基于批判性思維 談高考考查要求
——以2020 年全國卷生物試題為例

四川

《普通高中生物學(xué)課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確將培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維列入課程目標。批判性思維作為科學(xué)思維中的高階思維和重要組成，要求學(xué)生以批判質(zhì)疑作為思考的視角，“能夠運用已有的生物學(xué)知識、證據(jù)和邏輯對生物學(xué)議題進行思考或展開論證”。批判性思維培養(yǎng)作為當前基礎(chǔ)教育的重要目標，越發(fā)受到教學(xué)的關(guān)注和重視，并逐步在教學(xué)實踐中落實。引導(dǎo)學(xué)生在高中階段養(yǎng)成獨立思考的習(xí)慣并具有解決問題的能力，是當前新高考改革的方向和目標，其中最明顯的表現(xiàn)就是高考試題對于批判性思維的考查。鑒于此，筆者嘗試從批判性思維考查角度對2020 年高考全國卷生物試題進行分析，從而明晰高考試題考查特點，為培養(yǎng)批判性思維的教學(xué)及備考提供參考。

1.批判性思維及其在高考試題中的體現(xiàn)

批判性思維包含批判性思維傾向和批判性思維技能兩個維度，包括相信理性、尊重事實、謹慎判斷、公正評價、敏于探究、追求真理等一系列思維品質(zhì)和對概念、方法、標準、證據(jù)等要素進行闡釋、分析、推理與評價等一系列技能。對于批判性思維概念的內(nèi)涵，盡管學(xué)者們研究的學(xué)科不同、立場不同、依據(jù)的標準不同以及對其理解不盡相同，但其共同之處是批判性思維具有理性、反思性和論證性。它既是人的一種高層次思維，也是一種綜合性的、個體必不可少的關(guān)鍵能力和必備品質(zhì)，它指導(dǎo)著我們的認識和實踐。對于高中生物學(xué)教學(xué)而言，批判性思維可理解為在生物學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生能在復(fù)雜的生物學(xué)事實和知識信息中做出合理的反省和審慎的判斷，以合理指導(dǎo)自身生物學(xué)科的學(xué)習(xí)、認知和實踐。批判性思維是學(xué)生發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的一種必備品質(zhì)和關(guān)鍵能力，也是科學(xué)思維的重要組成之一。

高中生物學(xué)作為重要的基礎(chǔ)自然學(xué)科，對培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題、搜集資料、分析問題、提出假設(shè)、論證分析、判斷評價、得出結(jié)論和交流結(jié)果等批判性思維技能的培養(yǎng)起到獨特的作用。高考生物試題突出批判性思維考查，其目的是要引導(dǎo)考生獨立思考、樹立不盲從的科學(xué)精神、清晰而有條理地分析問題，追求思維推導(dǎo)過程的合理性，從而解決生物學(xué)實際問題，這在2020 年的生物高考全國卷試題上體現(xiàn)得尤為明顯。

2.2020年高考全國卷生物試題考查特點

2.1 試題保持基礎(chǔ)性，增加思維容量

高考試題要保持基礎(chǔ)性，這需要以生活實踐與學(xué)習(xí)探索中最基本的問題情境作為任務(wù)創(chuàng)設(shè)與知識能力運用的載體，考查考生對學(xué)科基本概念、基本原理、基本技能、基本方法和思想觀念的掌握和應(yīng)用程度。從近幾年的遺傳規(guī)律考查試題來看，試題明顯減少了復(fù)雜的遺傳計算，更加明確地考查考生是否掌握遺傳規(guī)律背后的思維推理過程。通過增大試題思維容量的比重為批判性思維的考查提供平臺，鼓勵考生依據(jù)已有的信息進行論證推理，靈活運用所學(xué)知識分析和解決問題。在2020年高考全國卷遺傳試題中，同樣采取了“增加思維容量”的命題策略，將學(xué)生從繁雜的遺傳計算中解放出來，把重心放在遺傳規(guī)律的論證推理過程上。同時，在保持考查熟悉的遺傳基本規(guī)律基礎(chǔ)上，加大了試題的開放程度，讓學(xué)生擺脫標準答案的束縛。如此設(shè)計試題，既保證了對基礎(chǔ)知識和基本方法的考查，又增大了試題的思維容量。

【例1】（2020 年，全國卷Ⅰ，第32 題）遺傳學(xué)理論可用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐。回答下列問題：

（1）生物體進行有性生殖形成配子的過程中，在不發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)變異的情況下，產(chǎn)生基因重新組合的途徑有兩條，分別是________________________。

（2）在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩(wěn)定遺傳，原因是_________________________，若要使誘變獲得的性狀能夠穩(wěn)定遺傳，需要采取的措施是__________________________。

【參考答案】（1）在減數(shù)分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發(fā)生交換，導(dǎo)致染色單體上的基因重組 （2）控制新性狀的基因是雜合的 通過自交篩選性狀能穩(wěn)定遺傳的子代

例1 的典型之處顯而易見，不要求考生進行遺傳計算求解，而是直接給出了有性生殖形成配子過程和誘變育種情境，要求考生答出減數(shù)分裂過程產(chǎn)生基因重組的兩條途徑以及分析誘變育種的基本原理和基本過程，題目沒有限定農(nóng)業(yè)生物具體種類，重點考查了遺傳的細胞學(xué)基礎(chǔ)和誘變育種原理及應(yīng)用。2020 年全國卷Ⅱ第32 題也只需要根據(jù)已知實驗結(jié)果推導(dǎo)個體基因型和種類，考生做好遺傳推導(dǎo)分析即可得出結(jié)論。這些題目減少了復(fù)雜的遺傳計算，將考查重點放在遺傳推導(dǎo)分析和設(shè)計驗證實驗之上，充分體現(xiàn)了試題所考查知識、方法的基礎(chǔ)性，同時突出了對思維推導(dǎo)過程的考查，有利于學(xué)生批判性思維的培養(yǎng)。

2.2 試題提升開放性，倡導(dǎo)科學(xué)探究

在科學(xué)認知發(fā)展進程中，運用批判性思維分析問題總會提出不同的理論或觀點，從而啟發(fā)對科學(xué)研究的深入思考。對于生物科學(xué)研究而言，發(fā)現(xiàn)并提出相應(yīng)的生物學(xué)問題，由部分已知信息資料對結(jié)論提出假設(shè)，通過論證推理驗證假設(shè)，該過程也體現(xiàn)了批判性思維的一般過程?！墩n程標準》將科學(xué)探究活動作為重要內(nèi)容列入新課程之中，突出了對學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。高考生物試題也在適應(yīng)新課標的變化，通過不斷提升試題的開放性，深入考查學(xué)生的批判性思維，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究，培養(yǎng)批判性思維。2020 年高考的多道試題都體現(xiàn)了命題思路的開放性，不在題目中限定結(jié)論，留出學(xué)生思考、分析、判斷的思維空間，彰顯了探究式學(xué)習(xí)的基本理念。

【例2】（2020 年，全國卷Ⅰ，第30 題）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發(fā)育，達到增加產(chǎn)量等目的。回答下列問題：

（1）中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有__________________________（答出2 點即可）。

（2）農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是__________________________（答出1 點即可）。

（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常采用間作（同一生長期內(nèi)，在同一塊農(nóng)田上間隔種植兩種作物）的方法提高農(nóng)田的光能利用率?，F(xiàn)有4 種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點（光合速率達到最大時所需的光照強度）如表所示。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是 ，選擇這兩種作物的理由是_________。

【參考答案】（1）減少雜草對水分、礦質(zhì)元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用（2）肥料中的礦質(zhì)元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 （3）A 和 C 作物A 光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C 光飽和點低且長得矮，與作物A 間作后，能利用下層的弱光進行光合作用

例2 是全國卷Ⅰ生物非選擇題的第2 題，該題難度適中，將中耕拔草松土、施肥澆水和間作群落結(jié)構(gòu)及光照利用條件作為考查的重點，體現(xiàn)了種間關(guān)系、細胞代謝、物質(zhì)運輸及群落空間結(jié)構(gòu)考點的高考考查要求。試題在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中設(shè)置了分析討論的問題，通過三種具體栽培措施考查了思維全過程。第一問分析中耕拔草松土栽培措施對作物的作用，理解作物與雜草種間關(guān)系和作物根呼吸的基本條件；第二問通過農(nóng)田施肥時澆水原因分析，理解作物對礦質(zhì)離子的吸收形式和水充當溶劑的作用；第三問以選擇間作農(nóng)作物為情境，不限定具體的農(nóng)作物類型和具體間作組合，結(jié)合群落垂直分層結(jié)構(gòu)和光能利用條件特點，讓學(xué)生從整體上分析、判斷、推理和論證，探究最佳間作組合，以實現(xiàn)增產(chǎn)目的。三個小問的設(shè)計層層遞進，探究逐層深入，考查了學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)，體現(xiàn)了探究式學(xué)習(xí)基本理念。試題考查了最為熟知的作物增產(chǎn)措施所蘊含的生物學(xué)原理和開放情境下的間作作物組合設(shè)計，體現(xiàn)了一個簡單探究問題的完整思維過程考查。

2.3 試題注重綜合性，強化科學(xué)思維

從思維過程來說，批判性思維強調(diào)通過論證推理進行認識和判斷；從思維結(jié)果來說，批判性思維要求綜合眾多證據(jù)和論證分析得到一個合理的判斷，學(xué)生需要經(jīng)過多角度思考探索，綜合不同事實依據(jù)和他人的觀點得到結(jié)論，所得的個人觀點結(jié)論更加準確合理。高中生物學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，就需要學(xué)生尊重事實和依據(jù)，保持嚴謹務(wù)實的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)運用科學(xué)的方法認識事物、解決問題的思維習(xí)慣與能力。生物學(xué)具有嚴謹?shù)睦碚撨壿嬻w系，是培養(yǎng)科學(xué)思維與批判性思維的良好載體。在高考中通過對邏輯推理和科學(xué)思維的考查，充分展現(xiàn)學(xué)生對于論證推理的認知、分析、評價、交流的全過程，以其評價學(xué)生批判性思維的發(fā)展水平。綜合性問題可以全面考查學(xué)生科學(xué)思維能力水平，高考試題可以設(shè)計不同復(fù)雜程度的問題情境來綜合考查學(xué)生是否具有綜合運用已有信息和科學(xué)方法，從科學(xué)思維和批判性思維的角度思考和分析問題，解決生物學(xué)實際問題的能力。

【例3】（2020 年，全國卷Ⅱ，第1 題）新冠病毒（SARS-CoV-2）和肺炎雙球菌均可引發(fā)肺炎，但二者的結(jié)構(gòu)不同，新冠病毒是一種含有單鏈RNA 的病毒。下列相關(guān)敘述正確的是 （ ）

A.新冠病毒進入宿主細胞的跨膜運輸方式屬于被動運輸

B.新冠病毒與肺炎雙球菌均可利用自身的核糖體進行蛋白質(zhì)合成

C.新冠病毒與肺炎雙球菌二者遺傳物質(zhì)所含有的核苷酸是相同的

D.新冠病毒或肺炎雙球菌的某些蛋白質(zhì)可作為抗原引起機體免疫反應(yīng)

【參考答案】D

例3 以引發(fā)肺炎的新冠病毒和肺炎雙球菌比較為情境，將二者結(jié)構(gòu)組成及其抗原成分作為切入點，綜合運用細胞物質(zhì)運輸、病毒與原核細胞的物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成和抗原的免疫反應(yīng)等相關(guān)知識，讓學(xué)生運用科學(xué)思維和批判性思維方法區(qū)分病毒與原核生物，從而科學(xué)準確判斷二者異同點。試題要求考生靈活運用結(jié)構(gòu)與功能觀念分析研究問題，題設(shè)條件可歸為病原體組成結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系問題的探索，抓住問題的本質(zhì)，提升思維的有效性。本題可從兩個角度解題，既可運用原核細胞與病毒異同知識點分析，也可運用結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的批判性思維分析，解題思路體現(xiàn)了學(xué)科知識和思維方法的綜合運用，可以導(dǎo)向?qū)W生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)及發(fā)展。

【例4】（2020 年，全國卷Ⅲ，第2 題）取燕麥胚芽鞘切段，隨機分成三組，第1 組置于一定濃度的蔗糖（Suc）溶液中（蔗糖能進入胚芽鞘細胞），第2 組置于適宜濃度的生長素（IAA）溶液中，第3 組置于IAA+Suc 溶液中，一定時間內(nèi)測定胚芽鞘長度的變化，結(jié)果如圖所示。用KCl 代替蔗糖進行上述實驗可以得到相同的結(jié)果。下列說法不合理的是 （ ）

A.KCl 可進入胚芽鞘細胞中調(diào)節(jié)細胞的滲透壓

B.胚芽鞘伸長生長過程中，伴隨細胞對水分的吸收

C.本實驗中Suc 是作為能源物質(zhì)來提高IAA 作用效果的

D.IAA 促進胚芽鞘伸長的效果可因加入Suc 或KCl 而提高

【參考答案】C

例4 以燕麥胚芽鞘在不同條件下的伸長生長實驗為情境，綜合考查了無機鹽和水在細胞中的作用、植物激素調(diào)節(jié)、實驗自變量對比分析和對曲線模型的理解等多方面內(nèi)容。表面上看是考查對胚芽鞘伸長生長曲線模型的理解，而本質(zhì)在于對比模型曲線的實驗處理條件。不同的處理條件，會得到不同的曲線；比較分析不同曲線，其實驗處理的條件也存在較大差異。但需要注意的是，本題給出一個特定的“用KCl 代替蔗糖進行上述實驗可以得到相同的結(jié)果”條件。因此，如何準確判定胚芽鞘伸長生長實驗處理條件（單獨處理還是共同處理），選擇正確的曲線結(jié)果分析策略，是本題思維考查的關(guān)鍵點。該題設(shè)計新穎，突出體現(xiàn)了綜合性、應(yīng)用性與創(chuàng)新性，考查了模型與建模以及批判性思維等科學(xué)思維核心素養(yǎng)，是一道在復(fù)雜情境中考查綜合運用能力的典型例題。

有一點需要說明，高考試題綜合性主要強調(diào)生物學(xué)知識體系的內(nèi)部聯(lián)系，生物學(xué)各模塊章節(jié)內(nèi)容的相互交叉與滲透。通過考查各模塊內(nèi)容之間的聯(lián)系，凸顯考試內(nèi)容的綜合性，從而引導(dǎo)學(xué)生注重整體，認識生命本質(zhì)，理解生命變化發(fā)展過程，以恰當?shù)慕嵌绕饰鼍唧w生物學(xué)現(xiàn)象，通過嚴密的論證推理解決生物學(xué)實際問題。

2.4 試題力求創(chuàng)新性，突出學(xué)以致用

批判性思維能夠幫助師生認識到事物構(gòu)成的多樣性。就思維過程而言，論證推理本身沒有對錯之分，關(guān)鍵在于假設(shè)的前提是否合理、論據(jù)是否全面和分析論證方法是否得當。在高中階段的課程學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)過程中，部分學(xué)生常常出現(xiàn)“慣性思維”問題：喜歡用單一方法機械性刷題，憑借刷題獲得的“經(jīng)驗”來解決問題，“慣性”使用自己熟悉的知識和方法，而忽略了這些知識和方法的適用范圍。對于生物學(xué)實際問題，不存在“一勞永逸”的正確方法，即使習(xí)得少數(shù)共性方法，也要實際問題實際分析，靈活變通。近年來，高考生物試題在命題設(shè)計、素材選擇等方面不斷探索創(chuàng)新，創(chuàng)設(shè)新的情境，設(shè)置新穎的問題，解決生物學(xué)實際問題，杜絕“原題”的出現(xiàn)，保證了考試的公平公正。也正因為如此，高考試題導(dǎo)向教學(xué)注重培養(yǎng)學(xué)生批判性思維，要求合理運用相應(yīng)的知識和方法來解決實際問題，強調(diào)學(xué)以致用。

【例5】（2020 年，全國卷Ⅰ，第31 題）某研究人員用藥物W 進行了如下實驗：給甲組大鼠注射藥物W，乙組大鼠注射等量生理鹽水，飼養(yǎng)一段時間后，測定兩組大鼠的相關(guān)生理指標。實驗結(jié)果表明：乙組大鼠無顯著變化；與乙組大鼠相比，甲組大鼠的血糖濃度升高，尿中葡萄糖含量增加，進食量增加，體重下降?；卮鹣铝袉栴}：

（1）由上述實驗結(jié)果可推測，藥物W 破壞了胰腺中的__________細胞，使細胞失去功能，從而導(dǎo)致血糖濃度升高。

（2）由上述實驗結(jié)果還可推測，甲組大鼠腎小管液中的葡萄糖含量增加，導(dǎo)致腎小管液的滲透壓比正常時的__________，從而使該組大鼠的排尿量__________。

（3）實驗中測量到甲組大鼠體重下降，推測體重下降的原因是_________________________________________。

（4）若上述推測都成立，那么該實驗的研究意義是_____________________________（答出1 點即可）。

【參考答案】（1） 胰島B （2）高 增加（3）甲組大鼠胰島素缺乏，使機體不能充分利用葡萄糖來獲得能量，導(dǎo)致機體脂肪和蛋白質(zhì)的分解增加（4）獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物，這種動物可以作為實驗材料用于研發(fā)治療這類糖尿病的藥物

例5 考查考生對人工制備胰島素缺乏大鼠實驗的理解，將血糖調(diào)節(jié)、水鹽平衡調(diào)節(jié)、細胞代謝與實驗分析有機地結(jié)合在一起，并且要求說明實驗研究意義，具有一定的難度?？忌煜さ氖钦C體相關(guān)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)過程，而試題創(chuàng)設(shè)人工制備胰島素缺乏實驗大鼠的新穎情境，這就要求考生在解題過程中，具有穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)基礎(chǔ)知識和對照實驗的科學(xué)分析方法，還要推測制備實驗大鼠的實際意義。要解答此題，就需要考生具備較強的知識遷移運用能力，能夠熟練掌握并綜合運用穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)和實驗分析的基礎(chǔ)知識。該題打破了只關(guān)注穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)過程的題目設(shè)計常規(guī)，題目解答避開了解題“慣性”思維方式與現(xiàn)成的套路方法，要求考生采用批判性思維進行推理論證，強調(diào)合理運用相應(yīng)的知識和方法來解決實際問題，同時兼顧了生物科技的前沿性和實用性，達到了學(xué)以致用的目的。

3.教學(xué)啟示

學(xué)生的批判質(zhì)疑思維及相關(guān)的素質(zhì)能力不是與生俱來的，它需要長期的教學(xué)培養(yǎng)。如果要將批判性思維作為學(xué)生高階常態(tài)思維，需要學(xué)生在解決問題的過程中保持審慎態(tài)度，不盲從他人觀點，經(jīng)歷推理分析論證、得出結(jié)論、綜合判斷和自我反思過程來使自己認識和解決問題。學(xué)生還要學(xué)會對不同信息進行選擇、加工、整合，對信息和觀點進行批判性獲取和應(yīng)用，養(yǎng)成實驗探究與推理分析相結(jié)合、科學(xué)知識與科學(xué)事實相印證的證據(jù)意識。

《課程標準》和《中國高考評價體系》發(fā)布實施后，生物新高考將更加著眼于考查支撐學(xué)生終身發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品質(zhì)，更加服務(wù)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展水平的測評。強調(diào)批判性思維考查，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)，已然成為新高考改革的風(fēng)向標。要做到科學(xué)備考，就需要教師準確理解高考生物試題的基礎(chǔ)性、開放性、綜合性、創(chuàng)新性特征，牢牢把握試題所呈現(xiàn)的學(xué)科特點，在教學(xué)上注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和科學(xué)思維素養(yǎng)，讓學(xué)生學(xué)會靈活地運用所學(xué)方法知識解決實際的生物學(xué)問題。