基于理性思維和科學(xué)探究的生物真題的研究及備考策略

郭開秀

摘 要：對理性思維和科學(xué)探究能力的考查是近兩年浙江高考生物試題的突出特點(diǎn)，然而在實(shí)際的備考中，這兩種核心素養(yǎng)尚未在教學(xué)實(shí)踐中真正落地，教學(xué)的針對性和有效性依然有所欠缺。據(jù)此，筆者結(jié)合2017至2018年浙江省生物選考真題，從基于理性思維和科學(xué)探究的視角研究命題的特點(diǎn)，并提出幾點(diǎn)備考策略，以期能起到導(dǎo)向教學(xué)高效備考的作用。

關(guān)鍵詞：理性思維;科學(xué)探究;選考真題;備考策略

一、現(xiàn)象聚焦

圍繞生物學(xué)核心素養(yǎng)命題是近幾年高考生物試題的最大特點(diǎn)。以四次選考試卷為例，對學(xué)生理性思維與科學(xué)探究能力的考查，備受重視，傾向明顯。2017年4月的選考卷的第14、17、18、20題，2017年11月的第23、24、27、28題，2018年4月的第17、18、21、22題，2018年11月的第22、28、30、33題。這16道試題緊緊圍繞思維與探究兩大素養(yǎng)，著重考查獲取新知識和處理信息的能力、思維的能力、分析與解決問題的能力、科學(xué)探究能力等方面，四個層級均有涉及，略有側(cè)重，內(nèi)容廣泛，打破模塊界限;在真實(shí)的情境中考查學(xué)生對問題的分析、綜合、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、建模等諸多能力。

據(jù)此，深入研究命題特點(diǎn)與考查方式，既可以把握生物選考命題的特點(diǎn)與規(guī)律，尋求有效備考策略，提高備考效率，又可以切實(shí)讓素養(yǎng)在復(fù)習(xí)備考中真正落地。

二、命題剖析

理性思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵，科學(xué)探究是理性思維的實(shí)證過程，兩者互為倚重，相輔相成，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生命科學(xué)與生產(chǎn)生活實(shí)踐、生活的聯(lián)系，最終形成一定的社會責(zé)任意識和義務(wù)。據(jù)此，筆者將這兩種核心素養(yǎng)的試題合并起來研究，以期能建立二者的相關(guān)性。2017、2018年浙江省生物選考試題，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)而有價值的問題情境，對學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究素養(yǎng)進(jìn)行了考查。

1.在歸納和演繹中考查理性思維

理性思維是指尊重事實(shí)和依據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，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，要求學(xué)生能運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題，即能對事物或問題進(jìn)行觀察、比較、歸納、演繹、抽象與概括，逐步發(fā)展理性思維，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法。

2017年4月選考卷的第31題便是以復(fù)等位基因、致死現(xiàn)象、伴性遺傳和配子的產(chǎn)生情況等知識為載體，考查了學(xué)生獲取信息的能力和理性思維。以本題第（2）小題為例進(jìn)行分析。根據(jù)組合甲，可假設(shè)果蠅的翻翅與正常翅與性別無關(guān)（位于常染色體上）或有關(guān)（位于X染色體上），根據(jù)翅形這一性狀雌雄個體數(shù)量相等，推出A（a）基因位于常染色體上，并且翻翅為顯性性狀，由于“A是純合致死基因”，并且后代表現(xiàn)出2：1的比例，說明親本的基因型為Aa×Aa。果蠅眼色基因的分布仍可以采用以上方法，得到控制眼色的基因位于X染色體上;由于后代雄果蠅全為乳白色，則母本基因型為XiXi，而后代雌果蠅全部表現(xiàn)為淡色眼，說明淡色眼（t）對乳白色眼（i）為顯性性狀;又根據(jù)雜交組合乙，親本中的母本為伊紅眼，而后代雄果蠅出現(xiàn)兩種表現(xiàn)型，說明母本雌果蠅為雜合子，并且伊紅眼（e）對淡色眼（t）為顯性性狀，因而e對t和i為完全顯性，t對i為完全顯性。由此通過了分析和綜合、歸納與演繹便建立了假設(shè)與結(jié)論之間的邏輯關(guān)系。

2.在分析與綜合中考查理性思維

選考試題重視學(xué)生選用恰當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)、闡明其內(nèi)涵，在面對生活與生物學(xué)相關(guān)的問題并作出決策時，能利用多個相關(guān)的生物學(xué)大概念或原理，在分析與綜合中發(fā)展理性思維，揭示生物學(xué)規(guī)律或機(jī)制，通過邏輯推理闡明個人立場。2018年11月選考卷的第28題便創(chuàng)設(shè)問題情境，以希爾反應(yīng)知識為背景，討論分析用不同濃度的某除草劑分別處理品種甲和品種乙雜草的離體葉綠體，從而對希爾反應(yīng)的影響。不僅考查了學(xué)生的分析與綜合和歸納與演繹等理性思維的核心素養(yǎng)，也同樣考查了學(xué)生對光合作用等核心概念的理解。學(xué)生作答與實(shí)際相聯(lián)系，結(jié)合有關(guān)知識進(jìn)行分析比較和綜合推理。此分析過程體現(xiàn)出對基礎(chǔ)知識的應(yīng)用、理性思維和科學(xué)探究能力，滲透著學(xué)科思想、學(xué)科方法、學(xué)科能力和科學(xué)研究方法。

3.在操作和表達(dá)中考查科學(xué)探究

科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)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(shí)驗(yàn)設(shè)計、方案實(shí)施以及結(jié)果交流與討論的能力。學(xué)生應(yīng)在探究過程中，逐步增強(qiáng)對自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲，掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，提高實(shí)踐能力。比如2017年11月的選考卷的第33題，在教材酵母菌實(shí)驗(yàn)為基本模式下，以細(xì)胞培養(yǎng)作為情境，就完善實(shí)驗(yàn)思路一空，考查用血細(xì)胞計數(shù)板計數(shù)、臨時裝片制作觀察細(xì)胞分裂以及獲取數(shù)據(jù)的方法。而后的分析和討論又對細(xì)胞周期的調(diào)控并實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案的能力以及預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論的能力、作圖（雙坐標(biāo)）能力和完善實(shí)驗(yàn)思路的書面表達(dá)能力進(jìn)行了考查。

4.在假說和驗(yàn)證中考查科學(xué)探究

生物科學(xué)的概念和理論是在實(shí)驗(yàn)觀察和事實(shí)的基礎(chǔ)上形成的，可以說生物學(xué)是一門大量事實(shí)證據(jù)來驗(yàn)證的學(xué)問。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)過程中可以適當(dāng)?shù)脑O(shè)置多個假說，然后設(shè)計實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假設(shè)。驗(yàn)證的過程就是促進(jìn)了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)原理、操作目的的理解以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋能力。比如2018年4月選考卷的第33題，主要考查血細(xì)胞計數(shù)板的使用、體液調(diào)節(jié)與免疫的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，該題第（2）小題給出的特定實(shí)驗(yàn)情境為“在驗(yàn)證胰島素具有降低血糖濃度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計中，若以小鼠活動狀況為觀察指標(biāo)”，讓學(xué)生基于情境提出可探究的生物學(xué)問題，采用假說演繹和推理的方法，從而驗(yàn)證所提生物學(xué)問題的科學(xué)性和合理性。

一言以蔽之，生物選考試題凸顯對學(xué)生理性思維和科學(xué)探究這兩大核心素養(yǎng)的考查，設(shè)計的試題注重“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”精心選擇考點(diǎn)內(nèi)容，突出主干知識體系和知識間的聯(lián)系，不同的模塊和章節(jié)有機(jī)融合，在一個或多個相關(guān)生物學(xué)問題的解析和解決過程，實(shí)現(xiàn)了知識的整合與遷移。試題向?qū)W生提供新知識或原有知識的延伸拓展，要求學(xué)生能夠基于試題情境深入思考，運(yùn)用相關(guān)能力解決問題，對有效備考提出了更高的要求。

三、備考策略

1.打破模塊界限，縱橫交織，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)

備考時，要高度重視回歸課本，對書本知識的梳理和整合，尤其應(yīng)加強(qiáng)跨模塊復(fù)習(xí)，通過不同的切入點(diǎn)，打破各章節(jié)的單一知識界限，對教材內(nèi)容大幅度整合，加強(qiáng)各章節(jié)知識點(diǎn)的縱橫聯(lián)系，構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維，提升備考有效性。比如高三復(fù)習(xí)的“水專題”，在教學(xué)過程中教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)產(chǎn)生水的生理過程，如氨基酸形成蛋白質(zhì)產(chǎn)生水，單糖形成多糖產(chǎn)生水，學(xué)生也就發(fā)現(xiàn)這些過程都是脫水縮合，這立即用到了歸納的思維;再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：其他脫水縮合過程也產(chǎn)生水，如DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄等過程，即概括的思維。因而培養(yǎng)學(xué)生“歸納與概括”科學(xué)思維。當(dāng)然還可以通過“水的污染”這一內(nèi)容幫助學(xué)生形成生態(tài)意識;也可以通過“水對人和動植物的作用”這一內(nèi)容提升學(xué)生向他人宣傳健康生活和關(guān)愛生命等相關(guān)知識的能力，因此也就幫助學(xué)生形成了一定的社會責(zé)任意識和義務(wù)。這樣的方式方法不僅提升了學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究能力，也培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的精神。

2.合理選取科素材，創(chuàng)設(shè)問題情境，提升思維和探究能力

傳統(tǒng)教學(xué)往往過于抽象，難以形成解決實(shí)際問題的能力，只有把抽象問題與真實(shí)情境相結(jié)合，使問題情境化，才能為學(xué)生創(chuàng)設(shè)能夠利用所學(xué)知識解決真實(shí)問題的機(jī)會。以“基因突變和基因重組”這一節(jié)內(nèi)容為例（見表3），教師可通過設(shè)置問題情境，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，最大程度地減少復(fù)習(xí)課的枯燥程度，加深學(xué)生對概念的理解，提高學(xué)生的認(rèn)知能力，實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化。該問題以真實(shí)情境為主線，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地思考、探究相關(guān)問題，讓學(xué)生主動參與到課堂教學(xué)的情境發(fā)展中去，極大地調(diào)動了學(xué)生的思維積極性、主動性，拓展了思維，培養(yǎng)了學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究能力。

3.重視教材實(shí)驗(yàn)，拓展實(shí)驗(yàn)設(shè)計，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

生物學(xué)科的科學(xué)性質(zhì)決定了學(xué)習(xí)方法的特殊性，每年選考試題的設(shè)置多以以實(shí)驗(yàn)為載體，對學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究能力提出了更高的要求。而科學(xué)探究能力的學(xué)習(xí)，學(xué)生的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度以及一定的科學(xué)方法是必須通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來獲得的。所以在教學(xué)過程中，教師應(yīng)在深入研究教材實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗头椒ǖ幕A(chǔ)上，創(chuàng)設(shè)與教材實(shí)驗(yàn)相類似或相關(guān)聯(lián)的探究課題，引導(dǎo)學(xué)生作進(jìn)一步的探究。學(xué)生能在對生物及相關(guān)事物的觀描述過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、驗(yàn)證假說、思維判斷、作出解釋并逐步內(nèi)化為科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。比如“光合色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)中分組實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生得出收集到的濾液綠色過淺的原因;（1）未加石英砂，研磨不充分;（2）用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素太少;（3）一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低;（4）未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞;（5）點(diǎn)到濾紙條上的色素量少。就各種原因，都可引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計對比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)完成后，讓不同的學(xué)生相互觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同，及時進(jìn)行分析。這樣，將教材實(shí)驗(yàn)作為經(jīng)典案例，不斷創(chuàng)設(shè)出新的探究課題，讓“知行”合一，不僅利于夯實(shí)實(shí)驗(yàn)原理等基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究、批判質(zhì)疑等理性思維能力。

4.挖掘命題意圖，適時點(diǎn)撥舉一反三，提升評講效率

教材的課后習(xí)題都有特定的意圖與達(dá)成的能力目標(biāo)，其具有科學(xué)性、典型性、示范性的特點(diǎn)，充分利用課后習(xí)題能夠幫助學(xué)生掌握科學(xué)知識、訓(xùn)練解題技巧、提高思維能力。因此，教師須對課后習(xí)題進(jìn)行充分的解讀，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會題目背后的知識和能力要求。

教學(xué)中學(xué)生自主合作學(xué)習(xí)中難以解決的問題，教師應(yīng)及時進(jìn)行指導(dǎo)和拓展，便于學(xué)生掌握理解知識。比如（1）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，教師需通過圖片等形式進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充、拓展。（2）有關(guān)蛋白質(zhì)計算的規(guī)律和方法，教師可通過經(jīng)典的題目引導(dǎo)學(xué)生將有關(guān)知識點(diǎn)歸類、總結(jié)。學(xué)生運(yùn)用不了的知識，教師需要適時點(diǎn)撥。比如自交和自由交配問題，教材知識淺顯，而習(xí)題很深，教師可通過對該知識點(diǎn)延伸，配套相應(yīng)的若干練習(xí)，放在一起加以練習(xí)比較，使學(xué)生有更深刻的理解。教師應(yīng)明確學(xué)生的集中答題誤區(qū)和錯題分布，梳理學(xué)生不會、易混淆、易出錯的習(xí)題，并進(jìn)行有針對性的試卷講評，把握住學(xué)生還對習(xí)題熟悉，印象深刻的試劑進(jìn)行講評，以有效提高學(xué)生對習(xí)題相關(guān)知識點(diǎn)的掌握。注重課堂配套訓(xùn)練講解技巧，提高課堂教學(xué)的有效性要求教師在生物學(xué)課程的教學(xué)中，以盡可能少的時間、精力和物力，獲取盡可能多的效益。進(jìn)而在高效的課堂內(nèi)快速提升學(xué)生的理性思維和科學(xué)探究能力。

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