浆细胞),以达到学业质量二级水平。第(3)问是对《高中生物学课标》“1.4.2    举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态”的应用,不仅要求学生理解正反馈调节的内涵,还要求其构建“多种化学物质如细胞因子、激素等可通过以血浆为主的体液传送而发挥调节作用”的概念模型,以达到学业质量三级水平。第(4)与第(5)问的设计依据《高中生物学课标》“1.5.4    举例说明免疫功能异常可能引发疾病”,要求学生运用免疫排斥、抗原-抗体特异性结合等重要概念或原理,通过逻辑推理作出决策,并提出潜在问题,以达到学业质量四级水平。

该原创试题的问题设置呈现出“基础知识→综合应用→批判创新”的阶梯性特点,小题设问层层递进又彼此呼应,意在培养学生勇于探索的科研精神。该题涉及的考查内容、考查要求及学业质量水平如表1所示。

三、高中生物学原创试题命制的实践反思

(一)难度控制:立足学情,考查易混知识

学生的认知水平和能力发展表现出显著的差异性。这种差异性要求教师在命题时必须充分考虑学生的实际学情,考查学生的必备知识时应合理控制试题难度,避免挫伤学生的学习积极性,以促进教育公平。在这些必备知识中,易混淆的知识点往往是学生学习的难点,也是衡量学生知识掌握程度的关键指标。通过命题对这些知识点进行考查,一方面可以使教师准确地诊断出学生的学习状况,另一方面可以使学生构建更加清晰、系统的知识体系,提升他们的逻辑思维能力和问题解决能力。立足于学情,侧重考查易混淆知识的命题方式,既符合学生的身心发展规律和学习需求,又能激发学生的学习兴趣和求知欲,促进他们的全面发展。

例如,在命制“系统性红斑狼疮”原创试题时,笔者基于学情,在第(1)问第二空中考查了“淋巴细胞”与“免疫细胞”这一对易混知识点:免疫细胞由淋巴细胞和吞噬细胞两大类构成;淋巴细胞主要承担特异性免疫反应的任务,而吞噬细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞等)则主要负责非特异性免疫反应,这两类免疫细胞通过紧密协作,共同维持机体的健康和免疫平衡。

(二)内容选择:聚焦教材,重视新增内容

随着生物科技的迅猛发展,高中生物学教材也在不断更新。聚焦教材,有助于师生紧跟学科前沿,避免知识滞后。在原创试题命制过程中,教师应有效聚焦教材新增内容,分析其在知识体系中的定位、与原有内容的联系和区别,以及对学生学科核心素养的提升作用,并将其体现在原创试题中,以检验学生的学习效果,促进学生对新知识的理解和掌握。

上述试题在聚焦教材重要知识的同时,强调了对教材新增内容的考查,旨在引导学生重视课本知识的学习。例如,第(1)问第一空考查MHC的中文名称,这是人教版普通高中教科书《生物学》(以下简称“人教版教材”)选择性必修1第4章第4节《免疫学的应用》中新增的内容。又如,第(2)题第二空考查B细胞的激活需要特异性抗原的直接刺激作为第一信号,以及辅助性T细胞的共刺激作为第二信号。在上述两个信号的共同作用下,才能使B细胞完全活化。活化的B细胞又在细胞因子的作用下大量增殖。细胞因子诱导的B细胞增殖是B细胞形成生发中心和继续分化的基础[4]。这部分内容是人教版教材选择性必修1第4章第2节《特异性免疫》中新增的内容。

(三)方法策略:创设情境,强调思维深度

高中生物学原创试题设计应致力于营造具体且生动的情境,目的是引导学生进行深入的思考,探索思维的深度。命题过程中构建与学生日常生活或科学研究紧密相关的场景,能够激发他们的好奇心和探索欲望,促使他们积极地运用所学知识去分析问题和解决问题。此外,教师在命制原创试题时还应重视培养学生的批判性和创造性思维能力,鼓励他们提出新的问题和观点,以此不断提升他们的思维品质,促进其学科核心素养的养成。

例如,上述试题第(4)问就以丰富的情境串联起一系列递进式的问题,引导学生思维向纵深发展。首先,引导学生思考抗体人源化改造的目标(侧重考查演绎与推理能力),随后询问贝利木单克隆抗体相较于利妥昔单克隆抗体的优势所在(侧重考查归纳与概括能力)。鉴于学生在回答贝利木单克隆抗体相较于利妥昔单克隆抗体的优势时可能遇到困难,笔者在两个问题之间增加了一个关于贝利木单克隆抗体作用的问题,以帮助学生更好地理解其优点。又如,上述试题第(5)问在第(4)问肯定了贝利木单克隆抗体治疗前景良好的基础上,鼓励学生勇于批判、质疑该治疗手段还可能存在的问题,并以至少写出两点的开放式作答方式,提升学生的批判性思维和创造性思维能力。此外,该设问还将学生的思考引领至真实的科研之中,向他们巧妙地传达了一个重要信息:尽管靶向药物研究已经取得了初步成果,但在其广泛应用的道路上,仍布满了亟待解决的难题与挑战,也表达了命题者对学生接力科研、深入探索的殷切期盼。

总而言之,原创试题命制不仅是教学评估与反馈的重要手段,也是推动教育创新与发展的重要驱动力。它要求教育者立足学科基础,紧跟时代步伐,通过辨析易混知识、聚焦教材新增内容,确保试题的科学性和时效性。同时,它还要求教育者通过创设真实生活试题情境或科研试题情境,促进学生思维的深化,进而培养他们的分析和解决问题能力,激发他们的创新精神和探索欲望。

参考文献:

[1]TSOKOS G C, LO M S, REIS P C, et al. New insights into the immunopathogenesis of systemic lupus erythematosus[J]. Nat Rev Rheumatol, 2016(12): 716-730.

[2]贺成美,张奉春.贝利木单克隆抗体:治疗系统性红斑狼疮的新型靶向药物[J].协和医学杂志,2020(2):130-134.

[3]朱玲玲,胡雪峰.例析基于科技文献的免疫调节原创试题命制[J].生物学教学,2023(8):67-69.

[4]曹雪涛.医学免疫学:第7版[M].北京:人民卫生出版社,2018:107-109.

经典小说推荐

杂志订阅