程序性知識(shí)的高考命題方式初探
——以人教版選修1為例

廣東

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)將人類知識(shí)劃分為陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)和策略性知識(shí)。其中陳述性知識(shí)是回答“是什么”的知識(shí)，程序性知識(shí)是回答“怎么做”的知識(shí)?；诖耍蓪⒏咧猩飳W(xué)知識(shí)進(jìn)行如圖1所示的分類：

圖1

以此為標(biāo)準(zhǔn)，筆者將從程序性知識(shí)角度出發(fā)，分析近三年部分高考全國卷的選修1試題，歸納其中的命題技巧與特點(diǎn)，并以原創(chuàng)題命題為示例，以期為2019屆師生備考提供參考。

一、高考試題中程序性知識(shí)的命題立意

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》認(rèn)為生物學(xué)課程既要讓學(xué)生獲得基礎(chǔ)的生物學(xué)知識(shí)，又要讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問題的思路和方法。筆者認(rèn)為其中“領(lǐng)悟觀點(diǎn)”“解決問題”就屬于程序性知識(shí)的范疇。因此，涉及程序性知識(shí)的高考題主要有兩個(gè)特點(diǎn)：一是試題素材落在教科書外，試題設(shè)計(jì)重視前沿生物科技進(jìn)展，設(shè)問以真實(shí)實(shí)驗(yàn)情境呈現(xiàn)，體現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)；二是解題思路 “套路化”，即試題的解題思路相對(duì)固定。以下將從三個(gè)方面逐一闡述高考試題中程序性知識(shí)的常見考查方式。

（一）生物學(xué)概念應(yīng)用型試題

【例1】（2018年，全國卷Ⅰ，第37題節(jié)選）將馬鈴薯去皮切塊，加水煮沸一定時(shí)間，過濾得到馬鈴薯浸出液。在馬鈴薯浸出液中加入一定量蔗糖和瓊脂，用水定容后滅菌，得到M培養(yǎng)基。

回答下列問題：

（1）M培養(yǎng)基若用于真菌的篩選，則培養(yǎng)基中應(yīng)加入鏈霉素以抑制___________的生長，加入了鏈霉素的培養(yǎng)基屬于__________ 培養(yǎng)基。（答案：細(xì)菌 選擇）

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)將生物學(xué)概念分為具體概念和定義性概念。具體概念是人們在日常生活中逐漸發(fā)現(xiàn)并歸納出來的概念，如例1中的“培養(yǎng)基”“馬鈴薯”“馬鈴薯浸出液”“蔗糖”“瓊脂”“M培養(yǎng)基”等；定義性概念是運(yùn)用概念定義對(duì)事物分類的能力，是不能通過觀察習(xí)得的概念，如例1中的“選擇培養(yǎng)基”。定義性概念一般包括例子、名稱、定義、概念屬性這四個(gè)部分。人教版高中生物選修1將“選擇培養(yǎng)基”定義為“在微生物學(xué)中，將允許特定種類的微生物生長，同時(shí)抑制或阻止其他種類微生物生長的培養(yǎng)基，稱為選擇培養(yǎng)基”。在該概念中，“允許特定微生物生長”“抑制或阻止其他種類微生物生長”是定義和例子，“培養(yǎng)基”是概念屬性，“選擇培養(yǎng)基”是名稱。例1的設(shè)計(jì)很好地體現(xiàn)了考查程序性知識(shí)的試題特點(diǎn)：試題素材來自教材之外，屬于信息題，也屬于實(shí)驗(yàn)情境題；設(shè)問是在原概念的基礎(chǔ)上進(jìn)一步升華，要求學(xué)生能夠利用“選擇培養(yǎng)基的定義”“鏈霉素能殺死細(xì)菌”這些已學(xué)知識(shí)來對(duì)相對(duì)陌生的生物學(xué)問題“加入了鏈霉素的培養(yǎng)基屬于什么”進(jìn)行分析，最終得出“該培養(yǎng)基屬于選擇培養(yǎng)基”這一結(jié)論。因此，此類問題的解題思維過程一般是提取信息→回顧舊知識(shí)→將舊知識(shí)與新問題建立聯(lián)系→ 分析→得出答案。

（二）生物學(xué)原理和規(guī)律型試題

【例2】（2018年，全國卷Ⅰ，第37題節(jié)選）（題干略）（3）若在M培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖，接種土壤濾液并培養(yǎng)，平板上長出菌落后可通過加入顯色劑篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物。加入的顯色劑是_________ ，該方法能篩選出產(chǎn)淀粉酶微生物的原理是________________________ 。（答案：碘液 淀粉遇碘液顯藍(lán)色，產(chǎn)淀粉酶的菌落周圍淀粉被水解，形成透明圈）

【例3】（2018年，全國卷Ⅱ，第37題節(jié)選）（題干略）（5）某同學(xué)在使用高壓蒸汽滅菌鍋時(shí),若壓力達(dá)到設(shè)定要求,而鍋內(nèi)并沒有達(dá)到相應(yīng)溫度,最可能的原因是_____________________________________ 。（答案：未將鍋內(nèi)冷空氣排盡）

【例4】（2018年，全國卷Ⅲ，第37題節(jié)選）（題干略）（3）制作面包時(shí)，為使面包松軟通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松軟的原因是_______________ 。（答案：酵母菌分解葡萄糖會(huì)產(chǎn)生CO2，CO2使面包松軟）

《現(xiàn)代漢語詞典》中將“原理”定義為帶有普遍性的、最基本的、可以作為其他規(guī)律的基礎(chǔ)規(guī)律；具有普遍意義的道理。著名心理學(xué)家加涅將智慧技能分成辨別、具體概念、定義性概念、規(guī)則和高級(jí)規(guī)則；我國心理學(xué)教授皮連生認(rèn)為“規(guī)則”是學(xué)習(xí)者在多種情境中一致地應(yīng)用若干概念之間關(guān)系的性能。比較字典中的“原理”和心理學(xué)家認(rèn)為的智慧技能的“規(guī)則”，不難發(fā)現(xiàn)“原理”即是“規(guī)則”，“規(guī)則”即為“原理”。對(duì)于高中生物學(xué)知識(shí)而言，運(yùn)用生物學(xué)基本概念、原理分析和解決問題就是運(yùn)用規(guī)則的過程。高考有關(guān)選修1的試題考查過的生物學(xué)原理主要有：鑒別培養(yǎng)基篩選微生物的原理、高壓蒸汽滅菌的原理、細(xì)胞呼吸的原理等。分析例2、例3、例4可知，此類試題的設(shè)問特點(diǎn)是經(jīng)常出現(xiàn)“原理是____________________ ”“原因是____________”等詞語，有時(shí)還可表述為“合理的解釋是__________”。此類試題的解題思路一般是描述條件→分析本質(zhì)→描述結(jié)果。其中“描述條件”一般來自題干信息，可以照抄設(shè)問的條件；“分析本質(zhì)”一般是“闡明原因”的具體答案，是生物學(xué)原理，需要根據(jù)題干信息和教材所學(xué)生物學(xué)原理進(jìn)行回答；“描述結(jié)果”一般來自題干信息，可以照抄。如例2設(shè)問的條件是“用淀粉取代蔗糖”；生物學(xué)原理是淀粉遇碘變藍(lán)色、產(chǎn)淀粉酶的微生物能分解淀粉成為還原糖（分析本質(zhì)）；“描述結(jié)果”是產(chǎn)淀粉酶的微生物菌落周圍出現(xiàn)透明圈，從而篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物；最后考生只需將這三句話串聯(lián)在一起即為正確答案。同理，例3設(shè)問的條件是“壓力達(dá)到設(shè)定要求”,“描述結(jié)果”是“鍋內(nèi)并沒有達(dá)到相應(yīng)溫度”，那么其生物學(xué)原理則是“未將鍋內(nèi)冷空氣排盡”（分析本質(zhì)）。例4設(shè)問的條件是“在面粉中添加一定量的酵母菌”，“描述結(jié)果”是“面包松軟”，其生物學(xué)原理是“酵母菌分解葡萄糖會(huì)產(chǎn)生CO2”（分析本質(zhì)）。

《2019年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》（以下簡稱《考試大綱》）在高中生物考核目標(biāo)的“理解能力”要求為“能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論”。分析例2、例3、例4的設(shè)問可知，高考考查生物學(xué)原理和規(guī)律型試題的特點(diǎn)非常明顯，而且命題形式也固定，這也為教師命制模擬試題提供參考標(biāo)準(zhǔn)。

（三）生物實(shí)驗(yàn)技能型試題

【例5】（2018年，全國卷Ⅰ，第37題節(jié)選）（題干略）（4）甲、乙兩位同學(xué)用稀釋涂布平板法測定某一土壤樣品中微生物的數(shù)量，在同一稀釋倍數(shù)下得到以下結(jié)果：

甲同學(xué)涂布了3個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是110、140和149，取平均值133；

乙同學(xué)涂布了3個(gè)平板，統(tǒng)計(jì)的菌落數(shù)分別是27、169和176，取平均值124。

有人認(rèn)為這兩位同學(xué)的結(jié)果中，乙同學(xué)的結(jié)果可信度低，其原因是_________________________ 。（答案：乙同學(xué)的結(jié)果中，1個(gè)平板的計(jì)數(shù)結(jié)果與另2個(gè)相差懸殊，結(jié)果的重復(fù)性差）

Research on the Development of Yunnan Sports Tourism Industry based on Diamond Model___________________________BAI Yinlong,GUO Tengjie,GAN Songtian 42

【例6】（2017年，全國卷Ⅱ，第37題節(jié)選）豆豉是大豆經(jīng)過發(fā)酵制成的一種食品。為了研究影響豆豉發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的甲、乙兩菌種分別接入等量的A、B兩桶煮熟大豆中并混勻，再將兩者置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，并在32 h內(nèi)定期取樣觀測發(fā)酵效果?；卮鹣铝袉栴}：

（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是___________ 、____________ 。（答案：菌種 發(fā)酵時(shí)間）

（3）如果在實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)32 h內(nèi)的發(fā)酵效果越來越好，且隨發(fā)酵時(shí)間呈直線上升關(guān)系，則無法確定發(fā)酵的最佳時(shí)間；若要確定最佳發(fā)酵時(shí)間，還需要做的事情是_____________ 。（答案：延長發(fā)酵時(shí)間，觀測發(fā)酵效果，最好的發(fā)酵效果所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為最佳發(fā)酵時(shí)間）

現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為動(dòng)作技能是通過練習(xí)獲得的、按一定規(guī)則協(xié)調(diào)自身肌肉運(yùn)動(dòng)的能力。對(duì)于高中階段而言，生物學(xué)的動(dòng)作技能就是獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力。《考試大綱》在考核目標(biāo)“實(shí)驗(yàn)與探究能力”中要求考生能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列的生物實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能。現(xiàn)行高考的模式是筆試，高考試題只能通過文字呈現(xiàn)出真實(shí)而陌生的實(shí)驗(yàn)情境，通過設(shè)問考查考生的科學(xué)探究素養(yǎng)。分析例5可知，此類試題的特點(diǎn)是先呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，再設(shè)問。其中設(shè)問包括“讓考生判斷結(jié)果的正確性”以及“解釋原因”。此類“解釋原因”試題的一般答題步驟是判斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果→ 分析本質(zhì)→描述結(jié)論。例5在題干中已經(jīng)做出“乙同學(xué)的結(jié)果可信度低”這一判斷，接著根據(jù)“為了保證結(jié)果準(zhǔn)確，一般選擇菌落數(shù)在30 ～ 300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)”這一本質(zhì)，可確定“乙同學(xué)存在一個(gè)平板的計(jì)數(shù)結(jié)果為27，與另2個(gè)平板的計(jì)數(shù)相差懸殊，會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確”這一原因，最終確定“乙同學(xué)的結(jié)果可信度低、重復(fù)性差”這一結(jié)論。分析例6可知，此類試題的設(shè)問形式有：考查考生分析實(shí)驗(yàn)變量的能力；考查考生進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力等。此類試題的解題步驟是分析實(shí)驗(yàn)變量→ 分析出現(xiàn)該結(jié)果的原因→繼續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

二、考查程序性知識(shí)的原創(chuàng)試題命制示例

（一）生物學(xué)概念應(yīng)用型原創(chuàng)試題

【示例1】霉菌在釀酒過程中主要起糖化作用，原因是其豐富的淀粉酶能將淀粉轉(zhuǎn)化成可溶性糖，且轉(zhuǎn)化效率高。為了從酒曲中篩選1株高產(chǎn)糖化酶的霉菌，某研究小組按照以下成分制作了培養(yǎng)基：可溶性淀粉、酵母膏、NaNO3、K2HPO4、NaCl、MgSO4、FeSO4、瓊脂、鏈霉素。請問：該小組所用的培養(yǎng)基從功能上看，屬于_________（填“選擇”“鑒別”或“普通”）培養(yǎng)基，理由是_______________________________。

【答案】選擇 只有能產(chǎn)生淀粉酶的真菌（霉菌）才能在該固體培養(yǎng)基上存活，其他微生物會(huì)因無法產(chǎn)生淀粉酶而不能在該培養(yǎng)基上生長

（二）生物學(xué)原理和規(guī)律型原創(chuàng)試題

【示例2】將等量的新鮮酵母菌分別置于等體積、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液的錐形瓶中，塞上橡皮塞后短時(shí)間培養(yǎng)，再將錐形瓶分別置于溫度為0℃（B組）、20℃（A組）和80℃（C組）的恒溫水浴鍋中繼續(xù)培養(yǎng)，在不同時(shí)間段分別測定溶液中酒精的濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示：

圖2

【答案】A組發(fā)酵液中的酵母菌已經(jīng)死亡

（三）實(shí)驗(yàn)技能型原創(chuàng)試題

【示例3】牛血富含蛋白質(zhì)，經(jīng)發(fā)酵后形成小分子多肽（簡稱“小肽”），會(huì)增加蛋白飼料的營養(yǎng)。為研究影響牛血發(fā)酵效果的因素，某小組將等量的酵母菌、霉菌A和霉菌B兩兩組合后分別混合到富含蛋白質(zhì)的液體飼料中，再將飼料置于適宜條件下進(jìn)行發(fā)酵，并在72 h后利用一定的方法將飼料干燥成干粉，稱重后檢測小肽的含量。請回答：

（1）該實(shí)驗(yàn)的自變量是____________________。該實(shí)驗(yàn)除了對(duì)照組，需設(shè)置__________ 組實(shí)驗(yàn)組。

（2）實(shí)驗(yàn)過程需在飼料中添加_________ 。已知酵母菌的最適pH為4 ～ 5，霉菌pH為7，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)飼料的pH高于7.2，可能的原因是____________________________ 。

（3）如何確定哪個(gè)實(shí)驗(yàn)組的發(fā)酵效果好？_______________ 。如果在72 h后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量一直穩(wěn)定，可能的原因是________________________________________________。

【答案】（1）菌種組合 3 （2）牛血 發(fā)酵過程中飼料的營養(yǎng)物質(zhì)被微生物降解后產(chǎn)生了堿性物質(zhì)，使培養(yǎng)基pH升高 （3）稱量發(fā)酵前、后飼料中小肽的含量，比較兩者差值 飼料中可供微生物利用的營養(yǎng)物質(zhì)已經(jīng)耗盡（或飼料的pH升高導(dǎo)致菌種死亡或培養(yǎng)過程中，微生物產(chǎn)生一些對(duì)細(xì)胞有害的物質(zhì)，將微生物殺死）

【示例4】最近“味知爽”牌臭豆腐因造謠事件而在網(wǎng)絡(luò)上鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，人們也因此事件開始關(guān)注臭豆腐的制作工藝。已知臭豆腐生產(chǎn)工藝流程如下：

①篩選優(yōu)質(zhì)黃豆，制作豆腐胚，入缸；②用無菌水、食鹽、淘米水配制鹵水；③接種菌種，發(fā)酵；④油炸后添加配料制成成品。請回答：

A同學(xué)從10-8倍稀釋的培養(yǎng)基中篩選出大約150個(gè)菌落，為了確定其操作準(zhǔn)確無誤，他應(yīng)該做的事情是_________ 。

【答案】設(shè)置對(duì)照