基于高考試題探索生物學(xué)核心素養(yǎng)的測量與評價

王子如　王娜　韋艷艷

摘要 從生物學(xué)核心素養(yǎng)的角度，分析2017年高考理綜全國Ⅰ卷29題和全國Ⅲ卷32題，把握新一輪課改的命題特點，并就生物學(xué)核心素養(yǎng)的測量與評價提出幾點建議。

關(guān)鍵詞 2017年高考 生物學(xué)核心素養(yǎng) 測量 評價

中圖分類號 G633.91 文獻標(biāo)志碼 B

1高考試題

（2017年高考理綜全國I卷29題）根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成?？蓪⒉《痉譃镽NA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害，通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。

假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換，請利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計實驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出：（1）實驗思路；（2）預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論即可。（要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組）

（2017年高考理綜全國Ⅲ卷32題）已知某種昆蟲的有眼（A）與無眼（a）、正常剛毛（B）與小剛毛（b）、正常翅（E）與斑翅（e）這三對相對性狀各受一對等位基因控制?，F(xiàn)有三個純合品系：①aaBBEE、②AAb.bEE和③AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換，回答下列問題：

（1）若A/a、B/b、E/e這三對等位基因都位于常染色體上，請以上述品系為材料，設(shè)計實驗來確定這三對等位基因是否分別位于三對染色體上。

（2）假設(shè)A/a、B/b這兩對等位基因都位x染色體上，請以上述品系為材料，設(shè)計實驗對這一假設(shè)進行驗證。（要求：寫出實驗思路、預(yù)期實驗結(jié)果、得出結(jié)論）

2試題總體分析

縱觀往年的高考理綜生物試題，今年高考理綜全國Ⅰ卷29題和全國Ⅲ卷32題是一大亮點，綜合考查了學(xué)生各方面的能力，充分展現(xiàn)與考查了生物學(xué)核心素養(yǎng)的科學(xué)思維和科學(xué)探究等維度。

首先，從命題形式上來看，這兩道題形式新穎，一改往年實驗探究題的命題風(fēng)格，不是給予一定的提示讓考生填空，而僅僅設(shè)置了問題情境，給出可供選擇的實驗材料等，要求考生自己用的語言簡述實驗思路，預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論。這無疑在一定程度上加大了試題難度，綜合考查了學(xué)生的邏輯推理、實驗設(shè)計、實驗結(jié)果預(yù)測、得出結(jié)論的能力以及邏輯性的語言表達能力等。

其次，從考試內(nèi)容上來看，二者均以生命科學(xué)發(fā)展史上的經(jīng)典實驗為背景。29題以確定未知病毒類型的實驗設(shè)計為載體，考查考生對1952年赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實驗思路、實驗技術(shù)方法的的理解與運用；32題也是通過實驗設(shè)計來評價考生對孟德爾的兩對相對性狀的雜交實驗過程以及對自由組合定律實質(zhì)的理解。

最后，從考試目的上來看，全國Ⅰ卷29題和全國Ⅲ卷32題均體現(xiàn)了考生的科學(xué)思維、科學(xué)探究等維度的生物學(xué)核心素養(yǎng)水平。這兩道題均要求考生通過分析、比較、類比推理、演繹推理等發(fā)展理性思維的方法進行實驗設(shè)計、預(yù)測實驗結(jié)果和得出實驗結(jié)論。

總的來說，這兩道高考生物試題從命題形式和考試目的上體現(xiàn)了新一輪課改的核心理念，以重要概念為載體，凸顯能力，以人為本位，注重學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

3試題具體分析

29題和32題都是通過設(shè)置新的實驗情景，考查考生對生命科學(xué)發(fā)展史上經(jīng)典實驗的實驗設(shè)計思路、實驗方法等的理解與運用。對29題的解答，考生通過分析試題，很容易將考點定位在人教版高中生物必修2模塊的“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)中赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗。

就29題而言，首先，仔細(xì)閱讀題目，明確實驗?zāi)康?。從所給材料中可以看出，該實驗需要確定新病毒的種類，回顧相關(guān)經(jīng)典史實，類比推理，進行實驗遷移。噬菌體侵染細(xì)菌成功的關(guān)鍵之一就在于實驗思路，即分別研究DNA與蛋白質(zhì)的功能。另一個關(guān)鍵在于能夠利用同位素標(biāo)記技術(shù)標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)彼此特有的元素（³²P和³²S）。通過學(xué)習(xí)，考生已經(jīng)知道DNA和RNA的組成元素相同，但是二者的基本組成單位核苷酸不同，具體表現(xiàn)在堿基種類不同。脲嘧啶是RNA特有的堿基，而DNA中特有的堿基是胸腺嘧啶（T）。通過分析、類比以及試題中的提示：利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料?？忌秃苋菀紫氲綐?biāo)記堿基T和U，并遷移經(jīng)典實驗，將該實驗分為兩組，甲組將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在在含放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，乙組將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后甲、乙兩組同時接種新病毒，進行保溫、離心并檢測其放射性。最后，推理得出實驗結(jié)論：病毒是無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，需要在自身遺傳物質(zhì)的指導(dǎo)下，利用宿主中的物質(zhì)來合成自身的組成成分。DNA病毒增殖在宿主中會利用堿基T，如果該病毒是DNA病毒，則甲組中產(chǎn)生子代病毒會帶有放射性，反之為RNA病毒；同理，RNA病毒在宿主中增殖會利用堿基U，如果該病毒是RNA病毒，則乙組中產(chǎn)生子代病毒會帶有放射性，反之為DNA病毒。甲、乙兩組相互印證。

當(dāng)然，對于32題，考生也必須掌握孟德爾自由組合定律的實質(zhì)以及兩對相對性狀的雜交實驗過程。首先，分析題目，第（1）小題假設(shè)A/a、B/b、E/e這三對等位基因都位于常染色體上，題目要求設(shè)計實驗來確定這三對等位基因是否分別位于三對染色體上，即確定這三對等位基因是否分別位于三對非同源染色體上，而這必然與孟德爾的自由組合定律密切相關(guān)。接著，回顧與自由組合定律相關(guān)的孟德爾的兩對相對性狀雜交實驗，類比推理，選擇雜交品系，設(shè)計實驗。考生通過類比經(jīng)典實驗，可以很輕松地選擇①×②、②×③、①×③三個雜交組合，得到F₁后，F(xiàn)₁自交得到F₂。最后，預(yù)期結(jié)果，得出結(jié)論。若F₂中均出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，且比例為9：3：3：1，則可確定這三對等位基因分別位于三對染色體上；若出現(xiàn)其他結(jié)果，則確定這三對等位基因不是分別位于三對染色體上。第（2）小題則是要求考生設(shè)計實驗，驗證假說即Ma、B/b這兩對等位基因都位X染色體上。這道小題選擇實驗材料很簡單，因為只涉及到Ma、B/b這兩對等位基因，所以選擇①×②雜交，而如何驗證這兩對等位基因是位于X染色體上而不是常染色體上則是關(guān)鍵所在?？忌趯W(xué)習(xí)孟德爾一對相對性的雜交實驗時學(xué)習(xí)了正反交的概念，也知道正反交實驗的用途之一：正反交實驗結(jié)果是否一致，可推斷控制性狀的基因是位于常染色體還是性染色體上，若正反交實驗子代表型不一致且與性別有關(guān)，則為細(xì)胞核遺傳，基因位于X染色體上。

首先，類比推理若①為母本，②為父本的交配方式為正交，則以②為父本、①為母本的交配方式為反交。接著，演繹推理，分別觀察兩組雜交方式的子一代的表現(xiàn)型。如圖1所示，若正交得到的子代個體中雄性個體與反交得到的子代個體中雄性個體有眼/無眼、正常剛毛/小剛毛這兩對相對性狀的表現(xiàn)型不同，證明這兩對等位基因都位于X染色體上。

4測量與評價

首先，如前所述，與往年高考理綜生物試題相比，新一輪課改后的這兩道試題在形式上讓考生耳目一新，不是設(shè)空考查考生零碎的知識點，而是設(shè)置具體情景綜合考查考生各方面的能力，如類比推理、分析等理性思維能力以及邏輯性的語言表達能力、實驗設(shè)計、預(yù)測實驗結(jié)果、推理實驗結(jié)論的能力等，要求更高。這需要教師在平時的教學(xué)實踐中轉(zhuǎn)變教育理念，在注重學(xué)生具體學(xué)科知識的同時，更要學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)，在科學(xué)探究中發(fā)展學(xué)生的理性思維。

其次，這兩道題是對教材核心內(nèi)容的考查，但是需要考生對教材內(nèi)容進行深層次的遷移，這在一定程度上提醒教師可以選取教材內(nèi)容適當(dāng)拓展作為命題素材，培養(yǎng)學(xué)生樹立“來源于教材，高于教材”的試題理念，同時促使學(xué)生提高對教材的重視。

最后，這兩道試題都是對相關(guān)經(jīng)典史實的考查。生物科學(xué)史是科學(xué)家探索生命科學(xué)本質(zhì)的過程。教師在平時的教學(xué)中，應(yīng)積極挖掘并利用生物科學(xué)史資源，有意識地關(guān)注生命科學(xué)史的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生像科學(xué)家一樣去思考，學(xué)習(xí)科學(xué)家對于科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，發(fā)展生物學(xué)核心素養(yǎng)，體現(xiàn)以人為本的教育理念，促進學(xué)生全面和諧的發(fā)展。