全国中学生物学联赛试题中文献题的分析

赵锦程

(内蒙古北方重工业集团有限公司第三中学 包头 014030)

1 文献题所占的比例呈上升趋势

文献题是指以科研论文为背景素材的试题。2016年和2018年的生物学联赛(CHSBO)试题中出现大量的文献题。2016年文献题主要集中于试卷的第三部分，2018年文献题主要集中于试卷的第一部分和第三部分(表1)。

表1 2016年和2018年全国中学生生物学联赛试题中的文献题分析

生物学联赛命题的出发点是难度高于中学，并且更偏向于考查学生的各项能力。而多年来生物学联赛试题以考查基础知识为主，学生的学习方法更是偏重于记忆，导致生物学联赛并没有完全发挥出它应有的作用。

《普通高中生物学课程标准(2017年版)》提出生物学教学的四大核心素养，分别为生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。也就是说新的课程理念更加重视对学生综合能力的培养，这也必将是中学生物学教学改革的趋势。

由于科研论文的特点是解决生产生活实际问题，并且大部分科研论文运用了最新的科学方法、领先的实验技术，有详细的实验过程和实验数据[1]。所以，在试卷中增加以此为背景资料的文献题是考查学生综合能力的一种体现，也将成为教育考试改革的一种趋势[2]。

2 例析文献题的考查内容

2.1 运用统计学基础，分析实验数据 例题1(2018年CHSBO第76题)： 家燕(Hirundorustica)的尾羽上有明显的白斑，雄鸟在求偶时会向雌鸟展示白斑。一般来说，雌鸟若被雄鸟吸引则会在繁殖后代上投入更多的资源。科学家为了探究白斑在家燕繁殖中的作用，用黑色记号笔涂抹雄鸟的白斑后观察雌鸟繁殖后代的情况。实验共有4个处理： 涂抹掉白斑尖部、涂抹掉白斑侧面、全部涂抹掉和对照组。观察指标包括： 第一窝繁殖的产卵日期、每窝卵数和每窝雏鸟数；第二窝繁殖的发生与不发生之比、每窝卵数和每窝雏鸟数，产卵总数，雏鸟总数。所得数据用广义线性模型进行统计分析，结果如表2。请问下列表述中哪些是正确的？(多选)

A. 雌鸟和白斑侧面被涂抹掉的雄鸟交配后，进行第二次繁殖的比例显著高于对照组

B. 雌鸟和白斑尖部被涂抹掉的雄鸟交配后，产卵总数显著低于对照组

C. 雌鸟第一窝雏鸟数在四种处理间没有显著性差异

表2 2018年CHSBO试题第76题

D. 不论怎样，只要雄鸟白斑侧面被涂抹掉，与之交配的雌鸟就会产更多的卵，抚育更多的雏鸟分析： 试题的素材来源于Møller[3]的论文“家燕尾部斑点的大小和形状与性选择的操控实验”。该论文研究了家燕尾部的白色斑点对于其性选择的影响。该题目以此为背景，但并未考查实验的设计方案和具体步骤，而是给出实验研究的数据，考查学生应用统计学基础分析实验数据的能力。

本题应用的主要统计学知识为P<0.05和P<0.01的统计学含义： A选项，观察第二窝繁殖的“发生与不发生之比”一栏数据，P=0.012<0.05，说明4组数据有显著差异，且“涂抹掉白斑侧面”组的值为0.82，“对照组”的值为0.43，故A选项正确；B选项，观察“产卵总数”一栏，P=0.014<0.05，说明4组数据之间有显著差异，但是并不能说明4组数据中的任意两组数据都有显著差异，且“涂抹掉白斑尖部”组的值为7.12，“对照组”的值为7.38，差异并不大，故B选项错误；C选项，观察第一窝繁殖的“每窝雏鸟数”一栏，P=0.22>0.05，故4组数据之间没有显著性差异，C选项正确；D选项，观察第一窝繁殖与第二窝繁殖中的“每窝卵数”和“每窝雏鸟数”4栏的数据，P值均大于0.05，说明数据之间不存在显著差异，故D选项错误。以上可以看到本题的背景材料较复杂，但是解题中只是应用了P<0.05代表数据之间有显著差异的原理。

统计学基础是2016年和2018年联赛试题中新出现的内容，主要的考查方法是应用统计学知识进行简单的数据分析，一般只需要考生读懂图表，即可作答，不需要进行复杂的计算(表3)。

表3 2016年和2018年生物学联赛中涉及的统计学知识点

2.2 分析图表等数据，得出实验结果和结论 例题2(2018年CHSBO第75题)： 研究者设计了迷宫实验。首先，单独训练每只小鼠进入迷宫并到达指定区域以启动实验。在灯光的提示下，小鼠进入正确的隔间即会得到奖励，奖励是食物(Food)或对大脑中奖励中心的刺激(WBS)。当经过训练的小鼠成功地将灯光与奖励相关联后，它们就被成对放入迷宫中进行正式实验。只有当两只小鼠都到达指定区域时，提示灯才会亮起。如果一只小鼠按提示进入正确的隔间就会得到奖励(建立了社会规则)；但如果两只同时进入就都没有奖励(没有建立起社会规则)。结合图1回答问题。根据题干描述的实验过程和图1和图2的实验结果判断以下说法中正确的是？(单选)

图1 2018年CHSBO第75题图a

图2 2018年CHSBO第75题图b

A. “食物”是生存必需，同组小鼠获取它的原则始终是先到先得

B. “对大脑中奖励中心的刺激”有利于在同组小鼠之间建立起等级体系，使优势个体获得更多的奖励

C. 随着实验次数的增加，“食物”和“对大脑中奖励中心的刺激”都可以成为小鼠自发建立社会规则的有效奖励物

D. 在“对大脑中奖励中心的刺激”作为奖励物时，更有利于社会规则的建立

分析： 试题的素材来源于Choe等[4]的论文“小鼠在社会冲突中可以建立规则以达到利益最大化”，该论文研究了小鼠在社会冲突中可以建立社会规则，从而达到利益的最大化。该试题的题干给出了研究过程和实验的部分结果，只考查学生从图表中获取信息和分析实验结果的能力，并没有考查复杂的实验过程。

该题只要严格按照题干图表信息答题即可： A选项，从图中并不能得到“‘食物’是生存必需，同组小鼠获取它的原则始终是先到先得”，故A选项错误；B选项，图中没有提到小鼠的等级优势，故无法得到“‘对大脑中奖励中心的刺激’使优势个体获得更多的奖励”的结论；C和D选项，由图1可知“食物”作为奖励时，小鼠“单只进入正确隔间的比例”明显低于“对大脑中奖励中心的刺激”作为奖励时的比例，由图2可知随着实验次数的增加，“食物”作为奖励时，小鼠“共同进入正确隔间的时间”呈现无规则的波动，而“对大脑中奖励中心的刺激”作为奖励时，该时间一直保持很低的水平，故C选项错误，D选项正确。

此类试题是生物学联赛文献题中最常见的一类试题，这类试题需要学生有较强的分析图表的能力，一般只要严格按照题干信息作答，即可得分。但是由于科技论文中经常会用到一些生物学实验技术，而这些技术和方法并不是学生熟知的，所以学生在备考中需要特别注意实验技术与方法。例如，2018年试题中涉及到SDS-聚丙酰胺凝胶电泳、免疫共沉淀、免疫印迹试验和水迷宫实验等。

2.3 以材料为背景，考查基础知识 例题3(2016年CHSBO第70题)： Smith等认为褐背拟地鸦(Pseudopodoceshumilis)等鸟类会使用废弃的鼠兔(Ochotonacurzoniae)洞作为繁殖育幼的巢穴，是高原鼠兔作为高原生态系统的关键种的原因之一。下面哪些关系不适合描述褐背拟地鸦与鼠兔之间的种间关系？(多选) A.竞争；B.捕食；C.寄生；D.偏利共生

分析： 试题的素材来源于Smith等[5,6]的论文“鼠兔是关键因素： 毒杀小型哺乳动物对青藏高原水文生态的影响”和“鼠兔对当地鸟类生物多样性具有重要影响”。此题主要考查对几类种间关系概念的理解。

题干中提到“褐背拟地鸦等鸟类会使用废弃的鼠兔洞作为繁殖育幼的巢穴”，显然这对鸟类是有利的，因鼠兔已经把洞穴废弃，所以鸟类的这种行为对鼠兔无影响，这是典型的偏利共生(共栖)现象。故A、 B、 C选项正确，D选项错误。

此类题虽然以科技论文的素材为背景，但是并不考查研究的方法、过程和实验结论等，也不考查数据分析，而是考查学生能否将学过的生物学基本概念应用在生活实际中。此类题需要学生首先掌握生物学基础知识，其次要能够分析出题干中的关键信息。

3 文献题给教师带来挑战

文献题的大量出现，更能够体现生物学联赛的宗旨，很多教师反映对生物学联赛的变化最直观的感受就是：“死记硬背的知识少了，逻辑分析的知识多了”，这可能会吸引一大批具有良好数理思维的学生投入到生物学联赛中。

3.1 系统学习，摒弃偏怪 无论生物学联赛试题如何变化，生物学联赛考查的范围都是以基础生物学知识为主，所以对于备考生物学联赛的学生，系统地学习基础生物学中的各门学科是必要的。一些学生以大量刷联赛模拟题和考研题作为复习的方式，事实上是收效甚微的。

3.2 精选试题，储备素材 由于我国生物学联赛一直以来大量考查基础知识，故市面上有关生物学联赛的练习题大多以基础题为主，较少涉及文献题。这就需要辅导教师搜集和整理文献题，并尝试自主编制一些文献题，从中精选出适合学生练习的试题。例如，日本生物学联赛试题和国际生物学联赛试题中含有大量的文献题，可作为参考。

3.3 阅读文献，提升能力 文献题的素材来源于近些年的科技论文，教师可以查找典型的文献，供学生进行阅读。典型文献是指那些应用了常见的实验技术、研究方法和统计学分析方法等的文献。学生通过阅读文献，一方面可以将所学的基础知识用于实践中，另一方面可以提升自身分析材料的能力和科研能力。

3.4 学习数理，强化思维 在近些年的联赛试题中出现统计学内容，这也在提醒教师，加强数理知识的学习是必要的。学生不要因为备考生物学联赛就忽略了中学基础学科内容的学习，事实证明具有较强科学思维的学生，在生物学联赛备考中是比较轻松的，也是更容易在生物学联赛中取得优异的成绩。