指向?qū)W科核心素養(yǎng)的區(qū)域試題命制策略及教學(xué)啟示

安徽 黃振鋒 禹 萍

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)明確了以學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨的課程理念，圍繞學(xué)科核心素養(yǎng)制訂了課程目標(biāo)，并基于學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)制訂了學(xué)業(yè)要求。教學(xué)過程中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)有沒有落實(shí)，在對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)中會(huì)得到體現(xiàn)，因此在命制試題時(shí)要關(guān)注對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)的測(cè)評(píng)，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

筆者以2022年我市4道高三?？忌飳W(xué)試題的命制為例，從學(xué)科核心素養(yǎng)的視角進(jìn)行分析，歸納區(qū)域試題命制策略及對(duì)教學(xué)的啟示，具體如下。

1.區(qū)域試題命制策略

1.1 立足教材，注重基礎(chǔ)

教材是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)最基本的教學(xué)資源，挖掘教材中的素材命制的試題具有情境典型的特點(diǎn)，學(xué)生容易找到試題切入點(diǎn)。以最基本的問題情境作為任務(wù)創(chuàng)設(shè)和基本知識(shí)考查的載體，能很好地區(qū)分不同學(xué)科核心素養(yǎng)水平的學(xué)生。

【例1】漿細(xì)胞是由B細(xì)胞分化而來能產(chǎn)生抗體的免疫細(xì)胞。下列有關(guān)漿細(xì)胞和B細(xì)胞的敘述錯(cuò)誤的是

( )

A.漿細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體較B細(xì)胞更為發(fā)達(dá)

B.漿細(xì)胞中核膜、核仁不發(fā)生周期性的消失與重建，B細(xì)胞能發(fā)生

C.漿細(xì)胞在體液免疫過程中不能識(shí)別抗原，B細(xì)胞能特異性識(shí)別抗原

D.漿細(xì)胞與B細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和功能上出現(xiàn)差異的根本原因是遺傳信息不同

【參考答案】D

【試題分析】本試題以B細(xì)胞分化成漿細(xì)胞的過程為情境，情境主要來源于新人教版教材選擇性必修1第4章第2節(jié)中體液免疫的內(nèi)容。本題利用教材中的情境，對(duì)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、增殖、分化及免疫學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)等進(jìn)行綜合性考查，所考查的學(xué)科核心素養(yǎng)、學(xué)科核心素養(yǎng)表現(xiàn)和學(xué)科核心素養(yǎng)水平分析如表1。

表1

根據(jù)全區(qū)10 613份測(cè)試結(jié)果分析，本題難度系數(shù)為0.81，區(qū)分度為0.43，難度適中，區(qū)分度較好。作為理科綜合試卷的第1題，試題情境來自教材，學(xué)生容易找到切入點(diǎn)，試題既有對(duì)基本知識(shí)、基本技能的考查，又有跨模塊知識(shí)的融合，能夠?qū)W(xué)科核心素養(yǎng)中的生命觀念和科學(xué)思維進(jìn)行測(cè)評(píng)。

1.2 源于生活，體現(xiàn)應(yīng)用

好的試題一般具有聯(lián)系生活的真實(shí)情境，能夠讓學(xué)生在生活情境中表現(xiàn)自己的真實(shí)水平，且情境越貼近生活越能反映學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)水平。故命題時(shí)以貼近生活的實(shí)際問題情境為載體，將教材中的知識(shí)、技能與生活中的生命現(xiàn)象、社會(huì)現(xiàn)象進(jìn)行有機(jī)整合與應(yīng)用，可以達(dá)成對(duì)生命觀念、科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)的考查。

【例2】多巴胺是一種神經(jīng)遞質(zhì)，能引起下一神經(jīng)元興奮。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)常吸食可卡因(一種毒品)會(huì)導(dǎo)致多巴胺受體減少，可卡因能影響多巴胺在反射活動(dòng)中興奮的傳遞，過程如圖1所示。下列敘述錯(cuò)誤的是

( )

A.①中多巴胺釋放到②的過程體現(xiàn)了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

B.與正常情況比，吸食可卡因會(huì)引起②中多巴胺量增多

C.多巴胺與③結(jié)合后，突觸后膜對(duì)鉀離子通透性增加

D.為獲取相同強(qiáng)度的愉悅感，吸食者需不斷加大劑量

【參考答案】C

【試題分析】本試題以吸食可卡因?qū)ι顒?dòng)的影響為情境考查神經(jīng)遞質(zhì)的釋放、神經(jīng)遞質(zhì)的作用、突觸的結(jié)構(gòu)和興奮在神經(jīng)元之間的傳遞過程，所考查的學(xué)科核心素養(yǎng)、學(xué)科核心素養(yǎng)表現(xiàn)和學(xué)科素養(yǎng)水平分析如表2。

表2

根據(jù)全區(qū)測(cè)試結(jié)果分析，本題難度系數(shù)為0.78，區(qū)分度為0.46，難度適中，區(qū)分度較好，其中有13.01%的同學(xué)選擇B項(xiàng)，說明該部分同學(xué)未能從題干中準(zhǔn)確獲取信息，不清楚多巴胺作用后的去向。以吸食可卡因?qū)θ梭w生命現(xiàn)象產(chǎn)生的影響這一事實(shí)和證據(jù)為試題情境，希望能引起學(xué)生深思，形成遠(yuǎn)離毒品、珍愛生命的健康生活觀念。

1.3 基于論文，守正創(chuàng)新

《課程標(biāo)準(zhǔn)》在命題原則中指出：組織命題時(shí)對(duì)于素材的選擇應(yīng)遵從真實(shí)問題情境，應(yīng)注重考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決問題的能力。以科研論文為情境不僅具有真實(shí)、科學(xué)的特性，還具有時(shí)效性、新穎性、創(chuàng)新性等特點(diǎn)；同時(shí)基于科研論文命制試題能很好地引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際生活生產(chǎn)中的問題或針對(duì)問題提出合理建議，最終達(dá)到培養(yǎng)科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任感的目標(biāo)。

【例3】為研究不同波長(zhǎng)的光質(zhì)對(duì)西瓜幼苗代謝的影響，研究者做了以下實(shí)驗(yàn)。以白光(W)作為對(duì)照，設(shè)置了紅光(R)、藍(lán)光(B)、紅藍(lán)光(R2B3，紅光∶藍(lán)光=2∶3)、紅藍(lán)光(R5B2，紅光∶藍(lán)光=5∶2)四個(gè)實(shí)驗(yàn)組，保持各組光照強(qiáng)度、溫度等環(huán)境條件相同且適宜，檢測(cè)不同光質(zhì)類型照射下西瓜幼苗的相關(guān)指標(biāo)。結(jié)果如表3。

表3

回答下列問題：

(1)RUBP羧化酶可以催化CO2的固定，該酶存在于葉綠體的________中。

(2)據(jù)表3分析，單色光R、B處理下的西瓜葉片葉綠素含量均低于對(duì)照組，而紅藍(lán)組合光處理下的葉綠素含量卻高于對(duì)照組，推測(cè)其原因是________。

(3)據(jù)表3分析，在呼吸速率不變的前提下，藍(lán)光比白光下西瓜幼苗凈光合速率低的原因有________和___________________。

(4)通過該實(shí)驗(yàn)________(填“能”或“不能”)說明R5B2是促進(jìn)西瓜幼苗生長(zhǎng)最合適的光質(zhì)類型，原因是___________________。

【參考答案】(1)基質(zhì) (2)光質(zhì)對(duì)葉綠素含量的影響不是簡(jiǎn)單的疊加，而是存在某種互作效應(yīng)(答案合理即可) (3)藍(lán)光照射下西瓜幼苗的葉綠素含量較低，光反應(yīng)弱 RUBP羧化酶的活性較低，暗反應(yīng)弱 (4)不能 實(shí)驗(yàn)的光質(zhì)類型組數(shù)太少(或R5B2只是本實(shí)驗(yàn)中的最適光質(zhì)類型，答案合理即可)

【試題分析】該題情境來自科研論文《不同光質(zhì)光照對(duì)西瓜幼苗光合作用、碳氮代謝及酶活性的影響》。以研究不同光質(zhì)及光質(zhì)組合對(duì)西瓜幼苗代謝的影響為情境考查光合作用過程、不同光質(zhì)對(duì)葉綠素含量的影響。本試題以科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究過程為情境設(shè)置題目，有助于學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變，模擬在真實(shí)情境中分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、得出相應(yīng)結(jié)論、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，在理論上指導(dǎo)生產(chǎn)，從而激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。本題所考查的學(xué)科核心素養(yǎng)、學(xué)科核心素養(yǎng)表現(xiàn)和學(xué)科核心素養(yǎng)水平分析如表4。

表4

續(xù)表

根據(jù)全區(qū)測(cè)試結(jié)果分析，本題難度系數(shù)為0.42，區(qū)分度為0.33，難度較大，區(qū)分度相對(duì)較好。試題的設(shè)問(2)難度較大，不僅需要學(xué)生深度思考、反復(fù)對(duì)比幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)系，還需要用精準(zhǔn)的書面語言表達(dá)。測(cè)試結(jié)果顯示只有少部分學(xué)生能突出重圍，答出相對(duì)完整的答案，也可能是大部分學(xué)生在做理科綜合試卷的時(shí)間較緊張，沒有充分的時(shí)間思考所致。試題設(shè)問(3)的作答情況顯示很多學(xué)生只回答了問題的一個(gè)方面，沒有對(duì)表3中的數(shù)據(jù)做出全面的分析。科學(xué)探究是科學(xué)思維的實(shí)證過程，在本試題中兩者一并呈現(xiàn)，將生物學(xué)自然科學(xué)屬性充分地展現(xiàn)出來。

1.4關(guān)注科技進(jìn)展，考查跨學(xué)科思維

命題時(shí)，教師應(yīng)關(guān)注科學(xué)進(jìn)展，提供科學(xué)進(jìn)展真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生綜合調(diào)用多個(gè)學(xué)科知識(shí)分析情境、解決問題，從而考查跨學(xué)科思維，發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

【例4】黃曲霉產(chǎn)生的黃曲霉素(C17H12O6)具有極強(qiáng)的毒性和致癌性。研究人員利用黃曲霉素篩選出能高效降解黃曲霉素的菌株，部分實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示，回答下列問題：

圖2

(1)研究人員常從霉變的花生、玉米中采樣，原因是________________。

(2)過程②為選擇培養(yǎng)，常將1號(hào)培養(yǎng)基置于搖床上震蕩，其目的是____________________。

(3)過程③接種后的培養(yǎng)皿不能立即倒置培養(yǎng)的原因是________。2號(hào)培養(yǎng)基應(yīng)以________為唯一碳源。利用2號(hào)培養(yǎng)基計(jì)數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般比實(shí)際活菌數(shù)________，原因是___________________。

(4)該降解菌能合成某種酶從而降解黃曲霉素，為探究這種酶是在細(xì)胞內(nèi)起作用還是分泌到細(xì)胞外起作用，研究人員將降解菌的培養(yǎng)液進(jìn)行離心，分別取適量上清液和沉淀物加入到一定量的黃曲霉素溶液中，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，加適量上清液的實(shí)驗(yàn)組，其黃曲霉素的殘留量明顯降低，由此可推測(cè)該酶主要在________起作用?？茖W(xué)家正研究將分離出的該酶分子固定于磁性納米粒子上，從而成為生物酶?jìng)鞲衅?，并用于檢測(cè)黃曲霉素，這種生物酶?jìng)鞲衅鞯膬?yōu)點(diǎn)

是___________________。

【參考答案】(1)霉變的花生、玉米中含有黃曲霉素，在此環(huán)境下可能含有能降解黃曲霉素的菌株 (2)有助于菌株與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分接觸、增加溶氧量(答出一點(diǎn)即可) (3)防止培養(yǎng)液滴落 黃曲霉素 少 兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞在一起形成了一個(gè)菌落 (4)細(xì)胞外 既能檢測(cè)黃曲霉素，又能降解黃曲霉素；重復(fù)利用，減少浪費(fèi)，節(jié)約成本(答出一點(diǎn)即可)

【試題分析】設(shè)問(4)的第一空考查學(xué)生的分析判斷能力，推測(cè)出此酶應(yīng)是分泌到細(xì)胞外而起到降解黃曲霉素的作用。設(shè)問(4)的第二空關(guān)注了最新科研動(dòng)態(tài)，考查跨學(xué)科思維。將降解黃曲霉素的酶與傳感器結(jié)合成為生物酶?jìng)鞲衅?，體現(xiàn)物理學(xué)、工程學(xué)和生物學(xué)知識(shí)的綜合。命題者給定一種實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生分析該酶作用的場(chǎng)所，同時(shí)給出一個(gè)新的科技情境，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)并分析科學(xué)家正在進(jìn)行的科研的意義，從而發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。該題所考查的學(xué)科核心素養(yǎng)、學(xué)科核心素養(yǎng)表現(xiàn)和學(xué)科核心素養(yǎng)水平分析如表5。

表5

續(xù)表

根據(jù)全區(qū)域?qū)W生測(cè)試結(jié)果分析，本小題難度系數(shù)為0.65，區(qū)分度為0.4，難度適中，區(qū)分度較好。設(shè)問(4)答題情況不夠好，說明部分學(xué)生在運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)進(jìn)行分析與歸納方面還有待加強(qiáng)，教師應(yīng)適當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科思維的方法解決實(shí)際難題。

2.教學(xué)啟示

2.1 深度理解概念，擺脫死記硬背

生物學(xué)是具有理科性質(zhì)的學(xué)科，很多生物學(xué)概念需要深入理解。建議教師在教學(xué)過程中多提問、多讓學(xué)生表達(dá)他們對(duì)生物學(xué)概念的理解，學(xué)生的答案是否完全正確并不重要，重要的是在此過程中可以加深學(xué)生對(duì)概念的理解，教師最后給予補(bǔ)充、指正和評(píng)價(jià)，從而幫助學(xué)生構(gòu)建更為完善、準(zhǔn)確的生物學(xué)概念。例如在例1中如果學(xué)生不能深刻理解細(xì)胞分化、細(xì)胞周期等概念，會(huì)導(dǎo)致題目出錯(cuò)。

2.2 厘清關(guān)聯(lián)知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)以致用

測(cè)評(píng)學(xué)科核心素養(yǎng)，一般以概念為依托，因此在教學(xué)過程中應(yīng)高度重視概念教學(xué)?？梢酝ㄟ^構(gòu)建跨模塊概念圖的形式，將核心主干知識(shí)體系融合，從而找出不同模塊知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)處，并借助情境與生活中常見的生命現(xiàn)象進(jìn)行融合，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心生命健康、熱愛生命、關(guān)愛他人、保護(hù)人們賴以生存的生態(tài)環(huán)境。

2.3 重視問題情境，培養(yǎng)思維能力

以具有一定信息量和適當(dāng)復(fù)雜度的情境為載體，將陳述性知識(shí)與程序性知識(shí)有機(jī)整合和運(yùn)用類試題在高考真題中比重逐漸增大，此類試題能很好地體現(xiàn)學(xué)生課堂遷移所學(xué)內(nèi)容、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。在日常教學(xué)過程中，無論是原創(chuàng)試題的命制還是經(jīng)典試題的講解，應(yīng)重視問題情境的選擇，注重科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。