基于“核心素養(yǎng)”評價的生物學(xué)試題研制案例

陳 蓉 林建春

(1 福建師范大學(xué)附屬中學(xué) 福州 350007；2 福建省普通教育教學(xué)研究室 福州 350001)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出：“學(xué)業(yè)水平考試的主要目的是評價學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平”“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”。如何根據(jù)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行命題是高中生物學(xué)教師急需研究的課題。本文結(jié)合2018年福建省高中畢業(yè)班質(zhì)量檢查測試，探索基于“核心素養(yǎng)”評價的生物學(xué)試題命制，嘗試從多維度測量學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平，探索可測、可量化的一些方法。

案例(2018年福建省高中畢業(yè)班質(zhì)量檢查測試第29題)： 在光合作用中NADP+與NADPH可相互轉(zhuǎn)化(圖1)。為探究外界因素對NADP+含量的影響，取某雙子葉植物小圓葉片等量分為3組，進行下表實驗。各組均在黑暗處理5min后開始測定NADP+含量，結(jié)果如圖2?；卮鹣铝袉栴}：

組別處 理甲組25℃,光照1h→黑暗5min→重新光照乙組25℃,光照1h→黑暗5min→不再光照丙組42℃,光照1h→黑暗5min→重新光照

圖1 NADPH與NADP+的相互轉(zhuǎn)化

圖2 實驗結(jié)果

(1) NADPH轉(zhuǎn)化為NADP+發(fā)生在葉綠體的 中(填場所)。

(2) 圖2中 (填“a與d”或“d與e”或“c與f”)NADP+含量的差異，反映出高溫(42℃)抑制該植物的暗反應(yīng)。

(3) ab段NADP+含量下降的原因是 。

(4) 資料顯示： 抗霉素A能夠影響該植物光合作用，導(dǎo)致NADP+含量減少。請在上述實驗的基礎(chǔ)上，補充實驗加以驗證(簡要寫出實驗思路即可)。

1 試題情境創(chuàng)設(shè)

學(xué)科核心素養(yǎng)強調(diào)知識的應(yīng)用能力，因此試題的情境創(chuàng)設(shè)成為基本要求。只有在新穎的情境中才能真實考查學(xué)生所學(xué)知識、方法的遷移運用，評價學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的水平。情境可以來自多方面，如科學(xué)發(fā)展史、社會關(guān)注熱點、科學(xué)研究的新成就以及現(xiàn)實生活等。

1.1 試題情境的新穎性 考試說明對光合作用的要求是“光合作用的基本過程”和“影響光合作用的環(huán)境因素”兩個Ⅱ類水平知識點。本題的素材取自科研論文，試題以光合作用過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化知識為載體，在教材基礎(chǔ)上進一步深化學(xué)生對[H]知識的理解。命題時重構(gòu)了試題背景： 在原論文中除了黑暗、25℃(第1組)，光照、25℃(第2組)，光照、42℃(第3組)外同時還進行了抗霉素A、光照、25℃(第4組)實驗。而在題干的研制過程中對其進行了如下處理： 保留前三組實驗以及實驗結(jié)果，將第4組實驗創(chuàng)設(shè)為實驗設(shè)計題，依托論文中的實驗結(jié)果為背景考查學(xué)生實驗設(shè)計能力。創(chuàng)造性的以真實科技論文為背景進行簡化而又創(chuàng)新的編排，一方面減輕了學(xué)生獲取題干信息時無關(guān)信息的干擾，在較簡單的實驗情境中有效地考查學(xué)生運用所學(xué)知識對生物學(xué)問題進行推理、解釋的能力；另一方面改編后的題干基于核心素養(yǎng)立意，增加了科學(xué)探究能力的考查，實現(xiàn)了多層次的能力考核。題干背景以及問題切入點新穎獨特，學(xué)生在新的情境中對知識規(guī)律的運用，表現(xiàn)出解決問題能力的屬性[1]。

1.2 試題情境的真實性 運用科技論文命制試題最困難的地方在于將“科研的真實”化為“學(xué)生的真實”。脫離了學(xué)生的知識和認知水平的素材只具備了科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的“真”，但缺少了與學(xué)生認知水平和生活經(jīng)驗接軌的“實”。人教版教材中在旁欄相關(guān)信息提及“輔酶Ⅱ(NADP+)”和“還原型輔酶Ⅱ(NADPH)”的名稱，而本題“在光合作用中NADP+與NADPH可相互轉(zhuǎn)化”通過增加圖示(圖1)輔助，科學(xué)地展示了兩種物質(zhì)在光反應(yīng)和暗反應(yīng)中轉(zhuǎn)化過程，構(gòu)建了NADP+與NADPH物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的模型，幫助學(xué)生理解題意，巧妙地搭建“科研的真實”與“學(xué)生的真實”過渡的橋。

1.3 試題情境的簡約性 構(gòu)成情境時，應(yīng)當(dāng)堅持素養(yǎng)立意，情境簡潔、有效。這樣考核的重點才能直接指向核心素養(yǎng)，實現(xiàn)高質(zhì)量考查。在構(gòu)建試題背景時，在尊重原文的基礎(chǔ)上，基于科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑瓌t，對有關(guān)描述給予適當(dāng)簡化： 對于學(xué)生未學(xué)習(xí)過的試劑以及具體操作過程在題目中給予忽略處理，用三線表簡要表示實驗過程，清晰地顯示了實驗步驟，準(zhǔn)確地呈現(xiàn)了實驗的過程。題干簡潔清晰、一目了然，重點突出實驗思路，考查方向直指能力素養(yǎng)。

2 問題設(shè)置

核心素養(yǎng)的考查需要在情境化的背景下，設(shè)置問題驅(qū)動學(xué)生運用知識，讓知識和情境產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，用思維聯(lián)系觀察到的“真實”并獲取信息。圍繞本題情境，基于新課程標(biāo)準(zhǔn)中“核心素養(yǎng)”內(nèi)容的考核重點設(shè)置問題情境，試圖考查學(xué)生的素養(yǎng)水平，并設(shè)置部分表達要求較高的問題，將學(xué)生內(nèi)隱的思維外顯化，考查科學(xué)思維的品質(zhì)。

2.1 考查“生命觀念”素養(yǎng)的問題設(shè)置 本題在(1)(2)(3)題目設(shè)置中，希望考查學(xué)生能在較好理解生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上形成物質(zhì)和能量觀。學(xué)生需要結(jié)合教材中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化以及題干中給出的圖1的知識，聚焦光反應(yīng)和暗反應(yīng)聯(lián)系的核心問題： ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化，NADPH和NADP+也是可以相互轉(zhuǎn)化的，形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化的觀念，而在物質(zhì)轉(zhuǎn)化的過程中能量也發(fā)生轉(zhuǎn)移。第(1)小題結(jié)合教材知識作為基礎(chǔ)鋪墊，第(2)小題要求學(xué)生知悉光照1h內(nèi)，甲、丙兩組NADPH和NADP+的相互轉(zhuǎn)化及平衡關(guān)系。第(3)小題需要進一步應(yīng)用NADPH和NADP+也是可以相互轉(zhuǎn)化的知識進行深度思維。問題設(shè)置由淺入深逐漸展開，實現(xiàn)對“生命觀念”素養(yǎng)不同水平檢測。2.2 考查“科學(xué)思維”素養(yǎng)的問題設(shè)置 如果單純地考查學(xué)生對某個點的分析，學(xué)生只需要具備“知其然”的淺層思維水平。如果問題設(shè)置能引發(fā)學(xué)生基于生物學(xué)事實和證據(jù)，去探討、闡述生命現(xiàn)象和規(guī)律，則就達到了“知其所以然”的能力要求。第(3)小題，學(xué)生需要對整段曲線進行分析，結(jié)合三組實驗結(jié)果，通過分析對比找到引發(fā)ab段下降的因素——光照。還需進一步思考光照和NADP+含量的關(guān)系，結(jié)合光反應(yīng)和暗反應(yīng)的知識，去理解NADPH和NADP+的相互轉(zhuǎn)化，找到知識連接通過深度思維才能正確解題。

2.3 考查“科學(xué)探究”素養(yǎng)的問題設(shè)置 在充分考查學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維等素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，本題還側(cè)重考查學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)水平。本題在一次實驗中同時完成四組實驗的科學(xué)研究，把科學(xué)探究能力關(guān)注點落實在是否能夠“針對特定生物學(xué)現(xiàn)象進行實驗設(shè)計”。把加入抗霉素A的實驗組在題干中隱藏起來，題干中只呈現(xiàn)三組實驗。要求學(xué)生通過題干信息提取證據(jù)，形成一個具體的方案，寫出實驗思路。學(xué)生需要用一定的文字表達他們的設(shè)計思路，這樣問題的設(shè)置可以使學(xué)生思維的過程外顯，學(xué)生設(shè)置新實驗方案時，需要考慮自變量的選擇，判斷題干給出的因變量，以此做整體思考、整合，用簡潔的語言寫出實驗思路。這樣就可以直觀地觀察學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)水平。

3 評分標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置

如果說試題是考查“核心素養(yǎng)”能力的載體，那評分標(biāo)準(zhǔn)就清晰地展現(xiàn)了對“核心素養(yǎng)”的具體要求的說明。本題嘗試根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分為依據(jù)設(shè)計能夠區(qū)分出學(xué)生能力表現(xiàn)水平的評分標(biāo)準(zhǔn)，分析如下(表1)：

據(jù)表1制定細致的評分細則作為導(dǎo)向。例如，第(3)小題的評分細則如下：“黑暗處理初期暗反應(yīng)積累了NADP+，重新光照時(1分)，光反應(yīng)迅速將水分解，生成O2和NADPH，消耗NADP+(1分)，暗反應(yīng)中C3還原消耗的NADPH較少(1分)，(導(dǎo)致NADP+含量顯著下降)”。在評分的設(shè)置上要求學(xué)生逐步展現(xiàn)思維過程，思維層層深入。一些學(xué)生只寫到“暗反應(yīng)速率高于光反應(yīng)速率”，無法反映其對物質(zhì)轉(zhuǎn)化的具體理解。同時如果學(xué)生只寫“光反應(yīng)消耗NADP+”，沒有寫出“水的分解”；或者只寫“暗反應(yīng)消耗的NADPH”，沒有寫出“C3還原”反映出其思維可能仍然停留在淺層，沒有達到科學(xué)思維水平3的要求。要求學(xué)生清晰的寫出條件變化時，深入考慮具體的物質(zhì)轉(zhuǎn)變，才能解釋最終物質(zhì)(NADP+)含量下降的原因。設(shè)置評分細則時展現(xiàn)出提倡進行深度思維的導(dǎo)向，給用文字清晰闡述和表達深度思維的學(xué)生以肯定，鼓勵學(xué)生在今后的生物學(xué)學(xué)習(xí)過程中進行理性思維。

表1 試題素養(yǎng)分析

核心素養(yǎng)是個體在解決復(fù)雜現(xiàn)實問題過程中表現(xiàn)出來的綜合性品質(zhì)。本案例試圖充分挖掘素材中相關(guān)概念和科學(xué)原理的基礎(chǔ)上，通過有效的設(shè)問，以考查具體課程目標(biāo)為引領(lǐng)，凸顯“核心素養(yǎng)”的理念，在有效測試學(xué)生“核心素養(yǎng)”水平方面做了初步的嘗試。