新高考背景下科學(xué)實驗與探究情境試題的比較研究

韋蕾蕾 劉琳

【摘 要】新高考生物學(xué)科學(xué)業(yè)水平選擇性考試試題以中國高考評價體系為命題的理論依據(jù)和實踐指南，充分發(fā)揮高考的育人選材功能，突出體現(xiàn)學(xué)科價值引領(lǐng)作用，強(qiáng)化了生物學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。文章以2022年部分新高考綜合改革地區(qū)的生物學(xué)科學(xué)實驗與探究情境試題為例，分析“一核”“四層”“四翼”在此類試題中的滲透和體現(xiàn)，為新高考背景下的生物學(xué)備考提供教學(xué)方向。

【關(guān)鍵詞】新高考 核心素養(yǎng) 科學(xué)實驗與探究 情境試題

【中圖分類號】G633.91 ?【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ?【文章編號】1002-3275（2023）07-28-04

2021年，廣西壯族自治區(qū)正式進(jìn)入高考綜合改革，生物學(xué)學(xué)科考試將由統(tǒng)一高考科目變?yōu)閷W(xué)業(yè)水平選擇性考試。由此生物學(xué)學(xué)科考試功能定位發(fā)生改變，高考命題理念從知識立意、能力立意向價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基轉(zhuǎn)變，突出情境的考試載體作用，要求學(xué)生在真實問題情境中通過情境活動發(fā)揮價值引領(lǐng)作用，應(yīng)用必備知識與關(guān)鍵能力解決實際問題，實現(xiàn)學(xué)科“四層”“四翼”內(nèi)容考查。［1］這與《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）提出的命題建議一脈相承，即“試題素材應(yīng)貼近學(xué)生生活實際，以真實問題情境組織命題，應(yīng)注重考查學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識和技能解決問題的能力”。因此，新高考到底怎么考？考什么？需要教師從“一核”“四層”“四翼”的角度去評析和審視試題，深入分析高考試題對生物學(xué)核心素養(yǎng)的考查，為新高考改革的試題命制、課堂教學(xué)模式、備考策略提供有力依據(jù)。

良好的試題情境是學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的載體，科學(xué)、合理又貼近生活的情境才能有效激發(fā)學(xué)生思考。生物學(xué)作為一門以探究實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，它需要學(xué)生掌握科學(xué)實驗的基本思路和方法，去解決真實世界中的復(fù)雜生命問題。結(jié)合生物學(xué)學(xué)科的特點，體現(xiàn)生物學(xué)特色的試題情境包括以下：“生活、學(xué)習(xí)和實踐情境，科學(xué)實驗和探究情境，生命科學(xué)史情境。”［2］因此，在高考試題中，命題者常以真實的科學(xué)實驗和探究情境融入試題，考查學(xué)生分析實驗的能力、遷移實驗方法的能力，以及綜合運用所學(xué)知識和技能解決實際問題的能力。本文以2022年部分新高考綜合改革地區(qū)的生物學(xué)科學(xué)實驗與探究情境試題為例，重點分析試題中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的考查，同時分析在“一核”“四層”“四翼”高考評價體系中必備知識、關(guān)鍵能力、學(xué)科核心素養(yǎng)和核心價值的具體體現(xiàn)。

一、科學(xué)實驗與探究情境試題整體考查情況分析

“科學(xué)實驗和科學(xué)探究的情境主要來自于真實的生物學(xué)研究的內(nèi)容以及由這些內(nèi)容進(jìn)行知識遷移設(shè)定的情境或提出的問題?！保?］其意在激發(fā)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣，在解題的過程中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)的探究方法和勇于探索的科學(xué)精神。通過分析2022年新高考地區(qū)湖南和湖北普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試生物試題，發(fā)現(xiàn)以科學(xué)實驗和科學(xué)探究為情境的試題占較大比重。例如湖南卷全卷22題中，有4道選擇題、4道必選非選擇題和2道選做題以科學(xué)實驗探究為背景進(jìn)行命題，分值占比68%。湖北卷全卷24題中，有4道選擇題、3道非選擇題以科學(xué)實驗探究為背景進(jìn)行命題，分值占比54%。研究發(fā)現(xiàn)，選擇題側(cè)重考查的關(guān)鍵能力為理解能力，核心素養(yǎng)主要圍繞科學(xué)思維進(jìn)行考查，重點體現(xiàn)了基礎(chǔ)性、綜合性。非選擇題主要采用遞進(jìn)式的命題方式，對思維的要求逐漸提高，因此它們涉及的知識面、能力面、素養(yǎng)水平都較廣，并且側(cè)重考查理解能力、實驗探究能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力等關(guān)鍵能力，尤其在設(shè)計實驗方面，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，創(chuàng)新性提出解決問題的思路。主要考查生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任等核心素養(yǎng)，旨在引導(dǎo)學(xué)生答題時思考生物技術(shù)對生產(chǎn)帶來的價值、尊重自然、保護(hù)生態(tài)多樣性等生物學(xué)議題?？疾閮?nèi)容體現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性。具體考查情況分析如表1、表2所示。

二、試題情境選用體現(xiàn)價值引領(lǐng)

生物學(xué)科依托學(xué)科內(nèi)容和特點，以立德樹人為根本任務(wù)，在考題中滲透具有生物學(xué)科特質(zhì)的思想觀念，弘揚社會主義核心價值觀，有助于選拔世界觀、人生觀、價值觀正確的人才。

通過研究新高考試題發(fā)現(xiàn)，試題的價值引領(lǐng)主要體現(xiàn)在以下三個方面：①通過創(chuàng)設(shè)聯(lián)系生產(chǎn)、生活的實際問題情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)技術(shù)在勞動生產(chǎn)和社會實踐中的應(yīng)用，認(rèn)同生物學(xué)的價值，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)技術(shù)的意識。②通過創(chuàng)設(shè)科學(xué)實驗與探究情境，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)選取實驗方法，樹立證據(jù)意識，客觀分析實驗數(shù)據(jù)，科學(xué)分析實驗現(xiàn)象，合理推出實驗結(jié)論的科學(xué)探究基本方法和思路，并學(xué)會遷移教材實驗，設(shè)計科學(xué)有效的實驗思路，解決生產(chǎn)生活中的問題，體現(xiàn)責(zé)任擔(dān)當(dāng)。③通過設(shè)置“意義、優(yōu)點、措施”類問題，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)生物學(xué)知識和基本原理，提出解決實際問題的有效建議，樹立尊重自然規(guī)律、合理利用資源、保護(hù)自然資源的意識，實現(xiàn)自然資源的可持續(xù)發(fā)展。例如2022年的湖北卷第24題考查育種原理、技術(shù)在糧食生產(chǎn)中的應(yīng)用，題干中的“端穩(wěn)中國碗，裝滿中國糧”旨在喚醒學(xué)生的國家榮譽感，深刻認(rèn)識到一個國家的飯碗必須端在自己的手中，糧食技術(shù)必須要掌握在國人手中，增強(qiáng)學(xué)生“強(qiáng)國有我”的責(zé)任意識，體現(xiàn)了學(xué)科特色的價值引領(lǐng)。湖南卷選做題第21題以探究黃酒的釀制工藝流程為情境，第22題以傳統(tǒng)中藥材水蛭中的活性成分水蛭素的結(jié)構(gòu)改造為情境，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注中國傳統(tǒng)工藝和中醫(yī)藥材，熱愛并發(fā)揚中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，厚植愛國情懷，體現(xiàn)傳承優(yōu)秀文化的精神，增強(qiáng)民族自豪感。

三、必備知識考查突出基礎(chǔ)性和應(yīng)用性

兩套選擇性考試的試題覆蓋的必備知識主要集中于細(xì)胞代謝、遺傳定律、動植物生命活動的調(diào)節(jié)、傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代科技技術(shù)等板塊。例如湖南卷第18題以下丘腦為切入點，考查學(xué)生對體溫調(diào)節(jié)的原理、機(jī)體散熱的方式等陳述性知識和程序性知識的掌握情況。湖北卷第23題以陌生情境胃酸的分泌融入試題，考查物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗⒎绞?，以及影響酶活性的因素等基本概念。涉及基本概念、基本原理和基本生理過程的試題體現(xiàn)基礎(chǔ)性知識的考查。又如湖南卷第9題以孟德爾經(jīng)典測交實驗為情境，考查特殊比例背后的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，設(shè)計染色體變異的相關(guān)內(nèi)容。湖北卷第20題利用PCR電泳技術(shù)分析21三體綜合征患兒的病因，學(xué)生需要觀察圖譜，結(jié)合減數(shù)分裂的相關(guān)知識作出相應(yīng)判斷，這都體現(xiàn)了綜合性和應(yīng)用性必備知識的考查。再如湖南卷選做題第22題要求學(xué)生利用題干信息，結(jié)合第3小問的條件，提出比較兩種酶活性的思路，注重考查學(xué)生獨立思考、發(fā)散思維、遷移思維能力，突出體現(xiàn)綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性必備知識的考查。

四、關(guān)鍵能力實現(xiàn)實驗探究能力和解決問題能力的深度融合

“新高考生物科關(guān)鍵能力確立為理解能力、實驗探究能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力?！保?］科學(xué)實驗與探究情境題目著重考查學(xué)生對知識的理解、應(yīng)用，以及分析情境中的問題和解決實際問題的能力。例如湖南卷選擇題第10題、湖北卷選擇題第12題都以探究實驗的數(shù)據(jù)作為載體，考查學(xué)生獲取圖表信息的能力，學(xué)生需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析和處理后，才能結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行判斷和推測，這實際上考查學(xué)生對知識的綜合運用能力。在非選擇題中，主要以完成實驗思路的設(shè)問方式，考查學(xué)生實驗設(shè)計的能力，在行文過程中，學(xué)生需要突出體現(xiàn)實驗操作的單一變量原則、對照原則、科學(xué)性和規(guī)范性等原則，重點寫清對實驗自變量的處理和觀測指標(biāo)，因此也涉及科學(xué)表述能力的考查。實驗思路主要是基于教材實驗的遷移運用，學(xué)生需要結(jié)合題目實際，篩選合適的實驗方法，并展開實驗思路設(shè)計，一定程度上考查了學(xué)生的創(chuàng)新能力，體現(xiàn)了社會發(fā)展對創(chuàng)新型人才的需求。

五、試題內(nèi)容重視生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)考查

（一）生命觀念素養(yǎng)的考查

課程標(biāo)準(zhǔn)提到，生命觀念是指“對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法”，包括“結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等”。湖北卷第21題以高濃度臭氧對植物光合作用的影響為載體，讓學(xué)生分析高濃度臭氧條件下，兩種植物的體內(nèi)指標(biāo)的變化，并比較兩者之間的差異，是對生物體的“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的考查。又如湖南卷第20題以福壽螺的生態(tài)入侵為例，考查學(xué)生的“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”，第18題的第（3）問讓學(xué)生探究下丘腦對體溫調(diào)節(jié)的作用，旨在引導(dǎo)學(xué)生形成“結(jié)構(gòu)與功能觀”“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”等生物學(xué)觀點，滲透生命觀念核心素養(yǎng)的考查。

（二）科學(xué)思維素養(yǎng)的考查

科學(xué)實驗與探究情境試題對科學(xué)思維有較高的要求，課程標(biāo)準(zhǔn)提出科學(xué)思維是指“尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力”，其中包括“歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維”等。結(jié)合2022年新高考地區(qū)高考試題發(fā)現(xiàn)，湖北卷第24題以經(jīng)典的雜交實驗為背景，以某二倍體作物的雜交育種實驗為情境，考查學(xué)生對教材中孟德爾豌豆雜交實驗的遷移應(yīng)用。學(xué)生需要利用遺傳圖解分析實驗，推測出親代基因型，并預(yù)測F3的后代性狀分離比，考查學(xué)生科學(xué)思維中的“模型與建?！蹦芰?。湖南卷第19題第（4）問以水稻的培育過程中發(fā)生的突變現(xiàn)象為情境，要求學(xué)生根據(jù)實驗結(jié)果，反推植株的突變類型并說明理由，考查學(xué)生遷移運用假說演繹法、結(jié)合遺傳圖解進(jìn)行推理分析的能力，以及“演繹與推理”和“模型與建?！钡目茖W(xué)思維素養(yǎng)。

（三）科學(xué)探究素養(yǎng)的考查

課程標(biāo)準(zhǔn)指出，科學(xué)探究是指“能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及對結(jié)果的交流與討論的能力”。在科學(xué)實驗與探究情境試題中，著重考查學(xué)生提出問題、作出假設(shè)、實驗設(shè)計、方案實施、結(jié)果分析等能力。分析2022年湖南省和湖北省生物學(xué)科學(xué)業(yè)水平選擇性考試試題發(fā)現(xiàn)，科學(xué)實驗與探究情境選擇題中，通常以實驗結(jié)果的圖形與表格形式呈現(xiàn)，要求學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)、解釋原理、預(yù)測結(jié)果等，注重考查科學(xué)探究能力中對結(jié)果的交流與討論能力。例如湖南卷第10題以假單孢菌質(zhì)壁分離的探究實驗結(jié)果為情境，考查學(xué)生圖表分析能力，分析自變量對觀察指標(biāo)的影響，對比實驗現(xiàn)象，分析其中原理，并對未知的實驗現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測。第12題展示稻蝗屬三個近緣物種種間交配的實驗數(shù)據(jù)，考查學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)推理出它們之間生殖隔離的機(jī)制，體現(xiàn)對科學(xué)探究素養(yǎng)中分析實驗結(jié)果、作出相應(yīng)推理判斷、得出結(jié)論的考查。又如湖北卷的第12題以某植物的兩種黃葉突變體為情境，考查學(xué)生分析各項觀測指標(biāo)變化背后的生物學(xué)原理，學(xué)生不僅需要掌握光合色素的種類和光合色素吸收不同光質(zhì)等相應(yīng)的必備知識，而且還需要具備一定的分析推理能力。

非選擇題是科學(xué)探究素養(yǎng)考查的重要載體，為科學(xué)術(shù)語的規(guī)范化表達(dá)提供更多可施展的空間。非選擇題中科學(xué)探究素養(yǎng)的考查主要體現(xiàn)在考查學(xué)生設(shè)計實驗、實施實驗方案、分析實驗結(jié)果的能力。例如湖南卷第21題第（4）問要求簡要寫出利用微生物降低黃酒中EC含量的思路，第22題第（4）問要求寫出水蛭蛋白酶解產(chǎn)物和天然水蛭素的抗凝血活性差異的實驗思路，旨在考查學(xué)生將已學(xué)的生物實驗遷移運用于新情境中，解決實際問題的能力，學(xué)生表述實驗思路時需要包含實驗材料的選取、實驗方法的使用、實驗步驟等信息，強(qiáng)調(diào)文字使用的嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范化表達(dá)，因此也同時考查了學(xué)生科學(xué)規(guī)范使用文字表述實驗思路的能力。同樣考查科學(xué)探究素養(yǎng)的還有湖北卷第23題的第（3）問和湖南卷第18題的第（3）問，兩道題均要求學(xué)生完善實驗方案并預(yù)測實驗結(jié)果，考查學(xué)生對照試驗的設(shè)置、實驗變量的控制等實驗操作基本原則的掌握。

（四）社會責(zé)任素養(yǎng)的考查

科學(xué)實驗與探究情境與社會生活、生產(chǎn)實踐、科學(xué)技術(shù)密切相關(guān)，因此試題體現(xiàn)對學(xué)生社會責(zé)任素養(yǎng)的考查。社會責(zé)任是指“基于生物學(xué)的認(rèn)識，參與個人與社會事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力”。例如湖南卷第20題第（5）問以福壽螺與本土田螺的種間關(guān)系及福壽螺對水質(zhì)的影響探究實驗切入，通過清晰的圖表數(shù)據(jù)，讓學(xué)生認(rèn)識到外來入侵物種對本地生態(tài)環(huán)境的影響，培養(yǎng)學(xué)生注重保護(hù)環(huán)境和生物多樣性的意識，強(qiáng)化生態(tài)文明的理念。湖北卷第24題第（5）問要求學(xué)生回答獲得優(yōu)質(zhì)水稻品系的其他育種方法，表面上是考查學(xué)生對育種方法必備知識的掌握，實際上要求學(xué)生思考如何利用所學(xué)生物學(xué)知識解決生產(chǎn)實踐中所遇到的困難，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)知識對社會的重要價值。

總而言之，新高考背景下的生物試題命制依托中國高考評價體系以及課程標(biāo)準(zhǔn)，立足生物學(xué)特點，注重科學(xué)實驗與探究情境的創(chuàng)設(shè)，重點考查學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，關(guān)鍵能力聚焦生物學(xué)學(xué)科本色，材料背景的選取更加強(qiáng)調(diào)滲透中國傳統(tǒng)文化，關(guān)注社會民生、生態(tài)文明理念等，致力培養(yǎng)具備正確世界觀、價值觀、人生觀，具有高度的社會責(zé)任感和解決社會問題能力的學(xué)科人才。

【參考文獻(xiàn)】

［1］教育部考試中心．中國高考評價體系說明［M］．北京：人民教育出版社，2019：1.

［2］楊帆，郭學(xué)恒．基于高考評價體系的生物科考試內(nèi)容改革實施路徑［J］．中國考試，2019（12）：57.

［3］同［2］．

［4］同［2］55．