一道試題中蘊(yùn)含的生物學(xué)核心素養(yǎng)
——對2018年高考理科綜合全國卷Ⅲ第32題的思考

廣西

2018年高考理科綜合全國卷Ⅲ第32題以農(nóng)田、人、蚯蚓構(gòu)成的“農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖”為背景，圍繞分解者的作用，對生活垃圾的無害化處理等問題，進(jìn)行推斷、分析和論證，引導(dǎo)學(xué)生建立環(huán)境友好的態(tài)度、增強(qiáng)主動(dòng)參與社會(huì)事務(wù)討論的責(zé)任意識(shí)。試題看似簡單平常，卻從多個(gè)角度、不同層次滲透了生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

1.真題呈現(xiàn)

（2018年，全國卷Ⅲ，第32題）（10分）如圖是某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖。

據(jù)圖回答下列問題：

（1）蚯蚓生命活動(dòng)所需的能量來自于生活垃圾中的____（填“有機(jī)物”或“無機(jī)物”）。生活垃圾中的細(xì)菌和真菌屬于分解者，在生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用是________ 。

（2）根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中分解者的作用，若要采用生物方法處理生活垃圾，在確定處理生活垃圾的方案時(shí)，通常需要考慮的因素可概括為3個(gè)方面，即_________________________________________________________________。

【參考答案】（1）有機(jī)物 將動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物分解成無機(jī)物

（2）待分解垃圾的性質(zhì)，引進(jìn)的分解者生物的種類，處理環(huán)境的理化條件

（3）主動(dòng)

2.試題淺析

2.1 解釋中滲透生命觀念

試題以最常見的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖生動(dòng)反映該生態(tài)系統(tǒng)通過“人、蚯蚓、微生物、農(nóng)作物”之間的多級關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)再生、高效利用，突出了環(huán)境友好型社會(huì)的生態(tài)文明觀。

第（1）和（3）題，呈現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中“生活垃圾→蚯蚓→蚓糞→細(xì)菌和真菌等微生物→無機(jī)鹽→農(nóng)作物→農(nóng)產(chǎn)品”的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)過程。在此過程中，蚯蚓通過自身的消化系統(tǒng)將有機(jī)生活垃圾迅速分解、轉(zhuǎn)化成為自身營養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)菌、真菌等生物易于利用的蚓糞。蚯蚓對有機(jī)生活垃圾的生物降解，既可以生產(chǎn)優(yōu)良的動(dòng)物蛋白，又可以生產(chǎn)肥沃的生物有機(jī)肥。細(xì)菌、真菌等分解生活垃圾及蚓糞中的有機(jī)物，產(chǎn)生無機(jī)鹽和CO2，提供給農(nóng)作物利用。在此過程中蚯蚓和細(xì)菌、真菌等分解者完成了能量的貯存、利用和散失?？梢?，在第（1）（3）題問題設(shè)置的關(guān)聯(lián)中蘊(yùn)含了物質(zhì)與能量觀，即物質(zhì)合成與分解總是伴隨著能量的吸收與釋放，生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)密不可分。

2.2 觀察中運(yùn)用科學(xué)思維

第（1）題中設(shè)置的兩個(gè)題空，看似相互獨(dú)立實(shí)則具有很強(qiáng)的相關(guān)性。首先，學(xué)生必須明確蚯蚓屬于該生態(tài)系統(tǒng)的分解者之一。其次，要清楚分解者營腐生生活，所以能利用動(dòng)植物遺體和動(dòng)物的排遺物中的有機(jī)物（貯存著能量），將之分解成無機(jī)物，并利用有機(jī)物中貯存的能量。因此，需要學(xué)生運(yùn)用邏輯性思維對蚯蚓和細(xì)菌、真菌在生態(tài)系統(tǒng)中的成分及作用進(jìn)行界定、概括。邏輯的條理性則依賴于對概念的清晰認(rèn)識(shí)。第（2）題中關(guān)于生活垃圾的處理問題上，需抓住“生物方法”這個(gè)關(guān)鍵信息進(jìn)行推理：生活垃圾（如爛菜葉果皮、殘羹剩飯及動(dòng)物內(nèi)臟殘?jiān)?、廢紙、塑料袋、包裝袋……）→微生物對有機(jī)物的降解具有選擇性→微生物（酶的作用）需要合適的環(huán)境條件（如合適的溫度、pH、濕度）→微生物的降解效能。思考的過程需要用演繹的方法推斷影響生物降解效率的可能因素，運(yùn)用批判性思維對方案的合理性進(jìn)行反思與評價(jià)，既要考慮垃圾處理的效果，又要評估處理方法對生態(tài)環(huán)境的影響。

2.3 論證中進(jìn)行科學(xué)探究

科學(xué)探究是指人們通過一定的過程和方法對客觀事物和現(xiàn)象進(jìn)行探索、質(zhì)疑和研究。第（2）題從表面上看是因素列舉，實(shí)際上是“采用生物學(xué)方法處理生活垃圾”的實(shí)驗(yàn)方案的可行性論證。學(xué)生運(yùn)用“分解者的作用”的知識(shí)，在分解者與生活垃圾之間建立起“生物分解”的概念，并從生物學(xué)的角度去分析這一方案實(shí)施過程中需要考慮的“待分解垃圾的性質(zhì)，引進(jìn)的分解者生物的種類，處理環(huán)境的理化條件”等因素，從而預(yù)測可能出現(xiàn)的結(jié)果，評估實(shí)驗(yàn)方案的可行性，為實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施與完善提供有價(jià)值的參考意見。

2.4 決策中擔(dān)當(dāng)社會(huì)責(zé)任

試題將學(xué)生放在研究者和決策者的位置，直接面對人們不斷提高的生活水平與日益增加的生活垃圾之間的矛盾，運(yùn)用儲(chǔ)備的生物學(xué)知識(shí)，利用與環(huán)境和諧相處的思想，將生活垃圾減量化、無害化、資源化。

試題既測量了學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通、學(xué)以致用的能力，又幫助學(xué)生樹立良好的生態(tài)文明觀，形成愛護(hù)自然、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的社會(huì)責(zé)任感。

2018年高考理科綜合全國卷Ⅲ生物試題，讓考生從解題變?yōu)榻鉀Q問題，變學(xué)會(huì)做題為學(xué)會(huì)做事，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生做事的科學(xué)態(tài)度與做人的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，全面落實(shí)生物學(xué)科的育人價(jià)值。

3. 教學(xué)啟示

3.1 創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展

學(xué)生在真實(shí)的情境中才能表現(xiàn)自己的真實(shí)水平，情境越真實(shí)，越能反映學(xué)生的核心素養(yǎng)。例如本題中的生活垃圾處理就是來源于現(xiàn)實(shí)生活中的真實(shí)情境，在解決真實(shí)情境的真正問題中，促進(jìn)學(xué)生調(diào)用必備的知識(shí)與關(guān)鍵技能，養(yǎng)成科學(xué)思維和科學(xué)探究的習(xí)慣。

3.2 增加概念的科學(xué)性，提升學(xué)生表達(dá)的邏輯性

本題選用了農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)這一真實(shí)情境命題，考查了學(xué)生對“分解者能將動(dòng)植物遺體殘骸中的有機(jī)物分解成無機(jī)物”這一概念的理解力和科學(xué)探究的能力。因此，平時(shí)的教學(xué)及訓(xùn)練中，可通過設(shè)計(jì)科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生將事實(shí)性知識(shí)轉(zhuǎn)化為概念性知識(shí)，形成科學(xué)概念。設(shè)計(jì)與生產(chǎn)生活相關(guān)的試題情境，讓學(xué)生用獲得的科學(xué)概念解釋新的現(xiàn)實(shí)問題，提高語言表達(dá)的邏輯性。