核心素養(yǎng)立意的高中遺傳學(xué)試題命制策略

林 英

（廈門集美中學(xué)，福建 廈門 361021）

隨著《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 版）》（下文簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）以及《中國高考評價(jià)體系》的頒布，生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)不僅成為高中生物學(xué)課程目標(biāo)，同時(shí)成為生物學(xué)高考試題的考查目標(biāo)。2016 年以來，全國高考生物學(xué)試題凸顯生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查，其中遺傳學(xué)試題考查學(xué)生面對復(fù)雜問題時(shí)，能以生物學(xué)思想觀點(diǎn)為指導(dǎo)，運(yùn)用生物學(xué)相關(guān)知識、方法及思維方式高質(zhì)量地認(rèn)識問題、分析問題、解決問題的綜合品質(zhì)。［1］可以說，高中遺傳學(xué)試題（下文簡稱遺傳題）是考查學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要手段。筆者嘗試以一道原創(chuàng)的市質(zhì)檢的遺傳題為例，闡述核心素養(yǎng)立意的遺傳題命制策略。

一、命題素材的收集與選擇

命題素材的收集和選擇是編制原創(chuàng)試題的第一步。實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等素材是命題的依據(jù)和基礎(chǔ)。合適的素材能激發(fā)命題者的靈感，編制出知識、能力及素養(yǎng)相融合的試題?？梢哉f，獲得好的命題素材，試題命制成功一半。

（一）命題素材的來源

遺傳題命制素材來源一般有三個(gè)方面：一是收集自中學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)用書、教師教學(xué)用書及大學(xué)生物學(xué)專業(yè)教科書。近年高考全國卷的遺傳題常常源于教材。如2017 年遺傳題的背景“羊的白毛和黑毛這對相對性狀”，出現(xiàn)于人教版《高中生物·必修2·遺傳與進(jìn)化》第8 頁。本市質(zhì)檢命題素材多源自教科書中“拓展題”等欄目。二是從全國各地高考遺傳題中獲得。如挖掘全國卷、北京卷及浙江卷遺傳題的背景資料，可以編制成非常不錯(cuò)的試題。三是通過上網(wǎng)查閱、下載有關(guān)生物學(xué)科技論文獲得。生物學(xué)科技論文是命題素材的主要來源，在一定程度上保證試題的科學(xué)性及權(quán)威性。本文例題的命題素材就是來自遺傳學(xué)學(xué)術(shù)期刊，該實(shí)驗(yàn)思路清晰、設(shè)計(jì)合理，且提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，科學(xué)性強(qiáng)。

2.命題素材的選擇

生物學(xué)科技論文有很多，但不完全皆適合作為命題素材，需要精心選擇。從遺傳題命制角度看，需要生物學(xué)科技論文是針對性狀遺傳，遺傳方式要符合遺傳基本規(guī)律，這樣的素材才能很好地契合高中遺傳學(xué)課程，成為實(shí)現(xiàn)考查目標(biāo)的載體。上述例題所用的生物學(xué)科技論文是闡述豌豆葉綠素突變體遺傳特性的研究，研究結(jié)果表明，控制突變性狀的基因是單隱性核基因，遺傳方式符合基因分離定律，這些與高中學(xué)生的遺傳學(xué)知識及能力水平相適應(yīng)。同時(shí)突變性狀為黃化致死突變，突變基因具有不完全顯性的特點(diǎn)，這是該素材特有的，為命題提供拓展和應(yīng)用的空間，并體現(xiàn)命題的獨(dú)特性和新穎性。總的來說，選擇命題素材時(shí)應(yīng)該關(guān)注適合性與新穎性。

二、試題情境的創(chuàng)設(shè)

試題情境是實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)考查目標(biāo)的載體，創(chuàng)設(shè)合理的試題情境能有效地激發(fā)學(xué)生思考與作答。試題情境是聯(lián)系試題的背景素材與考查目標(biāo)的“紐帶”。課程標(biāo)準(zhǔn)要求試題情境應(yīng)聯(lián)系現(xiàn)實(shí)問題或熱點(diǎn)問題，做到科學(xué)、真實(shí)、新穎及適當(dāng)，有一定的信息量和合理的復(fù)雜度。［2］《2019 年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱》明確要求生物學(xué)高考試題應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，關(guān)注生物學(xué)知識在日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐等方面的應(yīng)用。這些都為試題情境的創(chuàng)設(shè)指明了方向。為此，創(chuàng)設(shè)試題情境時(shí)，需要精心地打磨試題素材，凸顯試題情境的簡約性與有效性。

1.試題情境的簡約性

學(xué)生是從閱讀、理解試題情境開始解題過程的。由于考試時(shí)間有限，因此試題情境一定要簡潔明了，避免學(xué)生在閱讀情境方面花費(fèi)過多時(shí)間。

生物學(xué)科技論文一般較詳細(xì)地記錄科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)步驟復(fù)雜，不能照搬作為試題的情境。在確保試題科學(xué)性的基礎(chǔ)上，命題者必須從論文中選擇與學(xué)生知識和能力水平相契合的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并加以簡化處理為試題情境。本文例題所用的生物學(xué)科技論文對突變體有相應(yīng)的學(xué)術(shù)專有名稱，并闡述突變體獲得的方法。為減少學(xué)生讀題干擾，創(chuàng)設(shè)試題情境時(shí)，“以野生型豌豆為材料利用基因編輯技術(shù)獲得兩株單基因突變植株甲與乙”簡要地描述突變體的名稱及其獲得的方法。此外，試題情境創(chuàng)設(shè)時(shí)，僅保留了論文最基本的一組雜交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即突變植株甲自交后代的表現(xiàn)型及比例，使得試題情境簡明扼要，確保學(xué)生讀題順暢，迅速“入題”。

2.試題情境的有效性

試題情境說明試題的背景及需要解決的問題，同時(shí)隱含著解答問題需要的條件。追求試題情境簡約性的同時(shí)，要強(qiáng)調(diào)試題情境的有效性。所謂有效性是指在尊重原論文基礎(chǔ)上，試題情境應(yīng)該為問題設(shè)置服務(wù)，為素養(yǎng)目標(biāo)的考查服務(wù)，為學(xué)生解決問題服務(wù)。因此，創(chuàng)設(shè)試題情境時(shí)，與學(xué)生解決問題無關(guān)的信息盡量刪除，但有用的信息一個(gè)也不能少。例如本文例題（見圖1）情境闡述了“黃色葉片植株出苗10 天后自然死亡”，這個(gè)信息對學(xué)生的解題很重要，要保留。由于試題的問題設(shè)置要考查到不同性狀個(gè)體的雜交，試題情境僅說明突變體的葉片顏色的性狀，所以增加了備注“突變型植株的其他性狀均由純合野生型基因控制”。為學(xué)生解決問題提供有效的信息，同時(shí)也提醒學(xué)生關(guān)注有用的信息。

圖1

總之，創(chuàng)設(shè)試題情境時(shí)，需要在尊重科學(xué)性、真實(shí)性的基礎(chǔ)上，關(guān)注簡約性和有效性，并不斷打磨，使得文字表達(dá)通順，沒有邏輯上的錯(cuò)誤，不產(chǎn)生歧義，盡量掃除學(xué)生讀題障礙。

三、試題問題的創(chuàng)設(shè)

創(chuàng)設(shè)試題問題是原創(chuàng)命題的核心環(huán)節(jié)。要實(shí)現(xiàn)試題從知識能力目標(biāo)考查發(fā)展到素養(yǎng)目標(biāo)的考查，不是知識難度的加深，而是在真實(shí)、復(fù)雜的情境下巧妙地創(chuàng)設(shè)解決問題的角度和方向，激發(fā)學(xué)生積極、深入地思考，靈活應(yīng)用所學(xué)知識解決問題。在解決問題的過程中，讓學(xué)生通過文字表達(dá)，外顯思維過程，考查學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平。

1.以重要概念為載體達(dá)成生命觀念的考查

生命觀念是學(xué)生在高中階段生物學(xué)知識學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)一步抽象和概括后所形成的觀念和思想方法。［3］本文例題的第（1）小題，要求學(xué)生以試題情境中的甲的自交后代的性狀分離比例，判斷甲是否為雜合子，再計(jì)算F1 植株自交所得F2 的成熟植株中突變基因的基因頻率。這一小題的設(shè)置，其實(shí)質(zhì)是考查學(xué)生對基因分離規(guī)律和基因頻率等概念的理解與應(yīng)用。第（2）小題以莖的高度和葉片顏色的兩對相對性狀，考查基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)。第（3）小題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考查基因定位的問題。可以說，這三個(gè)問題的設(shè)置是圍繞重要概念“闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，預(yù)測子代的遺傳性狀”，具有層次性。這些問題的解決有助于學(xué)生正確理解重要概念，并能夠遷移應(yīng)用，旨在引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟“生物是通過生殖、發(fā)育和遺傳實(shí)現(xiàn)生命的延續(xù)和種族的繁衍”。

2.科學(xué)方法的應(yīng)用凸顯科學(xué)思維的考查

科學(xué)思維是指運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物，解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。［2］遺傳是生命體的顯著特征，彰顯生命的特質(zhì)，遺傳學(xué)發(fā)展過程充分體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和人類認(rèn)知生命規(guī)律的探究精神。由于遺傳學(xué)的學(xué)科特色，考查遺傳學(xué)的試題必然是實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維考查目標(biāo)的重要途徑。本文例題中的第（1）小題要解決基因頻率的計(jì)算，需要學(xué)生結(jié)合基因分離定律，運(yùn)用數(shù)學(xué)概率理論進(jìn)行推理判斷。第（2）小題要求學(xué)生應(yīng)用假說－演繹法驗(yàn)證兩對基因是否獨(dú)立遺傳，注重演繹推理思維的考查。第（3）小題設(shè)置復(fù)雜的情境，需要學(xué)生綜合應(yīng)用基因在染色體上、減數(shù)分裂、基因分離定律等知識，創(chuàng)新性地運(yùn)用圖解法解決問題，指向模型與建模、批判性思維等高層次思維的考查。要解決這個(gè)問題，學(xué)生可以假設(shè)兩個(gè)突變基因位于1 號染色體的相同位置，那么這兩個(gè)突變基因與野生型相應(yīng)的基因?yàn)閺?fù)等位基因，假設(shè)野生型基因?yàn)锳，突變甲基因?yàn)閍，突變乙基因a′，并把基因標(biāo)注在染色體上，用圖解去演繹推理甲乙雜交的預(yù)期結(jié)果（如圖1）。同時(shí)假設(shè)兩個(gè)突變基因位于1 號染色體的不同位置，那么這兩個(gè)突變基因?yàn)橥慈旧w上的非等位基因，演繹推理得到另一個(gè)預(yù)期結(jié)果（如圖2）。對兩個(gè)預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較，找出差別，并轉(zhuǎn)化成文字來說明兩種假設(shè)下的雜交組合后代的表現(xiàn)型及比例，才能得出答案。整個(gè)解題過程需要運(yùn)用比較分析、演繹推理、模型與建模、批判性思維等思維方法。

圖1 突變基因位于相同位置上的遺傳圖解

圖2 突變基因位于不同位置上的遺傳圖解

3.設(shè)計(jì)雜交實(shí)驗(yàn)強(qiáng)化科學(xué)探究的考查

科學(xué)探究是能夠提出問題、做出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對結(jié)果的交流與討論的能力。［3］本文例題的第（2）小題要求學(xué)生根據(jù)題意，選擇合適的植株進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，推測雜交后代的表現(xiàn)型及比例，探究兩對基因是否獨(dú)立遺傳，考查科學(xué)探究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和預(yù)期結(jié)果交流的能力。第（3）小題在第（2）小題的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生利用遺傳的雜交實(shí)驗(yàn)，探究兩個(gè)突變基因是否位于同一染色體的相同位置，進(jìn)一步考查預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及得出結(jié)論的能力?？梢哉f，該試題強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究的考查。

總之，問題的設(shè)置需要關(guān)注層次性、邏輯性、指向性及創(chuàng)新性，同時(shí)融合遺傳學(xué)特點(diǎn)，突出考查生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

試題是評價(jià)學(xué)生學(xué)業(yè)成就的重要方式，試題的考查目標(biāo)和考查方向的提升和改進(jìn)，既促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，也促進(jìn)教師教學(xué)水平的提高。如何命制基于核心素養(yǎng)的遺傳學(xué)試題，尚值得深入研究。