理綜生物高考試題的獨(dú)特育人價值

盧鎮(zhèn)岳

普通高中課程方案（2017年版）中明確，中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是黨的教育方針的具體化、細(xì)化。而各學(xué)科的學(xué)科核心素養(yǎng)是為建立核心素養(yǎng)與課程教學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系，基于學(xué)科本質(zhì)凝練而成。通過學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成本質(zhì)上能促進(jìn)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的達(dá)成。

在《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）中提出了以下的命題原則，命題應(yīng)以課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，指向生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。試題素材應(yīng)貼近學(xué)生生活實(shí)際，以真實(shí)問題情境組織命題，應(yīng)注重考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識和技能解決問題的能力。試題的表述和指向要明確、清晰、直接，確保題目的公平性、科學(xué)性和規(guī)范性，要能夠區(qū)分出不同素養(yǎng)水平的學(xué)生。

高考既要考查四個素養(yǎng)的不同層次，又要著重考查理性思維和科學(xué)探究，以充分利用好高考引導(dǎo)教學(xué)的功能，為發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)這一生物學(xué)課程的根本目的服務(wù)。優(yōu)秀的理綜生物高考題應(yīng)該能有效衡量生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。體現(xiàn)其服務(wù)選材功能，并能通過引導(dǎo)后續(xù)的教學(xué)活動促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成及學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的達(dá)成，從而最終體現(xiàn)出其立德樹人的本質(zhì)要求。

下面將從巧編試題提升學(xué)生核心素養(yǎng)、創(chuàng)設(shè)情景引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)展、精心設(shè)問促進(jìn)學(xué)生社會參與3個方面進(jìn)行分析，從2018年各地理綜生物高考試題中選出典型試題探討題目是如何部分或整體地達(dá)成上述目標(biāo)，并由此實(shí)現(xiàn)其獨(dú)有的育人價值。

1巧編試題提升學(xué)生核心素養(yǎng)

1.1有序呈現(xiàn)信息提升學(xué)生科學(xué)思維

科學(xué)思維素養(yǎng)需要學(xué)生能尊重事實(shí)和證據(jù)，要能運(yùn)用科學(xué)的思維方法解決實(shí)際問題。以2018年全國統(tǒng)一考試生物Ⅰ卷（乙）（后文簡稱Ⅰ卷，另兩套全國卷簡稱Ⅱ卷、Ⅲ卷）第6題為例分析，高考題如何通過對題目信息的有序呈現(xiàn)，并作為事實(shí)和證據(jù)，讓學(xué)生據(jù)此進(jìn)行分析推理，由此達(dá)到考查學(xué)生科學(xué)思維的目的。題目如下：

某大腸桿菌能在基本培養(yǎng)基上生長，其突變體M和N均不能在基本培養(yǎng)基上生長，但M可在添加了氨基酸甲的基本培養(yǎng)基上生長，N可在添加了氨基酸乙的基本培養(yǎng)基上生長，將M和N在同時添加氨基酸甲和乙的基本培養(yǎng)基中混合培養(yǎng)一段時間后，再將菌體接種在基本培養(yǎng)基平板上，發(fā)現(xiàn)長出了大腸桿菌（X）的菌落。據(jù)此判斷，下列說法不合理的是 （ ）

A.突變體M催化合成氨基酸甲所需酶的活性喪失

B.突變體M和N都是由于基因發(fā)生突變而得來的

C.突變體M的RNA與突變體N混合培養(yǎng)能得到X

D.突變體M和N在混合培養(yǎng)期間發(fā)生了DNA轉(zhuǎn)移

參考答案：C。

題目主要考查學(xué)生基于事實(shí)的邏輯推理。對合理性的判斷不同于對確定知識的記憶，學(xué)生需要根據(jù)題干給出的信息，結(jié)合自己的生物學(xué)知識，利用現(xiàn)象分析能力和正確推理的能力，選出從已有知識及題干信息中無法合理推斷出的選項(xiàng)C。這里還要求學(xué)生能區(qū)分“合理”與“符合客觀事實(shí)”之間的差異，因?yàn)槿祟悓ψ匀唤绲牧私庥幸粋€不斷發(fā)展的過程，科學(xué)方法的本質(zhì)特征之一是隨時接受新發(fā)現(xiàn)的挑戰(zhàn)并能作出相應(yīng)的修正，所以其他選項(xiàng)是在本題情景和已有知識的基礎(chǔ)上的“合理”，但不排除有其他新的證據(jù)出現(xiàn)從而證明這些陳述有可能是錯的。學(xué)生正確解答此題需要達(dá)到“在某一給定情境中，運(yùn)用生物學(xué)規(guī)律和原理，對可能的結(jié)果或發(fā)展趨勢作出預(yù)測或解釋”這一水平。

1.2通過有梯度的難度設(shè)置，考查學(xué)生科學(xué)探究所處不同水平

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)每一個都有4個素養(yǎng)水平，相互之間有著明顯的區(qū)別。如何在題目中考查到學(xué)生所處的具體水平是對命題者的一大挑戰(zhàn)。下面以2018北京卷理綜29題為例，分析如何通過設(shè)置合理的題目難度梯度，從而達(dá)到對到達(dá)不同科學(xué)探究素養(yǎng)水平的學(xué)生的考查。題目及答案如下：

癌癥是當(dāng)前嚴(yán)重危害人類健康的重大疾病。研究人員利用與癌細(xì)胞在某些方面具有相似性的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）進(jìn)行了抗腫瘤的免疫學(xué)研究。

（1）癌細(xì)胞具有無限______的特點(diǎn)。當(dāng)體內(nèi)出現(xiàn)癌細(xì)胞時，可激發(fā)機(jī)體的__系統(tǒng)發(fā)揮清除作用。

（2）研究人員進(jìn)行的系列實(shí)驗(yàn)如下：

免疫組小鼠：每周注射1次含失去增殖活性的iPSC懸液，連續(xù)4周：

空白組小鼠：每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的緩沖液，連續(xù)4周。

實(shí)驗(yàn)一：取免疫組和空白組小鼠的血清分別與iP-SC、DB7（一種癌細(xì)胞）和MEF（一種正常體細(xì)胞）混合，檢測三種細(xì)胞與血清中抗體的結(jié)合率，結(jié)果見下表。

①比較表中iPSC與兩組小鼠血清作用的結(jié)果可知，免疫組的數(shù)值明顯____空白組的數(shù)值，說明iPSC刺激小鼠產(chǎn)生了特異性抗體。

②表中DB7和iPSC與免疫組小鼠血清作用后的檢測數(shù)據(jù)無明顯差異，說明DB7有________。

③綜合表中全部數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明______________________。

實(shí)驗(yàn)二：給免疫組和空白組小鼠皮下注射DB7，一周后皮下形成腫瘤。隨后空白組小鼠腫瘤體積逐漸增大，免疫組小鼠腫瘤體積逐漸縮小。由此推測：iPSC還能刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性抗腫瘤的細(xì)胞免疫。

（3）研究人員另取小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了上述推測。下圖為實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果示意圖。請在下圖中選擇A或B填入④處，從C～F中選擇字母填入①～③處。

（4）該系列研究潛在的應(yīng)用前景是iPSC可以用于______。

參考答案：

（1）分裂/增殖免疫

（2）高于可以與抗iPSC的抗體結(jié)合的抗原抗iPSC的抗體可以與DB7上的抗原特異性結(jié)合，而不能與MEF上的抗原結(jié)合（iPSC與DB7有共同的抗原，與MEF無共同的抗原）

（3）①F ②D③C④B

（4）預(yù)防和治療癌癥

此題在一個完整的實(shí)驗(yàn)情境中綜合考查了細(xì)胞分化、癌變以及免疫調(diào)整的內(nèi)容。題目第1小題的內(nèi)容對學(xué)生的要求不高，學(xué)生只需要識記相應(yīng)內(nèi)容即能正確作答。第2小題中的前三問圍繞實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析層層遞進(jìn)，需要學(xué)生“能夠在新的問題情境中，基于事實(shí)和證據(jù)，采用適當(dāng)?shù)目茖W(xué)思維方法揭示生物學(xué)規(guī)律或機(jī)制，并選用恰當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)、闡明其內(nèi)涵”。第4小題還需要學(xué)生“在面對生活中與生物學(xué)相關(guān)的問題并作出決策時，利用多個相關(guān)的生物學(xué)大概念或原理，通過邏輯推理闡明個人立場”。這一題對學(xué)生的要求是比較高的，要比較熟練運(yùn)用科學(xué)思維的學(xué)生才能在有限時間內(nèi)對全題進(jìn)行準(zhǔn)確作答。學(xué)生無論是在新情境中對事實(shí)和證據(jù)的判斷不準(zhǔn)確，或者不能揭示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的生物學(xué)規(guī)律，或者是表達(dá)方式不恰當(dāng)都會導(dǎo)致不同程度的失分，而如果不能做到同時利用多個相關(guān)的生物學(xué)大概念進(jìn)行清晰地邏輯推理也會出現(xiàn)相應(yīng)的失分。此題不但能將不同水平的學(xué)生清晰區(qū)分開來，還能考查科學(xué)探究中“設(shè)計并實(shí)驗(yàn)恰當(dāng)?shù)姆桨福贿\(yùn)用多種方法如實(shí)記錄，并創(chuàng)造性地運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果；運(yùn)用科學(xué)術(shù)語精確闡明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并展開交流”以及“基于給定的條件，設(shè)計并實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)方案；運(yùn)用多種方法如實(shí)記錄和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果；運(yùn)用科學(xué)術(shù)語報告實(shí)驗(yàn)結(jié)果”。天津卷理科綜合生物部分第9題也有類似效果。

此種題目通過對生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)探究的考查，不但同時考查到科學(xué)思維，更能通過培養(yǎng)學(xué)生理性思維、批判質(zhì)疑和用于探究培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。這是奠定學(xué)生文化基礎(chǔ)的重要方面。

2創(chuàng)設(shè)情景引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)展

2.1編排課外信息，提升學(xué)生核心素養(yǎng)

再以Ⅰ卷中選擇題第2題為例，分析學(xué)生正確作答此題所體現(xiàn)出來的科學(xué)思維水平。題目如下：

生物體內(nèi)的DNA常與蛋白質(zhì)結(jié)合，以DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物的形式存在。下列相關(guān)敘述錯誤的是 （ ）

A.真核細(xì)胞染色體和染色質(zhì)中都存在DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物

B.真核細(xì)胞的核中有DNA—蛋白質(zhì)復(fù)合物，而原核細(xì)胞的擬核中沒有

C.若復(fù)合物中的某蛋白參與DNA復(fù)制，則該蛋白可能是DNA聚合酶

D.若復(fù)合物中正在進(jìn)行RNA的合成，則該復(fù)合物中含有RNA聚合酶

參考答案：B。

此題中“DNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物”對于多數(shù)學(xué)生而言是一個相對陌生的概念，然而這卻是科研工作者所面對的真實(shí)情景。為了研究與DNA相關(guān)的蛋白質(zhì)的功能，首先要提取出相應(yīng)復(fù)合物并進(jìn)行分離純化，才能進(jìn)一步研究。題目情景看似簡單，其實(shí)卻巧妙地把更復(fù)雜的信息通過選項(xiàng)呈現(xiàn)，要求學(xué)生能從題目和選項(xiàng)信息中獲得對此概念的準(zhǔn)確界定，從而做出正確選擇。由于此題為單項(xiàng)選擇題，因此C、D選項(xiàng)不可能都是錯誤的，則就算C、D中有一個錯，也有另一個肯定對，由此學(xué)生根據(jù)C、D選項(xiàng)中對“復(fù)合物”的描述可推測出題目中對“復(fù)合物”的界定包含工作中的酶及其結(jié)合的DNA。在此判定的基礎(chǔ)上，可推測出B的敘述肯定是錯的，因?yàn)镃、D選項(xiàng)中描述的兩種現(xiàn)象在原核細(xì)胞中都會存在。這里的思維就和“能夠在新的問題情境中，基于事實(shí)和證據(jù)，采用適當(dāng)?shù)目茖W(xué)思維方法揭示生物學(xué)規(guī)律或機(jī)制”這個描述比較一致了。

此題除對科學(xué)思維的考查外，更凸顯對學(xué)生信息意識的考查。若學(xué)生只是死記硬背現(xiàn)有知識，不能靈活地從題目情境中提取有價值的信息，將對正確作答造成較大影響。因此，當(dāng)教師在教學(xué)中選用該題時，更應(yīng)該從題目情境及信息意識切入，由此促進(jìn)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，能適應(yīng)新時代的要求獲得良好的自主發(fā)展能力。

正確作答此題還需要學(xué)生具有結(jié)構(gòu)與功能觀，如和DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)到底實(shí)現(xiàn)那些功能，需要進(jìn)化與適應(yīng)觀，如原核生物和真核生物的異同。學(xué)生如能用生命觀念認(rèn)識生物的多樣性、統(tǒng)一性、獨(dú)特性與復(fù)雜性則解答此題也應(yīng)該得心應(yīng)手。

2.2編入生活案例配引導(dǎo)學(xué)生健康生活

健康中國是當(dāng)前被倡導(dǎo)的一個重要理念，Ⅱ卷選擇題第3題則不但考查了科學(xué)思維，還編選了源于學(xué)生生活的案例，引導(dǎo)學(xué)生健康生活。題目如下：

下列有關(guān)人體內(nèi)激素的敘述，正確的是 （ ）

A.運(yùn)動時，腎上腺素水平升高，可使心率加快。說明激素是高能化合物

B.饑餓時，胰高血糖素水平升高，促進(jìn)糖原分解，說明激素具有酶的催化活性

C.進(jìn)食后，胰島素水平升高，其既可加速糖原合成，也可作為細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組分

D.青春期，性激素水平升高，隨體液到達(dá)靶細(xì)胞，與受體結(jié)合可促進(jìn)機(jī)體發(fā)育

參考答案：D。

此題中題干限定了題目主題為“人體內(nèi)激素”，主要的信息則集中在各個選項(xiàng)，選項(xiàng)中的敘述均以人體的某具體生理過程開始，并以該生理現(xiàn)象為依據(jù)作出一個推論。A、B、C選項(xiàng)中，生理現(xiàn)象的情景主要是作為干擾信息出現(xiàn)，學(xué)生若對激素概念有較準(zhǔn)確的把握，并對激素作用的特點(diǎn)有較清晰的認(rèn)識，就能排除這三個選項(xiàng)，而D選項(xiàng)的情景本身是貼合多數(shù)高考考生的年齡特征的，都有最真切的體會。因此，學(xué)生只要“能夠以特定的生物學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)形成簡單的生物學(xué)概念，進(jìn)而用其解釋相應(yīng)的生命現(xiàn)象”，就能選出正確答案。

生物學(xué)本身就主要承擔(dān)了引導(dǎo)學(xué)生健康生活的職責(zé)，因此選用源于學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)如運(yùn)動、饑餓、進(jìn)食，以及所處發(fā)育階段如青春期等，對于引導(dǎo)學(xué)生珍愛生命健康生活起著重要作用。

3精心設(shè)問促進(jìn)學(xué)生社會參與

3.1選用我國成果達(dá)成學(xué)生社會責(zé)任

Ⅲ卷38題題干提到2018年《細(xì)胞》期刊報道，中國科學(xué)家率先成功地應(yīng)用體細(xì)胞對非人靈長類動物進(jìn)行克隆，獲得兩只克隆猴——“中中”和“華華”。此為中國科學(xué)家做出的重要科研成果，具有國際一定影響力，被評論中國科學(xué)家在該項(xiàng)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了“彎道超車”。

在高考題中選用此類素材并將極大地提高學(xué)生的國家認(rèn)同感，提升了學(xué)生責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)氖姑?，幫助學(xué)生更為積極主動地進(jìn)行社會參與，包括更認(rèn)真刻苦學(xué)習(xí)，立志為祖國科技發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。而這也與生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的社會責(zé)任有著密切聯(lián)系。

3.2設(shè)定探究問題鼓勵學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新

天津卷生物部分第7題由具體真實(shí)的情景“血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）的功能受多種物質(zhì)影響，與血管健康密切相關(guān)”切入，既考查了學(xué)生的必備知識，如“體液調(diào)節(jié)”；也考查了學(xué)生的關(guān)鍵能力，如通過給定實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓學(xué)生判定特定化合物同型半胱氨酸對VSMC分化程度的影響；考查了學(xué)生信息提取與分析的能力，也體現(xiàn)了對學(xué)生樹立信息意識的意圖。更為重要的是通過對血管保護(hù)藥物R的功能的進(jìn)一步考查，這類有一定情景的問題探究將對鼓勵學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新有著重要幫助。創(chuàng)新一般有添加式創(chuàng)新、組合式創(chuàng)新與顛覆性創(chuàng)新三大類，此題對于訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行組合式創(chuàng)新有著特別貢獻(xiàn)。如果學(xué)生以后投身生物制藥行業(yè)，要找到直接影響細(xì)胞功能的新因素可能不容易，但要找到對直接因素有影響的間接因素，以及找到這些因素的最優(yōu)組合設(shè)計復(fù)合藥物或幫助醫(yī)生能得到更好的組合用藥策略，這將是對國家做出突出貢獻(xiàn)的重要方式。