高中生物情境式命題的思考與實(shí)踐

摘要：新一輪高考改革在落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的同時(shí)，力求突出對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力與思維品質(zhì)的考查，并在高考試題命制上提出了具體要求：創(chuàng)新試題形式，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，注重聯(lián)系社會生活實(shí)際。試題情境是學(xué)生達(dá)到考核目標(biāo)的重要載體，其合理設(shè)計(jì)可有效調(diào)動學(xué)生思維。目前生物試題的情境可以包括日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐、人體健康、傳統(tǒng)文化、科研成果、科學(xué)史資料、教材內(nèi)容拓展等。試題情境多樣，教師借助試題中的“新”情境，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用“舊”知識分析和解決新問題。情境類試題對學(xué)生思維認(rèn)知能力的考查較為全面，尤其是高階思維能力的考查。關(guān)鍵詞：高中生物；創(chuàng)設(shè)情境；命題；核心素養(yǎng)一、研究背景2019年6月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》，明確要求“優(yōu)化考試內(nèi)容，突出立德樹人導(dǎo)向，重點(diǎn)考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力”［1］。2020年1月，教育部考試中心發(fā)布《中國高考評價(jià)體系》，這是深化新時(shí)代高考內(nèi)容改革和命題改革的綱領(lǐng)性文件，它明確規(guī)定了高考的核心功能、考查內(nèi)容、考查要求和考查載體，對我國高考綜合改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有重要意義。其中特別強(qiáng)調(diào)高考改革背景下的命題理念：第一，落實(shí)立德樹人，緊扣時(shí)代脈搏，堅(jiān)持“五育”并舉，培養(yǎng)時(shí)代新人。第二，考查關(guān)鍵能力，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，突出思維品質(zhì)，培育創(chuàng)新能力。第三，遵循課程標(biāo)準(zhǔn)，打破“以綱定考”，實(shí)現(xiàn)教考銜接，有效引導(dǎo)教學(xué)。第四，助力“雙減”政策落地，凸顯創(chuàng)新人才選拔與培養(yǎng)，引導(dǎo)減少死記硬背和“機(jī)械刷題”，充分發(fā)揮高考正向引導(dǎo)功能。統(tǒng)觀高考綜合改革后的各地高考試卷，考試命題工作以習(xí)近平新時(shí)代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的教育方針，圍繞立德樹人的根本任務(wù)，堅(jiān)持對學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的引導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，考查關(guān)鍵能力，全面落實(shí)高考評價(jià)體系的高考命題理念。二、研究目的和意義新一輪高考改革在落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的同時(shí)，力求突出對學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力與思維品質(zhì)的考查，并在高考試題命制上提出了具體要求：創(chuàng)新試題形式，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，注重聯(lián)系社會生活實(shí)際，強(qiáng)化“價(jià)值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基”的多維考查模式?？v觀近幾年的高考試題，不論是全國統(tǒng)一命制的試卷，還是分省命制的試卷，均呈現(xiàn)出“無價(jià)值，不入題；無思維，不命題；無情境，不成題”的典型特征，這是高考評價(jià)體系在高考命題實(shí)踐中的具體表現(xiàn)。高考試題的情境化趨向越來越明顯，針對高考的模擬訓(xùn)練題也應(yīng)該秉承引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展所需要的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力的要求，通過設(shè)計(jì)生活實(shí)踐情境和學(xué)習(xí)探索情境，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)科基本概念、原理、技能和思維方法的考查；通過合理創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)置新穎的試題呈現(xiàn)方式和設(shè)問方式，促使學(xué)生主動思考，發(fā)現(xiàn)新問題、進(jìn)行新解釋、找到新規(guī)律、得出新結(jié)論［2］。三、原創(chuàng)試題分析試題情境是學(xué)生達(dá)到考核目標(biāo)的重要載體，其合理設(shè)計(jì)可有效調(diào)動學(xué)生思維。目前生物試題的情境可以包括日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐、人體健康、傳統(tǒng)文化、科研成果、科學(xué)史資料、教材內(nèi)容拓展等[3]。本文以筆者在某市級考試中命制的5道原創(chuàng)試題為例，從試題背景材料、試題內(nèi)容展示和素養(yǎng)達(dá)成情況嘗試進(jìn)行情境式命題的思考與總結(jié)。（一）傳統(tǒng)文化情境試題背景：博大精深的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是實(shí)現(xiàn)“文化自信”最深厚的根基，傳遞出令人折服驚嘆的智慧，是中華民族歷經(jīng)數(shù)千年歷史并依然富有生機(jī)的關(guān)鍵所在。高中生物學(xué)科雖然是一門理科科目，但也肩負(fù)著培養(yǎng)學(xué)生文化自信、民族自信的責(zé)任，中國古詩詞不僅蘊(yùn)含著我國最深厚的文化軟實(shí)力，也蘊(yùn)藏了許多生物學(xué)的知識和原理，體現(xiàn)了中華民族的大智慧。因此，將高中生物試題命制與優(yōu)美的古詩詞聯(lián)系起來，不僅實(shí)現(xiàn)文理學(xué)科融合，利用生物學(xué)知識解釋古人對世界的見解，還可以樹立學(xué)生的文化自信和民族自信，真正達(dá)成為國育人的目的。試題內(nèi)容：例1：我國古詩詞記載了許多生態(tài)學(xué)現(xiàn)象，下列相關(guān)詩句理解正確的是（C）A．“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”指群落的初生演替現(xiàn)象B．“幾處早鶯爭暖樹”體現(xiàn)了物種間的競爭關(guān)系C．“去其螟螣，及其蟊賊，無害我田稚”指除蟲調(diào)整農(nóng)田的能量流動的方向D．“越鳥從南來，胡鷹亦北渡”體現(xiàn)了化學(xué)信息對生命活動的影響素養(yǎng)達(dá)成：試題要求學(xué)生運(yùn)用生態(tài)學(xué)知識對古詩詞意境中的現(xiàn)象進(jìn)行分析，試題選項(xiàng)中有唐代詩人白居易“遠(yuǎn)芳侵古道，晴翠接荒城”的詩句，描繪出荒廢的城池發(fā)生的環(huán)境變化，引申到群落的演替現(xiàn)象；還有《詩經(jīng)》中“去其螟螣，及其蟊賊，無害我田稚”的古代農(nóng)人的經(jīng)驗(yàn)之談。這些來源于古詩、古文、古籍的選項(xiàng)設(shè)計(jì)既凸顯了對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，也切實(shí)提升了學(xué)生社會責(zé)任感和愛國情懷。（二）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐情境試題背景：生物學(xué)科是一門與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系十分緊密的學(xué)科，尤其對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)作用。因此，將高中生物試題命制融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐情境，特別是加入本地特色農(nóng)產(chǎn)品“巨峰”“戶太8號”葡萄新品種培育的情境，不僅可以拉近學(xué)生與知識之間的距離，利用生物學(xué)知識解釋或解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的真實(shí)問題，還可以喚醒學(xué)生對農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)注和關(guān)心，培養(yǎng)勞動意識，達(dá)到育人的目的。試題內(nèi)容節(jié)選：例2：（10分）陜西地區(qū)“戶太8號”葡萄長勢強(qiáng)、果粒大、耐低溫、耐貯存、品質(zhì)優(yōu)，屬于四倍體巨峰系葡萄（4N=76），是陜西省西安市葡萄研究所利用二倍體“巨峰”（2N=38）選育出的新品種。為研究不同倍性的葡萄品種光合作用差異，研究人員在六月果樹掛果后，測定第15片葉（從藤蔓基部開始數(shù)，一般在果實(shí)附近）的光合數(shù)據(jù)，結(jié)果主要記錄了兩個(gè)品種葡萄的單個(gè)葉面積、葉重量以及光合色素量和氣孔密度等信息。（1）題目中可反映多倍體植株的特點(diǎn)的兩項(xiàng)指標(biāo)是單個(gè)葉片面積、單位面積葉重。為了更方便快捷地提取葉綠體中的色素，可將葉片浸泡在丙酮或無水乙醇溶液中直至葉片變白以獲得提取液，提取原理是色素能夠溶解在有機(jī)溶劑中（色素易溶于丙酮或無水乙醇溶液）。（3）科研人員為研究果實(shí)對鄰近葉片光合速率的影響，選擇若干生理狀況相同的“戶太8號”植株，平均分為2組，先分別測定第15片葉的光合速率，然后實(shí)驗(yàn)組摘除果實(shí)，對照組不摘除，再次測定兩組植株第15片葉的光合速率。結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)組光合速率顯著下降。對上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果最合理的解釋是葉片中光合產(chǎn)物的積累會抑制光合作用。素養(yǎng)達(dá)成：試題不僅要求學(xué)生對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情境進(jìn)行簡單識別，而且跨章節(jié)、多角度地考查學(xué)生的知識掌握情況：多倍體育種的優(yōu)點(diǎn)、色素的提取分離實(shí)驗(yàn)相關(guān)操作、光合作用影響因素分析等。試題的題干包含一些來源于生產(chǎn)實(shí)踐的文字描述、表格數(shù)據(jù)、坐標(biāo)曲線等信息，這就要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識遷移轉(zhuǎn)化解決實(shí)際問題，讀圖讀表獲取信息，再結(jié)合生物學(xué)科知識解釋或解決題目提出的問題，這樣的設(shè)計(jì)凸顯了對學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)。比如第（1）問在設(shè)計(jì)多倍體育種的優(yōu)勢時(shí)并沒有直接設(shè)問多倍體植株的優(yōu)點(diǎn)，而是要求學(xué)生在題目的表格中尋找能體現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)的指標(biāo)，由現(xiàn)象到原理逆向溯源，這就考查了學(xué)生靈活運(yùn)用知識解決問題的思維能力。（三）重大科研成果情境試題背景：衰老和抗衰老始終是社會關(guān)注的熱點(diǎn)話題，2022年2月，我國科學(xué)家在《細(xì)胞發(fā)現(xiàn)》上刊登了關(guān)于延緩衰老的研究成果，將高中生物試題命制結(jié)合我國科研情境不僅可以考查學(xué)生對教材中細(xì)胞衰老和凋亡知識的理解和掌握，還可以開闊學(xué)生的科學(xué)視野，提升學(xué)生的思維品質(zhì)，同時(shí)激發(fā)學(xué)生對科教興國發(fā)展策略的認(rèn)同感以及對我國科研能力逐步上升而引發(fā)的愛國主義情懷。試題內(nèi)容：例3：2022年2月，《細(xì)胞發(fā)現(xiàn)》上發(fā)表了我國科學(xué)家的研究。研究表明，尿苷（尿嘧啶核苷）是一種能延緩人類干細(xì)胞衰老、促進(jìn)多組織再生修復(fù)的關(guān)鍵代謝物。研究人員用注射、涂抹、口服尿苷等方式處理小鼠可以促進(jìn)多種組織器官的損傷后修復(fù)。此前的研究也發(fā)現(xiàn)，年輕個(gè)體血漿中的尿苷含量比老年人高。下列相關(guān)說法正確的是（B）A.該研究可為人類修復(fù)組織器官提供新方法，修復(fù)過程細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變B.用3H標(biāo)記的尿苷飼喂動物，可以在細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、組織液中檢測到放射性C.衰老的細(xì)胞內(nèi)酶的活性降低，細(xì)胞核體積縮小，染色質(zhì)收縮D.自由基學(xué)說是細(xì)胞衰老的原因之一，自由基攻擊磷脂的過程存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)素養(yǎng)達(dá)成：試題創(chuàng)設(shè)的情境源于真實(shí)的研究成果，即以延緩人類干細(xì)胞衰老、促進(jìn)多組織再生修復(fù)的關(guān)鍵代謝物為切入點(diǎn)，考查學(xué)生對細(xì)胞衰老的原因、衰老細(xì)胞的特點(diǎn)、口服類藥物的化學(xué)本質(zhì)和作用機(jī)理等知識的理解和應(yīng)用。該情境新穎，但情境活動并不復(fù)雜，試題要求學(xué)生能依據(jù)題干中的文字信息，啟動所學(xué)知識開展科學(xué)推導(dǎo)，運(yùn)用創(chuàng)新的思維方式解決選項(xiàng)中提出的問題，如B選項(xiàng)并未直接設(shè)問尿苷的化學(xué)本質(zhì)和生理作用，而是通過“飼喂”操作推理得到對其化學(xué)本質(zhì)的考查，再進(jìn)一步關(guān)聯(lián)到其在細(xì)胞中發(fā)揮作用的場所。（四）日常生活情境試題背景：日常生活現(xiàn)象是創(chuàng)設(shè)生活情境的有力方式，基于學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)或感受設(shè)計(jì)的試題不僅可以快速引發(fā)學(xué)生的共情，而且對學(xué)生養(yǎng)成“學(xué)以致用”的思維習(xí)慣有著非常顯著的效果。試題內(nèi)容節(jié)選：例4：[生物——選修1：生物技術(shù)實(shí)踐]（15分）奶酪是中國西北的蒙古族、哈薩克族等游牧民族的傳統(tǒng)食品，在內(nèi)蒙古稱為奶豆腐，如圖是天然奶酪的簡要制作過程，其中凝乳是指凝固的牛奶，酸性物質(zhì)一般都可以使牛奶變性凝固。某牛奶廠從自然發(fā)酵的凝乳中篩選具有優(yōu)良發(fā)酵性能的微生物菌種：牛奶→微生物發(fā)酵→形成凝乳→加熱壓縮→鹽漬→成熟硬化請據(jù)此回答問題：（1）由奶酪制作過程可推測，兒童食用天然奶酪比牛奶更容易消化吸收，請分析原因。由制作過程可知，奶酪制作過程中經(jīng)過了微生物發(fā)酵，將牛奶中蛋白質(zhì)分解或變性處理，都有利于蛋白質(zhì)的消化和吸收。加熱壓縮過程可以去除凝乳中多余的水分，有利于奶酪的硬化和保存。（4）最終篩選出的菌種還需要進(jìn)行產(chǎn)酸能力的測定，已知固體培養(yǎng)基會因?yàn)樘砑犹妓徕}而呈乳白色，碳酸鈣會被酸性物質(zhì)反應(yīng)形成透明圈，則此種培養(yǎng)基從功能上看屬于鑒別培養(yǎng)基，觀測的指標(biāo)是菌落周圍透明圈的大小。素養(yǎng)達(dá)成：試題以兒童小食品奶酪的來歷和制作工藝作為情境切入，一方面介紹奶酪不是舶來食品，而是我國西北地區(qū)富有民族特色的傳統(tǒng)食物，是游牧民族解決生活難題的智慧結(jié)晶，提高了學(xué)生的中華民族自豪感；另一方面從發(fā)酵工藝角度考查了微生物代謝、微生物實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的知識，提高了生物技術(shù)實(shí)踐專題特別強(qiáng)調(diào)的科學(xué)探究這一學(xué)科素養(yǎng)能力。該題的情境設(shè)計(jì)既有學(xué)生日常生活的直接體驗(yàn)，如第（1）問中發(fā)酵后乳制品更容易消化、奶酪制品耐儲存便于攜帶的原理；還有現(xiàn)代生物技術(shù)加持下規(guī)模化生產(chǎn)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究，如第（4）問中優(yōu)良菌種的分離純化和產(chǎn)酸效能的檢測方法。如此由生活情境出發(fā)層層推進(jìn)的情境設(shè)計(jì)全面考查了學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。（五）人體健康情境試題背景：全民健康不僅僅是口號，更是防疫時(shí)代人們內(nèi)化形成的潛意識，它改變著人們的生活習(xí)慣，體現(xiàn)在生活的方方面面。追求健康就需要先了解人體，了解人體各種疾病的成因，高中的生物課程天然地成為學(xué)生認(rèn)識人體關(guān)注健康的原始素材。將高中生物試題的命制與人體疾病或健康知識結(jié)合起來，有助于學(xué)生形成生命觀念、培養(yǎng)健康意識，達(dá)成育人的目的。試題內(nèi)容：例5.牽涉痛是疼痛的一種類型，表現(xiàn)為患者內(nèi)臟病變卻感到體表某處有明顯痛感，而該處并無實(shí)際損傷，如心肌缺血或心肌梗死，常感到心前區(qū)、左肩、左臂尺側(cè)或左頸部體表發(fā)生疼痛；膽囊病變時(shí)，常在右肩體表發(fā)生疼痛等。這是由病變的內(nèi)臟神經(jīng)纖維與體表某處的神經(jīng)纖維會合于同一脊髓段導(dǎo)致的。下列敘述正確的是（D）A.心前區(qū)皮膚、脊髓相關(guān)區(qū)域、心臟組成了一個(gè)完整的反射弧B.牽涉痛的產(chǎn)生屬于反射活動，痛覺形成的部位在大腦皮層C.由內(nèi)臟病變引起體表牽涉痛時(shí)，位于心臟的痛覺感受器產(chǎn)生的興奮會傳遞D.牽涉痛過程中發(fā)生時(shí)，皮膚被誤作為“感受器”，皮膚感受器并沒有產(chǎn)生興奮素養(yǎng)達(dá)成：試題開門見山地給出“牽涉痛”新情境關(guān)鍵詞，不僅用臨床常見病例闡述了疼痛現(xiàn)象，而且采用反射弧模式圖展示疼痛的發(fā)生原理，選項(xiàng)的考查點(diǎn)落實(shí)在反射弧結(jié)構(gòu)和功能的分析。相較于直接設(shè)問反射弧的結(jié)構(gòu)組成或功能，這樣的情境化設(shè)計(jì)增加了對學(xué)生思維過程的考查，使學(xué)生主動探尋疾病癥狀背后的生物學(xué)原理，全面綜合展現(xiàn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)水平。結(jié)束語試題情境多樣，教師借助試題中的“新”情境，訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用“舊