2023年全國乙卷高考生物試題科學(xué)思維考查的情況分析與教學(xué)策略

【摘 "要】 科學(xué)思維是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分。文章闡明了科學(xué)思維的內(nèi)涵，以2023年全國乙卷生物試題為例，分析試題對科學(xué)思維的考查情況和考查特點(diǎn)，針對性提出了培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)策略。

【關(guān)鍵詞】 全國乙卷；生物試題；科學(xué)思維；教學(xué)策略

一、科學(xué)思維類題目的考查情況分析

試題總共包括12道題，從題型上可以分為6道選擇題和6道非選擇題，后者又包括4道必答題和2道選做題。整體來看，試題內(nèi)容豐富、覆蓋范圍廣泛，基礎(chǔ)性題目較多，還有部分創(chuàng)新題目。值得注意的是，這套試題對科學(xué)思維的考查較多。

試題中科學(xué)思維考查的題目和維度并不是一一對應(yīng)的，如第1題考查一種維度為歸納與概括思維，第29、38題考查兩種維度，分別是歸納與概括和批判性思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。另外，試題中考查科學(xué)思維的5個(gè)維度的側(cè)重點(diǎn)不同，考查模型與建模、批判性思維等維度的題目較多，考查另外3個(gè)維度的題目較少。

總之，這套試題對科學(xué)思維的考查尤為顯著，體現(xiàn)出科學(xué)思維的重要性，引導(dǎo)教師在教學(xué)過程中注重培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)思維。

二、試題中考查科學(xué)思維的特點(diǎn)

（一）聯(lián)系真實(shí)生活情境

試題中科學(xué)思維類題目的情境源于學(xué)生日常飲食中所含營養(yǎng)成分如糖類和蛋白質(zhì)，也有在教材中所學(xué)的雜交實(shí)驗(yàn)、除草劑、農(nóng)田和森林生態(tài)系統(tǒng)、秸稈燃燒，還源于實(shí)踐生產(chǎn)研究等情境。這些情境密切聯(lián)系學(xué)生的真實(shí)生活，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有利于考查學(xué)生的歸納概括、模型建模以及演繹推理等關(guān)鍵能力，最終考查學(xué)生在解決真實(shí)生活情境問題中的科學(xué)思維能力。

（二）考查形式靈活多樣

試題的考查形式從之前簡單的“對與錯(cuò)”“能與不能”逐步變?yōu)椤霸蚴恰薄皟?yōu)點(diǎn)是”“依據(jù)是”“實(shí)驗(yàn)思路是”，體現(xiàn)出很大的靈活性和多樣性，這些變化在試題的科學(xué)思維類題目中表現(xiàn)得尤為突出。例如第38題第4小題要求寫出實(shí)驗(yàn)思路，不僅考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，還考查了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

（三）注重培養(yǎng)關(guān)鍵能力

試題中的科學(xué)思維類題目大多都是以文字結(jié)合表格、圖形以及實(shí)驗(yàn)過程或數(shù)據(jù)的方式呈現(xiàn)問題信息。在面對此類題目時(shí)，學(xué)生可以基于以上方式直觀地獲取信息并科學(xué)地解答問題，如此不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，還注重培養(yǎng)學(xué)生的觀察統(tǒng)計(jì)、語言表達(dá)和獲取信息等關(guān)鍵能力。

三、科學(xué)思維類題目例析

（一）考查歸納與概括思維

【例1】（2023年，全國乙卷，第1題）生物體內(nèi)參與生命活動(dòng)的生物大分子可由單體聚合而成，構(gòu)成蛋白質(zhì)等生物大分子的單體和連接鍵以及檢測生物大分子的試劑等信息如下表1。

根據(jù)表中信息，下列敘述錯(cuò)誤的是（ " "）

A. ①可以是淀粉或糖原

B. ②是氨基酸，③是肽鍵，⑤是堿基

C. ②和⑤都含有C、H、O、N元素

D. ④可以是雙縮脲試劑，⑥可以是甲基綠和吡羅紅混合染色劑

例1主要考查蛋白質(zhì)、糖類的結(jié)構(gòu)、組成及鑒定等相關(guān)知識，以圖表中的具體內(nèi)容進(jìn)行試題任務(wù)設(shè)置，要求學(xué)生基于所學(xué)知識將生物大分子與其他具體內(nèi)容進(jìn)行一一對應(yīng)從而做出判斷，選出題干所需最佳答案。不僅有利于學(xué)生將生物大分子的相關(guān)零散知識系統(tǒng)化、強(qiáng)化學(xué)生的記憶能力，還考查了學(xué)生的理解、歸納與概括思維等能力。

（二）考查演繹與推理思維

【例2】（2023年，全國乙卷，第32題節(jié)選）某種觀賞植物的花色有紅色和白色兩種。花色主要是由花瓣中所含色素種類決定的，紅色色素是由白色底物經(jīng)兩步連續(xù)的酶促反應(yīng)形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A 基因控制，酶2的合成由B基因控制?，F(xiàn)有甲、乙兩個(gè)不同的白花純合子，某研究小組分別取甲、乙的花瓣在緩沖液中研磨，得到了甲、乙花瓣的細(xì)胞研磨液，并用這些研磨液進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一：探究白花性狀是由A或B基因單獨(dú)突變還是共同突變引起的

①取甲、乙的細(xì)胞研磨液在室溫下靜置后發(fā)現(xiàn)均無顏色變化。

②在室溫下將兩種細(xì)胞研磨液充分混合，混合液變成紅色。

③將兩種細(xì)胞研磨液先加熱煮沸，冷卻后再混合，混合液顏色無變化。

實(shí)驗(yàn)二：確定甲和乙植株的基因型

將甲的細(xì)胞研磨液煮沸，冷卻后與乙的細(xì)胞研磨液混合，發(fā)現(xiàn)混合液變成了紅色。

回答下列問題。

（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果可以推斷甲的基因型是______，乙的基因型是______；若只將乙的細(xì)胞研磨液煮沸，冷卻后與甲的細(xì)胞研磨液混合，則混合液呈現(xiàn)的顏色是____。

例2主要考查的是基因自由組合定律的應(yīng)用和溫度對酶作用的影響等相關(guān)知識，要求學(xué)生基于題干中酶促反應(yīng)對植物花色的影響，實(shí)驗(yàn)一、二的結(jié)果進(jìn)行演繹推理，推斷出甲、乙的基因型，并判斷相應(yīng)處理后混合液的顏色。在此過程中不僅考查了學(xué)生分析解決問題的能力和邏輯推理能力，還考查了學(xué)生的演繹與推理思維能力。

（三）考查模型與建模思維

【例3】（2023年，全國乙卷，第3題）植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應(yīng)缺氧環(huán)境。在無氧條件下，某種植物幼苗的根細(xì)胞經(jīng)呼吸作用釋放CO2的速率隨時(shí)間的變化趨勢如圖1所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ " ）

A. 在時(shí)間a之前，植物根細(xì)胞無CO2釋放，只進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生乳酸

B. a-b時(shí)間內(nèi)植物根細(xì)胞存在經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精和CO2的過程

C. 每分子葡萄糖經(jīng)無氧呼吸產(chǎn)生酒精時(shí)生成的ATP比產(chǎn)生乳酸時(shí)的多

D. 植物根細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)生的酒精跨膜運(yùn)輸?shù)倪^程不需要消耗ATP

例3主要考查無氧呼吸和細(xì)胞代謝的有關(guān)知識，立足教材中無氧呼吸釋放CO2的速率建構(gòu)曲線圖，要求學(xué)生從曲線圖中獲取有效信息進(jìn)行分析，并以文字的形式闡明曲線中a、b兩點(diǎn)的內(nèi)涵，從而對選項(xiàng)中的敘述進(jìn)行判斷并作答。不僅考查了學(xué)生對曲線等模型的解讀能力和獲取信息的能力，還考查了學(xué)生的理解應(yīng)用和模型與建模思維等能力。

（四）考查批判性思維

【例4】（2023年，全國乙卷，第29題節(jié)選）植物的氣孔由葉表皮上兩個(gè)具有特定結(jié)構(gòu)的保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成。保衛(wèi)細(xì)胞吸水體積膨大時(shí)氣孔打開，反之關(guān)閉，保衛(wèi)細(xì)胞含有葉綠體，在光下可進(jìn)行光合作用。已知藍(lán)光可作為一種信號促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K+有研究發(fā)現(xiàn)，用飽和紅光（只用紅光照射時(shí)，植物達(dá)到最大光合速率所需的紅光強(qiáng)度）照射某植物葉片時(shí)，氣孔開度可達(dá)最大開度的60%左右?；卮鹣铝袉栴}。

（3）某研究小組發(fā)現(xiàn)在飽和紅光的基礎(chǔ)上補(bǔ)加藍(lán)光照射葉片，氣孔開度可進(jìn)一步增大，因此他們認(rèn)為氣孔開度進(jìn)一步增大的原因是，藍(lán)光促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K+。請推測該研究小組得出這一結(jié)論的依據(jù)是________________。

例4主要考查光合作用的有關(guān)知識，以光照影響K+ 運(yùn)輸從而影響葉片氣孔開閉作為命題情境，要求學(xué)生基于教材中所學(xué)光合作用等知識并結(jié)合題干中有效信息“藍(lán)光可以促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞逆濃度梯度吸收K+”來對研究小組的結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑、判斷和評價(jià)，最終得出依據(jù)解答問題。在此過程中，不僅考查了學(xué)生的分析推斷能力，還考查了學(xué)生的批判性思維等能力。

（五）考查創(chuàng)造性思維

【例5】（2023年，全國乙卷，第38題節(jié)選）GFP是水母體內(nèi)存在的能發(fā)綠色熒光的一種蛋白。科研人員以GFP基因?yàn)椴牧?，利用基因工程技術(shù)獲得了能發(fā)其他顏色熒光的蛋白，豐富了熒光蛋白的顏色種類?；卮鹣铝袉栴}。

（4）新蛋白與突變基因的關(guān)聯(lián)性分析。將上述發(fā)黃色熒光的大腸桿菌分離純化后，對其所含的GFP突變基因進(jìn)行測序，發(fā)現(xiàn)其堿基序列與GFP基因的不同，將該GFP突變基因命名為YFP基因（黃色熒光蛋白基因）。若要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細(xì)胞中表達(dá)，實(shí)驗(yàn)思路是 _____________________________。

例5主要考查基因工程方法的相關(guān)知識，問題呈現(xiàn)“實(shí)驗(yàn)思路是……”這種形式是學(xué)生相對陌生的，同時(shí)教材中也無直接答案，因此學(xué)生要打破固有的問題思維模式，站在新的角度思考問題，并結(jié)合題干有效信息和基因工程的方法設(shè)計(jì)出一個(gè)創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)思路，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路的過程中很好地考查了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

四、教學(xué)策略

圍繞核心概念，培養(yǎng)和提高學(xué)生的歸納與概括思維。試題中考查此維度的題目較少且難度較低，但是部分學(xué)生還是會失分，究其原因是學(xué)生基礎(chǔ)內(nèi)容掌握不夠扎實(shí)或核心概念記憶混亂。因此在備考時(shí)教師要加強(qiáng)學(xué)生對基礎(chǔ)內(nèi)容和核心概念的識記和理解，從而訓(xùn)練學(xué)生的歸納與概括思維。

運(yùn)用遺傳學(xué)知識，培養(yǎng)和提高學(xué)生的演繹與推理思維。高考試題中對此類題目的考查主要是運(yùn)用遺傳學(xué)定律來計(jì)算比例、確定基因型、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路等，題目難度較高。因此，教師在備考時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生分析題干中的條件和有效信息，運(yùn)用遺傳學(xué)定律進(jìn)行演繹推理，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗螅涂傻贸鐾评斫Y(jié)果。另外，教師要鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)限定條件大膽進(jìn)行推理，注重推理過程，如此才能更有效地培養(yǎng)和提高學(xué)生的演繹與推理思維。

識讀各種模型，培養(yǎng)和提高學(xué)生的模型與建模思維。高考試題中常以文字和各種模型相結(jié)合來提問，模型是指將復(fù)雜和抽象的認(rèn)識對象簡約化而達(dá)到特定目的所作的一種描述，主要包括物理、數(shù)學(xué)和概念模型。在備考時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生識讀模型并進(jìn)行圖文轉(zhuǎn)換，結(jié)合題干條件獲取有效信息后解答問題。如此才能更有效地培養(yǎng)和提高學(xué)生的模型與建模思維。

評價(jià)生物學(xué)問題或觀點(diǎn)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的批判性思維。在高考試題考查中，學(xué)生需要基于所學(xué)知識對某種生物學(xué)問題或者觀點(diǎn)進(jìn)行分析、判斷和評價(jià)，得出支持或否定某種觀點(diǎn)或問題的事實(shí)或證據(jù)。因此，教師在備考過程中，要引導(dǎo)學(xué)生首先具有質(zhì)疑的態(tài)度和批判的精神，杜絕“隨大流”和遵循參考答案，大膽去質(zhì)疑，堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)，依據(jù)教材所學(xué)知識去驗(yàn)證某種觀點(diǎn)是否正確或合理，如此才能更有效地培養(yǎng)和提高學(xué)生的批判性思維。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案或思路，培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維。高考試題中對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類題目的考查越來越頻繁。因此，在備考過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生重視生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和探究能力。同時(shí)，教師要加強(qiáng)對學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，如創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，鼓勵(lì)學(xué)生大膽設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案或思路。

綜上所述，在備考時(shí)，教師可以根據(jù)以上5種教學(xué)策略加強(qiáng)對學(xué)生科學(xué)思維的訓(xùn)練，這樣不僅可以有效培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)思維，還有利于學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

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