新時期生物學科高考評價體系的構建*

依 蘭

2014年9月，國務院頒布了《關于深化考試招生制度改革的實施意見》（以下簡稱《實施意見》），為落實《實施意見》，教育部考試中心提出了“一核四層四翼”的高考評價體系，該體系通過確立“立德樹人、服務選才、引導教學”這一高考核心立場，回答了“為什么考”的問題，通過明確“必備知識、關鍵能力、學科素養(yǎng)、核心價值”4層考查目標，以及“基礎性、綜合性、應用性、創(chuàng)新性”4個方面的考查要求，回答了高考“考什么”和“怎么考”的問題［1］。按照這一理論體系，參考2018年1月教育部頒布的《普通高中生物學課程標準（2017年版）》，生物學科嘗試著對新時期生物學科高考“為什么考、考什么、怎么考”這3個問題進行回答，初步完成了生物學科高考評價體系的構建。

1 生物學科高考的功能

高考的作用和功能概括起來包括“立德樹人”“服務選才”“引導教學”3個方面。如果將高考的這些功能進行學科化，則每一方面在生物學科高考中的具體含義如下。

1.1 立德樹人 生物科學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學［2］。根據(jù)2018年版普通高考考試大綱的說明，生物學科高考的內(nèi)容主要包括分子與細胞、遺傳與進化、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境、生物技術實踐和現(xiàn)代生物科技專題［3］。生物學科這些領域研究成果的應用可幫助人們認識和處理所面臨的一些問題，生物學理論對學生科學素養(yǎng)的形成，尤其是知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的形成會產(chǎn)生重要的影響。生物學科作為高考中的一個學科，在落實立德樹人高考核心功能方面將發(fā)揮重要作用?？忌ㄟ^復習和備考不但可以加深對學科知識的理解、能力的培養(yǎng)，而且也有助于形成正確的價值觀，以及養(yǎng)成健康的生活習慣和生活方式。從以往的高考試題看，在價值觀等方面，試題常以顯性或隱性（也可稱作滲透）的形式向考生和社會傳達環(huán)境保護的思想、可持續(xù)發(fā)展的觀念、生物進化的觀點，或宣傳近親結(jié)婚、吸毒、艾滋病的害處。因此，立德樹人在生物學科高考中的指向，既包括正確的價值觀，健康的生活習慣和生活方式，也包括深厚的學術底蘊和專業(yè)特長，更包含理想、毅力、創(chuàng)新精神，以及對生物學濃厚的興趣和強烈的愛，這也是學生進入高校進一步學習必備的本領。

1.2 服務選才 衡量試題區(qū)分作用的指標是題目的區(qū)分度，區(qū)分度也是定量評價試題質(zhì)量的一個指標。對于一個試題來說，如果水平高的考生會做并得到高分，水平低的考生不會做并得低分，則該試題的區(qū)分度就好，區(qū)分不同水平考生的能力就強。關于服務選才，生物學科高考的做法之一是，在整個試卷中有的試題只是從一般層面考查學生對生物學基本知識的理解與運用能力，這樣的試題設計目標是希望水平高和低的考生都能得分； 有的試題可能考查學生對生命過程進行深度和全面思考的能力，這類試題的設計目標是希望高水平的考生能得分。對于一道試題的設計也是如此，試題中的某些設問是希望大多數(shù)考生都能得分，某些設問希望少數(shù)學生得分。以實驗題為例可以發(fā)現(xiàn)，有的試題要求考生熟悉所學所做的實驗，有的試題則考查學生能將所學實驗的原理、方法和技能進行遷移，對一些生物學問題進行探究。良好的區(qū)分度是高考實現(xiàn)服務選才功能的一個重要條件，也是實現(xiàn)高考公平、公正的基礎。區(qū)分度是與難度密切相關的一個要素，例如，若一個試題的難度太大，水平高、低的考生都不得分，題目的區(qū)分度則不好；同理，若一個題目太容易，所有考生都得分，題目的區(qū)分度也不好。因此，落實高考服務選才的功能離不開試題和試卷的難度，對于一個試題來說，其常以難、中、易不同的形式呈現(xiàn)；對于一份試卷來說，除了整個試卷的難度外，還要考慮試卷的結(jié)構難度，即難、中、易題所占的比例。處理好與難度相關的這些問題有利于高考選才功能的實現(xiàn)。事實上，高考服務選才可做的工作很多，例如考試內(nèi)容選取的習慣，試題的科學性和導向性，教育測量學理論的運用等。這里僅談及測量學中區(qū)分度和難度這2個因素的運用。

1.3 引導教學 生物學科高考引導教學主要表現(xiàn)在高考對關鍵能力、學科素養(yǎng)、核心價值和必備知識的考查取向。從整體看，我國學生能認識到生物學在提高人類生活質(zhì)量和促進社會進步等方面的作用，學習生物學的興趣和生物學科素養(yǎng)普遍較高。雖然這些成就的取得是多方面努力的結(jié)果，具有綜合性，但生物學科高考的作用是不可忽視的。例如，生物學科高考一直堅持“不超綱”的命題指導思想，這一理念不但有利于教師的教學，學生的備考，為他們進一步深造打下堅實的基礎，而且也有利于正常教學秩序的維持和考試公平的實現(xiàn)。再如，從目前我國廣大地區(qū)的中學生物學科教學來看，相比較而言實驗教學是一個薄弱環(huán)節(jié)，個別學校的教師在黑板上講實驗、學生背實驗的現(xiàn)象是存在的，這些做法不利于學生實驗素養(yǎng)的養(yǎng)成。針對這一現(xiàn)實，生物學科高考希望能在引導中學實驗教學方面發(fā)揮一定的作用，例如生物學科高考通常要求考生熟悉做過的實驗，也要求考生能夠運用學過的實驗原理等對一些生物學問題進行探究。從考試結(jié)果看，生物學科高考的實驗題對于親手做過實驗并對相關內(nèi)容有所思考的考生是有利的，這些考生往往能獲得較高的分數(shù)。試卷中設置這類試題從某種程度上推動了中學生物學科實驗的開展，對中學生物學科實驗教學也起到了很好的導向作用。事實上，生物學科高考引導教學的要點既包括考查內(nèi)容選擇取向的問題，例如考查學科的關鍵能力，努力避免“偏、怪”的內(nèi)容，也包括所編制的試題沒有科學性方面的錯誤，若能糾正某些地方出現(xiàn)的科學性錯誤則會更好。關于試題的科學性問題，特別需要提出的是，命題者不希望社會從個案或特例或極端情況出發(fā)否定試題。有人舉過一個例子，若要問，人的一只手有幾個手指，答案應該是5個，若用個別人有6個手指的特例否定這一答案的科學性，則認為是不可取的。其他的例子還有，對待高考試題，個別任課教師常因自己平時講課的觀點或測試所給答案與高考試題或答案不一致，從而否定高考試題的科學性，以推卸責任，這種行為是不可取的，也是不可接受的，甚至是不可理解的。

2 生物學科高考的內(nèi)容

生物學科高考的內(nèi)容主要包括關鍵能力、學科素養(yǎng)、核心價值和必備知識等方面，每一方面的具體內(nèi)涵如下。

2.1 關鍵能力 生物學科對考生的能力要求主要包括認知能力、學習能力、實驗能力、問題解決能力，這4個方面的能力也被概括為生物學科的關鍵能力。其他方面的能力，例如在理解基礎上的記憶能力、觀察能力、數(shù)學計算能力、推理能力、語言表達能力等也是生物學科高考所需要的。

1）認知能力。①能理解所學知識的內(nèi)涵,把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系。②能用文字等方式描述生物學方面的內(nèi)容。

2）學習能力［4］。①能敏銳地發(fā)現(xiàn)試題所給的新信息，領會其用意和掌握其內(nèi)涵。②能運用試題所給出的新信息解決一些相關的生物學問題。

3）實驗能力。①熟悉所學實驗，并能運用這些實驗所涉及的原理、方法和技能解決一些相關的問題。②具有對一些生物學問題進行探究的能力,如設計實驗、分析結(jié)果、得出結(jié)論、表達。

4）問題解決能力。學以致用、理論聯(lián)系實際，能綜合運用所學知識解釋和解決自然界、人類生產(chǎn)和生活中的一些生物學問題。

2.2 學科素養(yǎng) 生物學學科素養(yǎng)是指人們在解決與生物學有關的生活和生產(chǎn)等方面問題的過程中，以及進行個人決策時所表現(xiàn)的知識和能力水平，以及相關的情感態(tài)度與價值取向。學科素養(yǎng)是知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的綜合表現(xiàn)，能反映個體在知識、能力、情感態(tài)度與價值觀方面所達到的水平和潛力。通常問題解決時所采用的路徑合理、方法適宜、效果好，則認為素養(yǎng)高。一般來說，在考試中一個試題如果對考生的知識、能力、價值觀等進行了考查和區(qū)分，則可看做是對考生素養(yǎng)的考查。

上文提到的與生物學科有關的生活問題的例子有普洱茶的制作、泡菜的制作；生產(chǎn)問題的例子有雜交育種，轉(zhuǎn)基因大豆的培育。進行個人決策的例子有是否吃轉(zhuǎn)基因食品，疫苗是接種國產(chǎn)的還是進口的。情感態(tài)度與價值取向方面的例子有堅持達爾文的進化論，摒棄神創(chuàng)論和物種不變論。

2.3 核心價值 理解在地球上人與自然環(huán)境、人與人、人與生物，以及生物之間的聯(lián)系是非常密切的。保護自然環(huán)境，保護其他生物就是保護人類自己。為實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展，人與自然要和諧相處。樹立和接受自然界中的生物是不斷進化的，而不是神創(chuàng)和不變的觀點。從生物學科考試命題的角度看，核心價值主要以滲透的方式進行測量，見例1（2017年高考理綜全國Ⅰ卷第5題）。

例1，假設某草原上散養(yǎng)的某種家畜種群呈S型增長，該種群的增長率隨種群數(shù)量的變化趨勢如圖所示。若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，則應在種群數(shù)量合適時開始捕獲，下列4個種群數(shù)量中合適的是（ ）。

A.甲點對應的種群數(shù)量

B.乙點對應的種群數(shù)量

C.丙點對應的種群數(shù)量

D.丁點對應的種群數(shù)量

圖1 種群增長率隨種群數(shù)量變化趨勢

答案：D。

說明：以草原上散養(yǎng)的某種呈S 型增長家畜種群的增長率隨種群數(shù)量的變化趨勢為素材。讓學生判斷“若要持續(xù)盡可能多地收獲該種家畜，開始捕獲家畜的合適時機是什么”。這一試題向?qū)W生傳達的生態(tài)學觀點是，無論是草原上家畜的捕獲，還是漁業(yè)資源的捕撈，要持續(xù)地獲得最大捕獲量，根據(jù)種群增長的S 型曲線，都應使種群的數(shù)量保持在K/2的水平，這是因為在這個水平上種群增長率最大。試題也向考生和社會傳達了這樣的思想，即在對待地球資源問題上，若要實現(xiàn)人類自身利益的最大化，就要科學地索取和利用，而不是盲目地索取，只索取和不索取也是不對的。實際上，無原則地索取最終受到損失的還是人類自身。因此為了全人類的自身利益要樹立可持續(xù)發(fā)展的思想，要具有合理利用地球資源的使命感和責任感［5］。

2.4 必備知識 必備知識是指生物學科高考要求考生掌握的知識。這些知識是考生已經(jīng)學習過的生物學知識，其范圍與要求常以當年頒布的《考試說明》為準。例如《2018年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明（理科）》規(guī)定了2018年高考理科綜合考試中生物學科所考查的知識。其考查的內(nèi)容主要分布在分子與細胞、遺傳與進化、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境、生物技術實踐與現(xiàn)代生物科技專題5個模塊中。這5個模塊的內(nèi)容可概括為生物學科的必備知識。

3 生物學科高考的考查方式

生物學科高考的考查方式主要回答生物學科高考怎么考的問題。對于怎么考的問題，可從不同的層面進行思考，例如試題設計的指導思想，試題設計的思路（體現(xiàn)原創(chuàng)性、科學性、匹配性、簡約性）等［6］。本文則從“一核四層四翼”高考評價體系中提到的基礎性、應用性、綜合性和創(chuàng)新性的角度對其進行思考。

3.1 基礎性 試題的基礎性主要指試題考查的是學科的基礎知識、基本技能、基本能力。即為生物學領域中的基本內(nèi)容，是考生繼續(xù)學習和走向社會都應該具備的本領，從能力的角度看關注更多的是理解能力和簡單的應用能力。體現(xiàn)基礎性的試題在考查學科基本要素時大多比較直接、直白，見例2（2017年生物學科高考海南卷第7題），學科基本要素舉例如下：

1）生物學基本事實（如植物的向光性，根的向地性）；概念（如群落演替、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性）；原理（如細胞呼吸的原理、光合作用的原理）；規(guī)律（如基因的分離和自由組合規(guī)律）；模型（如種群數(shù)量增長的J 型和S 型曲線）；生物學史上的重要事件（如艾弗里證明DNA 是遺傳物質(zhì)的實驗）。

2）基本技能（如制作洋蔥根尖細胞裝片；用顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞有絲分裂的過程，并用簡圖表示不同分裂時期的細胞）。

3）基本能力主要指對生物學科知識的理解和簡單的應用能力，以及按照實驗方案進行實驗的能力。

例2，下列有關植物細胞呼吸作用的敘述，正確的是（ ）。

A.分生組織細胞的呼吸速率通常比成熟組織細胞的小

B.若細胞既不吸收O2也不放出CO2，說明細胞已停止無氧呼吸

C.適當降低氧濃度可降低果實的有氧呼吸進而減少有機物的消耗

D.利用葡萄糖進行有氧呼吸時，吸收O2與釋放CO2的摩爾數(shù)不同

答案：C。

說明：該題考查的內(nèi)容一目了然，即植物細胞呼吸。整個試題對細胞呼吸進行了比較全面的考查，但每個選項針對的則是細胞呼吸的不同方面，且選項呈現(xiàn)的方式可理解為細胞呼吸這一內(nèi)容中每個要點的變形或變通。例如有機物和O2是有氧呼吸的底物這一表述是有氧呼吸的一個要點。通常作為一個化學反應，當一個底物減少時，另一個底物的消耗量也會相應地降低，所以選項C 正確。

3.2 應用性 運用所學知識解釋和解決生活、生產(chǎn)以及自然界中一些生物學問題的能力，從能力的角度思考，其考查的是理論聯(lián)系實際、學以致用的能力，見例3（2018年高考理綜全國Ⅲ卷第32題）。

例3，下圖是某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖。

圖2 某農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模式圖

據(jù)圖回答下列問題：

1）蚯蚓生命活動所需的能量來自于生活垃圾中的______（填“有機物”或“無機物”）。生活垃圾中的細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，通常需要考慮的因素可概括為3個方面，即______。

3）有機肥在土壤中經(jīng)分解、轉(zhuǎn)化可產(chǎn)生NO－3，通常植物根系對NO－3的吸收是通過______ 運輸完成的。

答案：1）有機物 將動、植物遺體和動物的排遺物分解成無機物；

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

3）主動。

說明： 本題的第2小題是一個比較典型的體現(xiàn)應用性的試題。其主旨是考查學生應用已學過的生態(tài)系統(tǒng)中分解者作用的理論（分解者能將動植物遺體和動物的排遺物分解成無機物），思考設計垃圾處理方案要考慮的因素。將有機物分解成無機物屬于化學反應，其是完成垃圾處理的核心環(huán)節(jié)。從化學反應的角度看，反應物的性質(zhì)（如垃圾的性質(zhì)），反應條件（如溫度），以及參與反應的生物是與反應完成密切相關的因素。從這一分析可以比較容易地得到試題的答案，題目對邏輯推理能力要求較高。

3.3 綜合性 綜合性主要體現(xiàn)在試題要求考生能夠運用不同的知識（或同一知識不同深度的內(nèi)容）對問題進行分析和解決。要求考生具有將種類不同而有關聯(lián)的事物組合在一起對某些問題進行分析和處理，例如對于植物體內(nèi)有機物積累的問題，除了從光合作用的角度思考物質(zhì)的合成外，還要考慮呼吸作用引起的物質(zhì)分解過程。再如植物體內(nèi)ATP 的形成，既要考慮到有氧呼吸和無氧呼吸過程，又要考慮到光合作用光反應過程。除運用不同的知識（如光合作用和呼吸作用）分析和解決問題外，還要考慮到運用同一知識不同深度的內(nèi)容分析和解決問題，見例4（2017年高考理綜全國Ⅰ卷的第30題）。

例4，植物的CO2補償點是指由于CO2的限制，光合速率與呼吸速率相等時環(huán)境中的CO2濃度。已知甲種植物的CO2補償點大于乙種植物的?；卮鹣铝袉栴}：

1）將正常生長的甲、乙兩種植物放置在同一密閉小室中，適宜條件下照光培養(yǎng)。培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)兩種植物的光合速率都降低，原因是______。甲種植物凈光合速率為0時，乙種植物凈光合速率______（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。

2）若將甲種植物密閉在無O2、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加，原因是______。

答案：

1）植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用釋放CO2的量，使密閉小室中CO2濃度降低，光合速率也隨之降低 大于0；

2）甲種植物在光下光合作用釋放的O2使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產(chǎn)生的NADH 發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)，所以當O2增多時，有氧呼吸會增加。

說明：本題第1小題第1個空格與“密閉小室中植物在光下光合速率降低原因”有關，這一設問體現(xiàn)了“綜合性”的一個方面，即運用不同的知識分析和解決問題?；卮疬@一問題，考生需要考慮“植物在光下通過光合作用對CO2的吸收、呼吸作用對CO2的釋放，以及吸收量大于釋放量等因素。

本題第2小題體現(xiàn)了“綜合性”的另一個方面，即運用同一知識不同深度的內(nèi)容分析和解決問題。回答這一問題，考生既需要考慮光合作用能釋放O2； 又要考慮有機物分解產(chǎn)生的NADH 與O2結(jié)合形成水是完成呼吸作用的重要環(huán)節(jié)。若只回答光合作用能釋放O2，O2是呼吸作用的底物，而不回答NADH 與O2結(jié)合形成水是完成呼吸作用的重要環(huán)節(jié)，則認為不夠全面和深入，也就是說綜合性在生物學科高考中也有對知識掌握程度深淺的考慮。

3.4 創(chuàng)新性 通常，創(chuàng)新性思維是指打破固有的思維模式，從新的角度、新的方式進行思考，得出不一樣的且具有創(chuàng)造性結(jié)論的思維模式。生物學科高考中提到的創(chuàng)新大致有2個方面的含義，一是考查學生的創(chuàng)新能力，二是試題在設計上有所創(chuàng)新。目前生物學科高考中對學生創(chuàng)新能力的考查主要體現(xiàn)在對創(chuàng)新思維中某些要點或要素的考查。例如試題考查的核心是依據(jù)新事實或新證據(jù)進行判斷，提出新觀點，得出新結(jié)論，而且這個“新”主要是指考生在中學階段沒有遇到或?qū)W到的觀點或結(jié)論。試題在設計上有所創(chuàng)新可以理解為試題的新穎性，從具體的實例來說，假設過去的實驗題，是讓考生設計實驗，寫出簡單的實驗思路，現(xiàn)在的則是向考生提供有缺陷的實驗方案，讓考生評價實驗方案，指出不足、寫出理由并改正。假如過去的遺傳試題，讓考生根據(jù)雜交實驗結(jié)果推測株高受幾對等位基因控制，依據(jù)是什么？ 在F2中矮莖紫花植株的基因型有幾種？ 矮莖白花植株的基因型有幾種？ 現(xiàn)在的遺傳題則是讓考生回答根據(jù)某同學的實驗，能否證明控制黃體的基因位于X 染色體上，并表現(xiàn)為隱性？ 這種改變關注的是新穎性，是試題新穎性的增加，可以認為試題的設計思路有所創(chuàng)新，不可以認為其能考查學生的創(chuàng)新能力。此外，平時提到的試題有新意，不模式化、常規(guī)化和套路化，主要指的也是新穎性，有新意的設計理念在某種程度上，也可以避免押題和猜題，有利于試題的保密。本文提到的創(chuàng)新性包括考查學生的創(chuàng)新能力，也包括試題設計思路的創(chuàng)新即新穎性增加。比較考查創(chuàng)新能力和提高試題新穎性這2個要求，可以發(fā)現(xiàn)，后者似乎容易做到。從過去的生物學科高考試題看，比較典型的考查創(chuàng)新能力的試題其測量考生的主要是批判性思維能力，并將論據(jù)、論點等作為切入點對試題進行設計，見例5（1999年高考生物學第50題）。

例5，“關于生命起源的問題至今仍是科學家們不斷探索的問題。1953年，美國學者米勒（S.L.Miller）進行了模擬實驗，開辟了通過實驗研究生命起源的新途徑。60年代以來，相繼發(fā)現(xiàn)了一些新的科學事實。1969年‘阿波羅11號’登月成功，經(jīng)研究揭示，月球表面的許多環(huán)形山是隕石坑。它們是在月球剛形成時被大量天體撞擊造成的。這表明太陽系初期，天體碰撞頻繁，地球也不會例外。可以推測，那時地殼比較脆弱，到處火山爆發(fā)，地球表面溫度極高，即使有少量的CH4和NH3放出，也會立刻被高溫和極強的紫外輻射裂解為CO2、H2和N2。本世紀七八十年代，科學家發(fā)現(xiàn)了35億年前的、由多細胞組成的、結(jié)構較復雜的絲狀微化石。由此可推斷，生命起源可能在40多億年前就已經(jīng)發(fā)生，那時地球剛形成不久。天文學家已發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種星際分子（是指存在于星際空間的分子），它們大多是有機化合物。1969年墜落在澳大利亞麥啟遜鎮(zhèn)的隕石中含有氨基酸……”

“請結(jié)合米勒的實驗，指出以上資料哪些不支持米勒實驗的結(jié)論，并簡要說明。”

答案：“米勒模擬原始地球的條件，用CH4、NH3等合成了氨基酸等小分子有機物，證實在生命起源的過程中，在原始地球的條件下，由原始大氣中的無機小分子生成有機小分子物質(zhì)是可能的。

資料表明，早期地球表面溫度極高，原始大氣中不可能存在CH4、NH3等物質(zhì)，因此，這一資料不支持米勒實驗的結(jié)論。資料還顯示，星際分子大多數(shù)是有機物，所以，地球上最早出現(xiàn)的有機物可能來自星際分子，而不是來自地球，這對米勒實驗證實的結(jié)論也提出挑戰(zhàn)?！保?］

說明： 試題以科學家對生命起源問題研究的新成果作為論據(jù)，將學生在高中階段已經(jīng)學過的“米勒實驗”的結(jié)論作為論點，讓考生指出科學研究的新成果中哪些不支持米勒實驗的結(jié)論。似乎有傳統(tǒng)觀點被新論據(jù)否定之意。

總之，生物學科高考評價體系的構建是一個動態(tài)的過程，是一個不斷完善的過程，也是一個需要體現(xiàn)實事求是精神的過程。本文希望拋磚引玉，為新時期生物學科高考評價體系的構建提供參考。