創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境考查學(xué)生高階思維的生物學(xué)命題實(shí)踐

吳學(xué)文 朱曉燕

摘要 《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》要求將情境作為高考的考查載體承載內(nèi)容，這為階段性評(píng)價(jià)考試命題提供了明確方向。在生物學(xué)試題命制實(shí)踐過(guò)程中，如何基于學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知水平，選取合適的情境素材，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境；又如何在真實(shí)情境下聚焦考查目標(biāo)，設(shè)置從知識(shí)到思維考查的遞進(jìn)性問(wèn)題或任務(wù)，以評(píng)價(jià)學(xué)生在真實(shí)情境中解決實(shí)際問(wèn)題的能力，尤其是高階思維能力。 本文將結(jié)合命題實(shí)踐探討創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、合理設(shè)問(wèn)這兩個(gè)評(píng)價(jià)性試題命制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞命題研究 情境化 深度思維 高中生物學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91???????????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 基于真實(shí)情境與高階思維的命題是新課程改革后教學(xué)評(píng)價(jià)的重要方向

1.1基于真實(shí)情境命制試題是評(píng)價(jià)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展水平的基本要求

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)總與一定的社會(huì)文化背景即“情境”相聯(lián)系。在真實(shí)情境下學(xué)習(xí)，可使學(xué)習(xí)者充分利用自己原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，同化和索引當(dāng)前學(xué)習(xí)的新知識(shí)，從而賦予新知識(shí)某種意義?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）也明確提出，生物學(xué)核心素養(yǎng)是為解決真實(shí)情境中的生物學(xué)問(wèn)題而表現(xiàn)出的價(jià)值觀(guān)念、必備知識(shí)與關(guān)鍵能力。學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和技能均服務(wù)于解決生活中實(shí)際問(wèn)題的需要，因此評(píng)測(cè)試題的“情境化”不僅符合生物學(xué)的學(xué)科特性，也有利于落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。此外，以情境為載體的試題能較全面的考查學(xué)生面對(duì)不同問(wèn)題情境時(shí)，組織整合知識(shí)并解決問(wèn)題的能力，切合《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》以?xún)r(jià)值為引領(lǐng)、素養(yǎng)為導(dǎo)向、關(guān)鍵能力為重點(diǎn)、必備知識(shí)為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)理念，有助于實(shí)現(xiàn)評(píng)測(cè)服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)。

隨著新高考改革地不斷推進(jìn)，近年來(lái)情境化試題的考查形式逐漸成為熱點(diǎn)。在實(shí)行新高考政策的省份中，生物學(xué)高考試題情境化設(shè)問(wèn)的占比不斷擴(kuò)大，情境愈發(fā)復(fù)雜化、多樣化。對(duì)該類(lèi)試題的研究有助于提升考試質(zhì)量，是促進(jìn)教育公平的重要抓手。

1.2考查學(xué)生高階思維能力是選拔新時(shí)代高水平人才的重要舉措

比格斯（Biggs）在 SOLO 模型中，依據(jù)學(xué)習(xí)者回答不同復(fù)雜程度的思維結(jié)構(gòu)問(wèn)題的反應(yīng)，將認(rèn)知水平劃分為前結(jié)構(gòu)、單一結(jié)構(gòu)、多元結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)和抽象拓展等五個(gè)遞進(jìn)的層次，以闡釋學(xué)習(xí)者個(gè)體認(rèn)知的發(fā)展過(guò)程。其中，前結(jié)構(gòu)、單一結(jié)構(gòu)和多元結(jié)構(gòu)只關(guān)注知識(shí)的一個(gè)或多個(gè)方面，未建立起知識(shí)間的聯(lián)系，屬于低階思維能力；而關(guān)聯(lián)水平指學(xué)生不僅關(guān)注知識(shí)的多個(gè)方面，且已建立起聯(lián)系；抽象拓展水平則表示學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解達(dá)到了概念化和抽象化的水平。關(guān)聯(lián)和抽象拓展水平均屬于高階思維能力，由具體到抽象的轉(zhuǎn)變反映了學(xué)生認(rèn)知發(fā)展階段的提升。《課程標(biāo)準(zhǔn)》提及的生物學(xué)核心素養(yǎng)中，科學(xué)思維能力強(qiáng)調(diào)學(xué)生要能基于事實(shí)證據(jù)，利用歸納概括、演繹推理、模型建模、批判性、創(chuàng)造性等思維方法探討生命規(guī)律，論證社會(huì)議題。學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)若想達(dá)到上述要求，需要學(xué)生具有將知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和抽象拓展的高階思維水平。因此，借助情境化的試題考察學(xué)生的高階思維是評(píng)測(cè)生物學(xué)核心素養(yǎng)的一種有效路徑。

新高考改革正在全面推進(jìn)中，教學(xué)如果仍沿用單維度，僅以識(shí)記為導(dǎo)向的目標(biāo)設(shè)定及評(píng)價(jià)方式，易使學(xué)生養(yǎng)成死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的行為習(xí)慣，不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性思維，也無(wú)益于提升學(xué)生在具體情境中遷移、運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。將生產(chǎn)生活或科學(xué)研究中的真實(shí)情境合理運(yùn)用到生物學(xué)試題命制的過(guò)程中，讓學(xué)生在情境中運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，借此評(píng)測(cè)學(xué)生是否具備將知識(shí)在學(xué)與用間進(jìn)行關(guān)聯(lián)和抽象拓展的高階思維能力，是落實(shí)新課程改革，選拔新時(shí)代綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性高水平人才的重要舉措。

2 例析創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境考查學(xué)生高階思維的高中生物學(xué)命題實(shí)踐

根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》學(xué)業(yè)水平考試與命題建議中對(duì)命題程序的要求，評(píng)價(jià)性試題的命題應(yīng)包含四個(gè)環(huán)節(jié)：①明確測(cè)試的性質(zhì)類(lèi)別，確定檢測(cè)難度；②規(guī)劃核心素養(yǎng)的測(cè)試構(gòu)架；③創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、合理設(shè)問(wèn)；④審核修改試題。“創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、合理設(shè)問(wèn)”作為試題最終呈現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要求教師結(jié)合教材必備知識(shí)選取合適的情境素材，將其轉(zhuǎn)化為實(shí)際問(wèn)題并推敲問(wèn)題設(shè)置，以便考查學(xué)生的高階思維?，F(xiàn)以筆者參與命制的2022年福建省南平市高三質(zhì)檢生物學(xué)試卷的某一主觀(guān)題為例，對(duì)情境素材的選取和基于高階思維測(cè)評(píng)的問(wèn)題設(shè)置策略展開(kāi)例析。

2.1情境素材的選取要注重科學(xué)性，素材的處理要符合學(xué)生認(rèn)知

情境化試題命制的關(guān)鍵是找尋合適的背景材料，命題教師可以根據(jù)教材內(nèi)容中與生產(chǎn)生活聯(lián)系密切的章節(jié)，如光合作用、生物育種、免疫與人體健康、生態(tài)環(huán)保等，收集真實(shí)、鮮活的案例資料。最新的科技發(fā)展也常作為高考命題素材，階段性評(píng)價(jià)的命題教師可以開(kāi)拓視野，尋找與高中生物學(xué)重要概念關(guān)聯(lián)緊密的科技論文作為創(chuàng)題背景。發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊的科技論文常具有較高的權(quán)威性和學(xué)術(shù)性，其研究成果基于真實(shí)的科研實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容遵循科學(xué)規(guī)范，數(shù)據(jù)詳實(shí)、表述嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯清晰，以此為創(chuàng)題素材能保證試題的科學(xué)性。同時(shí)，基于真實(shí)科研情境的試題，還能引導(dǎo)學(xué)生從科研人員的角度思考問(wèn)題，提升學(xué)生的科研興趣，促成其對(duì)知識(shí)的理解與應(yīng)用。筆者選取科研論文《外源褪黑素對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化能力以及光合作用效率的影響》作為本次命題的情境素材，該論文發(fā)表于《西北植物學(xué)報(bào)》，具有一定的權(quán)威性，內(nèi)容新穎，研究方向與高中生物學(xué)重要概念光合作用緊密相關(guān)。

論文研究外源褪黑素對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗生長(zhǎng)特性、膜透性、滲透調(diào)節(jié)、抗氧化物酶以及光合作用指標(biāo)等多方面生理因素的影響，并對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)原理和操作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的生化分析。論文內(nèi)容程序繁雜、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，超出《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)高中學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量的評(píng)價(jià)要求。因此，依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教材對(duì)論文進(jìn)行節(jié)選與改編，充分挖掘科技論文中指向核心素養(yǎng)考查的知識(shí)點(diǎn)，其余信息在保證科學(xué)的基礎(chǔ)上刪繁就簡(jiǎn)，最后調(diào)整部分信息的呈現(xiàn)形式和表述方式，以適應(yīng)高中生的閱讀習(xí)慣與認(rèn)知水平。

素材經(jīng)處理優(yōu)化后修改為題例，其題干信息如下：紫花苜蓿為多年生豆科優(yōu)良牧草，土壤鹽堿化是其產(chǎn)量的重要限制因素。為探究外源褪黑素對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗光合作用的影響，科研人員進(jìn)行了A～E 五組實(shí)驗(yàn)：A組（蒸餾水）、B組（150 mmol/L 氯化鈉）、C 組（150 mmol/L 氯化鈉+30 umol/L 褪黑素）、D 組（150 mmol/L 氯化鈉+50 umol/L 褪黑素）、E 組（150 mmol/L 氯化鈉+80 umol/L 褪黑素），各處理組均在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，取培養(yǎng)至第7天的紫花苜蓿幼苗測(cè)定葉片中丙二醛（會(huì)對(duì)葉綠體的膜結(jié)構(gòu)造成損傷）和超氧化物歧化酶（能清除丙二醛）的含量、凈光合速率和氣孔導(dǎo)度的變化。請(qǐng)回答：

題干中“紫花苜蓿為多年生豆科優(yōu)良牧草，土壤鹽堿化是其產(chǎn)量的重要限制因素”指出研究的重要意義，“為探究外源褪黑素對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗光合作用的影響，科研人員進(jìn)行了A～E 五組實(shí)驗(yàn)”指明研究的對(duì)象和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。根?jù)學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣，整理歸納實(shí)驗(yàn)信息后為學(xué)生呈現(xiàn)對(duì)照組及實(shí)驗(yàn)組的具體處理方式，并對(duì)部分課外知識(shí)進(jìn)行必要補(bǔ)充，以便學(xué)生作答，如丙二醛會(huì)對(duì)葉綠體的膜結(jié)構(gòu)造成損傷，超氧化物歧化酶能清除丙二醛等。其余與試題無(wú)關(guān)的信息刪減，既符合科學(xué)性要求，能保證試題情境的簡(jiǎn)明和學(xué)生答題所需條件的充分性。此外，以柱狀圖的形式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)不僅能保證情境信息的充足性，也有助于減輕學(xué)生的閱讀負(fù)擔(dān)。

2.2問(wèn)題的設(shè)置要緊密結(jié)合情境，注重指向性連續(xù)性與層次性

《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》提出“一核四層四翼”的評(píng)價(jià)框架，不僅明確了高考的核心功能、考查內(nèi)容和要求，也為階段性評(píng)價(jià)考試命題指出明確方向。以《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》作為理論依據(jù)，題目立意應(yīng)導(dǎo)向立德樹(shù)人，問(wèn)題設(shè)置應(yīng)具有明確的任務(wù)指向，設(shè)問(wèn)應(yīng)為了解決情境中的核心問(wèn)題而存在。同時(shí)，情境化試題要特別注重設(shè)問(wèn)的連續(xù)性和層次性，在真實(shí)情境中，問(wèn)題絕非孤立存在，一個(gè)問(wèn)題的解決常伴隨著新疑問(wèn)的出現(xiàn)，因此教師在命題時(shí)要注意建構(gòu)不同設(shè)問(wèn)間的邏輯關(guān)系，讓不同小題的設(shè)問(wèn)形成具有層次性、難度循序漸進(jìn)又環(huán)環(huán)相串的“問(wèn)題鏈”，如此不僅能提升試題情境的利用率，還能減輕學(xué)生的答題負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)高考評(píng)價(jià)體系“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”的考查要求。

在題例試題設(shè)問(wèn)的推敲環(huán)節(jié)，命題者主要圍繞素材“鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗光合作用的改變”以及“使用外源褪黑素后的變化”，拓展多個(gè)關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)，為考查學(xué)生抽象拓展的高階思維，設(shè)計(jì)如下層次遞進(jìn)的4個(gè)問(wèn)題，各小題考查內(nèi)容和考查要求詳見(jiàn)表1。

（1）實(shí)驗(yàn)中利用模擬鹽脅迫，結(jié)合A、B 組實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，鹽脅迫下植物丙二醛增多主要會(huì)對(duì)光合作用過(guò)程產(chǎn)生直接影響，同時(shí)鹽脅迫環(huán)境下植物氣孔導(dǎo)度降低也會(huì)導(dǎo)致植物，凈光合速率降低。

（2）在不同濃度的褪黑素處理下鹽脅迫的紫花苜蓿凈光合速率都有提高。若不考慮鹽脅迫對(duì)呼吸速率的影響，請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析其原因。

（3）褪黑素對(duì)鹽脅迫下紫花苜蓿植物光合作用的影響與其使用劑量有關(guān)，研究小組欲探究外源褪黑素提高鹽脅迫下紫花苜蓿的凈光合速率的最適濃度，請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的基本思路。

（4）除噴施適宜濃度的褪黑素外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上還可以采取什么措施提高植物耐鹽能力。

小題（1）要求學(xué)生分析題干信息，明確該科研情境中研究者利用150 mmol/L 的氯化鈉模擬鹽脅迫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以考查學(xué)生在科研情境中獲取信息的能力，也兼顧必備知識(shí)的考查。小題（2）要求學(xué)生結(jié)合科研情境對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在不同濃度褪黑素處理下，受鹽脅迫的紫花苜蓿凈光合速率均有所提高，結(jié)合該科研情境中測(cè)定的丙二醛含量、超氧化物歧化酶含量、氣孔導(dǎo)度數(shù)據(jù)，可對(duì)鹽脅迫條件下紫花苜蓿凈光合速率提高的原因進(jìn)行分析，注重“學(xué)科素養(yǎng)”的考查。在小題（2）明確不同濃度褪黑素都能提高鹽脅迫條件下紫花苜蓿凈光合速率的基礎(chǔ)上，設(shè)置小題（3）要求學(xué)生結(jié)合情境提出進(jìn)一步探究外源褪黑素提高鹽脅迫下紫花苜蓿凈光合速率的最適濃度的實(shí)驗(yàn)思路，以進(jìn)一步深化該科研情境的應(yīng)用。該小題注重“關(guān)鍵能力”的考查，可對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究”能力進(jìn)行評(píng)測(cè)。在小題（3）后設(shè)置開(kāi)放性的小題（4），引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維思考除噴施適宜濃度的褪黑素外，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還可以采取什么措施提高植物耐鹽能力，該小題注重“核心價(jià)值”的考查，通過(guò)開(kāi)放性設(shè)問(wèn)進(jìn)一步評(píng)價(jià)學(xué)生的抽象拓展高階思維能力。

2.3制定注重客觀(guān)性和有效性評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，審核并校正試題

為對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)質(zhì)量做出有效評(píng)價(jià)，試題需要制定一個(gè)客觀(guān)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的制定要以客觀(guān)事實(shí)為依據(jù)，結(jié)合學(xué)生的答題習(xí)慣預(yù)判其可能的作答結(jié)果，設(shè)置不同層次的得分點(diǎn)，以有效區(qū)分不同程度的學(xué)生。題例參考答案及評(píng)分說(shuō)明詳見(jiàn)表2。

評(píng)價(jià)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)，以保證評(píng)價(jià)的有效性和客觀(guān)性。試題命制的最后階段還需對(duì)試題及答案的文字表述以及圖表的科學(xué)性等多個(gè)方面進(jìn)行審核和校正，保證試題的準(zhǔn)確和精致。

3 命題實(shí)踐的反思

基于真實(shí)情境的試題要實(shí)現(xiàn)“情境與知識(shí)的順利融合”，對(duì)命題者的命題水平提出了更高的要求，命題策略不一而足，但都要求命題者在內(nèi)容考查上不僅要關(guān)注知識(shí)本身，更須關(guān)注相關(guān)知識(shí)在學(xué)科素養(yǎng)培育中的核心價(jià)值。命題者要能據(jù)此選取合適的情境素材，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，以此承載考查內(nèi)容。情境化試題的設(shè)問(wèn)要聚焦考查目標(biāo)，尤其是充分考查學(xué)生具體情境中抽象拓展知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的高階思維能力，突出試題引導(dǎo)教學(xué)以及“服務(wù)選才”的功能。

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