一道国际生物学奥林匹克竞赛试题的分析及其启示

马小明

国际生物学奥林匹克竞赛（IBO），是为中学生举办的世界级生物学竞赛，旨在培养中学生对生物学的兴趣、创造力和百折不挠的精神，增强学生自主解决具有一定挑战性问题的能力。IBO试题注重考查选手的知识广度，其理论部分包括细胞生物学、动物解剖和生理学、植物解剖和生理学、行为学、遗传学、生态学等学科知识，更注重选手信息提取、推理演绎、分析与综合能力的考察。所以，IBO对中学生既是一场知识的竞赛，更是智力、创造力和意志力等综合素质的较量；同时，极有助于促进学生深度思考。下面通过一道IBO试题的深度解剖，分析IBO试题如何考察学生的信息提取、逻辑推理等能力，以期对我国高考等试题的编制有些许借鉴。

1试题

2014年诺贝尔医学奖获得者发现人脑的海马区（HC）储存空间记忆有助于空间定位。经常使用空间信息的人，如出租车司机，会依赖于发育良好的海马区。一项研究分析了伦敦出租车司机和对照组人群海马区的差异，结果见图1、图2。

判断下列描述的对错。

A.出租车司机的海马整体显著地比对照人群大

B.空间定位的能力有可能位于海马后部

C.该研究提供证据表明人群中的一些人会比其他人在遗传上更倾向于成为一个优秀的伦敦出租车司机

D.该研究支持传统观点，即海马区仅和短期记忆有关

2试题分析

该题对于考生图表信息提取能力、综合分析能力要求很高。A选项考查学生识图能力。要判断司机与对照人群海驱整体有无显著性差异，只需查找“整体”一项上方标有“*”（由题意可知，*表示显著性差异），所以，A选项错误。通过图1可见，出租车司机的“前部”较对照小，而“后部”显著较大，很可能空间定位的能力位于海马后部，B选项正确。观察图B随着出租车司机的从业时间变长，总体上海马后部的体积是变大的，但是注意散点分布，即便从业时间相同海马后部的变化也很有可能不同，即相同条件及处理下海马后部的变化存在差异，而差异很有可能来源于遗传，C选项正确。D项，图2显示整体上司机从业时间越长海马后部越大，而据图1可知海马后部可能与空间定位（空间记忆）相关，空间记忆并非短期记忆，所以海马区后部与短期记忆有关不正确，D项错误。所以，B、C选项正确，A、D选项错误。

3试题特点

3.1试题源于科学研究成果

该试题中的图表均改编自相关研究论文，试题背景是切实存在的真实事件：2000年，英国伦敦大学的Eleanor A.Maguire等人发现，出租车司机大脑中海马区要比一般人的大，并且形状也异于后者，这说明大脑中的这一区域对于空间记忆来说是很重要。为弄清这个问题，Maguire等人进行相关的后续研究。2006年Maguire等人以伦敦出租车司机为研究对象，让出租车司机和对照组参与一项对2万多条街道和地方进行导航与记忆的训练，试图通过对这些参与者训练结果的比较，来说明训练是否使海马区更大。受试者分为两组，一组是具有出租车从业资格的出租司机；另一组由没有取得出租车从业资格的人和普通司机组成。Maguire等人对这两组人群进行训练，并在训练前、训练中及训练后对他们的大脑进行扫描。经过4年的实验，结果显示有从业资格的多数出租车司机大脑灰质中海马体后部体积增大，但是没有取得从业资格的司机和普通司机的大脑海马区变化不显著。他们认为，出租车司机的大脑比其他人具有更大的可塑性，而可塑性大小与先天遗传特性有关联。

3.2注重图表信息获取及处理能力考查

从考查角度而言，该试题着重考查考生图表信息提取及处理能力。准确把握图1和图2所对应实验的变量是正确作答的基础，图1对应实验的自变量是不同被试（出租车司机和对照）而因变量是海马区整体、前部、后部横切面积的大小；图2中自变量为出租车司机从业时间，因变量为海马后部体积的改变量。通过对这些基本点的把握，可以容易地判断选项A和B的正误，而选项C和D还需要更细致的观察和分析。图2显示随着司机从业时间的增加，海马区后部变化总体上趋于增加，说明后天的练习确实可以促进海马后部的增加，同时说明海马后部对长期记忆有作用。然而在司机从业时间相同的情况下，不同司机海马区后部的变化存在差异，这就说明海马区后部的变化不仅仅与练习时间相关，也与个体遗传特性相关。这样就能够判断C、D选项描述的正误了。

3.3指向深度学习

从知识考查深度而言，该题直指考生的深度学习水平。深度学习的关键是信息的自我转換，即需要实现信息的加工、理解、评价和应用。高中教材中与该题相关知识点位于《必修3·稳态与环境》第二章第一节“通过神经系统的调节”，其中涉及海马区的只有一句话“海马区与短期记忆相关，长期记忆可能与新突触的建立相关”。所以，该题不能仅用教材知识去作答，必须借助题干及图表信息，深入分析、合理假设、大胆推理。该题一定程度上也提示中学生学习不能停留在浅层学习层面，一定要走向深度学习。

4启示

试题考查的内容、形式、深度，是一线教学内容、形式、深度的风向标。在新课程改革倡导“核心素养”培养的教育教学背景下，编制科学且针对性强的试卷成为关键。（1）教师编制试题时，一定要有理有据，不能凭经验、想当然地去编制。平目的练习题中不乏经不起推敲的题目，这种题目大多为改编题。然而在改编过程中受编者自己知识储备、思维的限制，题干或选项或多或少有不当之处。（2）试题中要增加一定量的科学前沿，例如新发现、新理论、新技术等，这样才能促进学生平日学习中关注科学前沿，从而拓宽学生视野。（3）增加深度思考类题目比例，当前中的不论是平时的考试或者是高考生物学试题，均主要考查学生对基础概念、事实的记忆，致使学生、家长乃至教师群体中普遍存在“生物多记多背就能出成绩”的错误观点。增加试题考查深度是促进学生从浅层学习走向深度学习的有效措施，也只有这样才能真正促进学生科学思维的发展。