孫 鵬 管 旭 徐 捷

(1 北京教育考試院 北京 100083; 2 中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100080; 3 北京市東城區(qū)教師研修中心 北京 100009)

依據(jù)國(guó)務(wù)院頒布的《關(guān)于深化考試招生制度改革的實(shí)施意見》精神，2016年教育部考試中心提出“一體四層四翼”的高考評(píng)價(jià)體系。通過確立“立德樹人、服務(wù)選拔、導(dǎo)向教學(xué)”這一高考核心立場(chǎng)，回答了“為什么考”的問題，通過明確“必備知識(shí)、關(guān)鍵能力、學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值”四層考查目標(biāo)以及“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性、創(chuàng)新性”四個(gè)方面的考查要求，回答了高考“考什么”和“怎么考”的問題。由此可以看出，培養(yǎng)和考查學(xué)生的關(guān)鍵能力，尤其是創(chuàng)新能力和應(yīng)用實(shí)踐等綜合性能力成為現(xiàn)階段教育考試改革的重點(diǎn)之一。為全面貫徹黨的教育方針，推進(jìn)考試內(nèi)容與形式改革，以培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀為中心，積極發(fā)揮教學(xué)導(dǎo)向功能，從有利于促進(jìn)學(xué)生健康成長(zhǎng)成才和服務(wù)科學(xué)選才的角度出發(fā)，北京市開展了2018年《普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試北京卷考試說明》生物學(xué)學(xué)科部分(以下簡(jiǎn)稱《考試說明》)的修訂工作。

1 《考試說明》的變化

2018年版《考試說明》在上一版本的基礎(chǔ)上對(duì)考核目標(biāo)、能力要求等內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，更新了部分參考樣題，并對(duì)每道參考樣題“說明”部分的文字進(jìn)行了重新梳理。

1.1 能力要求的變化 2018版中核心的變化是使用了全新的能力要求框架。對(duì)生物學(xué)學(xué)科高考的能力要求由原來的四項(xiàng)能力要求調(diào)整為四個(gè)層級(jí)的能力要求，即“理解能力、應(yīng)用能力、思辨能力、創(chuàng)新能力”，每層能力包含2～3項(xiàng)具體要求(表1)。

表1 高考北京卷生物學(xué)學(xué)科的能力要求[1]

1.2 能力要求解讀 從表1中各個(gè)能力層級(jí)關(guān)系以及對(duì)各層能力要素內(nèi)涵的描述可知，這一能力要求框架中四個(gè)層級(jí)能力的要求是逐級(jí)提高的，高層級(jí)能力以低層級(jí)能力為基礎(chǔ)。其中，“理解能力、應(yīng)用能力”對(duì)考生思維的要求相對(duì)較低，思維過程較為簡(jiǎn)單，屬于基礎(chǔ)思維能力；“思辨能力、創(chuàng)新能力”對(duì)考生思維的要求較高，思維過程比較復(fù)雜、綜合，屬于高階思維能力。

從考生解答試題的思維過程看，“理解能力”側(cè)重考查信息輸入的過程，即考查考生將試題提供的新信息整合到已學(xué)生物學(xué)知識(shí)的體系中，與已有知識(shí)建立聯(lián)系的能力；“應(yīng)用能力”考查考生運(yùn)用較為單一的生物學(xué)規(guī)律、原理、模型等對(duì)信息進(jìn)行簡(jiǎn)單加工的能力；“思辨能力”是對(duì)信息進(jìn)行復(fù)雜加工的能力，考查考生對(duì)復(fù)雜信息進(jìn)行拆解，然后分別加工再進(jìn)行綜合或結(jié)合其他知識(shí)、信息再加工的能力；“創(chuàng)新能力”考查考生對(duì)信息進(jìn)行創(chuàng)造性加工的能力，如：將信息拆解、加工后進(jìn)行重新整合或綜合其他信息再進(jìn)行延伸與拓展。

2 例題解析

面對(duì)新的能力要求體系，許多教師可能面臨“如何準(zhǔn)確理解新的能力要求”的難題，新的能力要求在以往試題中考查過嗎？如何依據(jù)新的能力要求進(jìn)行復(fù)習(xí)？本文嘗試依據(jù)生物學(xué)學(xué)科新的能力要求框架對(duì)往年高考北京卷部分試題進(jìn)行分析，希望能夠給出部分答案。

2.1 例1(2017年高考北京卷理綜第1題) 洋蔥根尖和小鼠骨髓細(xì)胞都能用于觀察細(xì)胞有絲分裂，比較實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果，敘述正確的是 (B)

A. 都需要用鹽酸溶液使細(xì)胞相互分離

B. 都需要用低倍鏡找到分裂細(xì)胞再換高倍鏡觀察

C. 在有絲分裂中期都能觀察到染色體數(shù)目加倍

D. 在有絲分裂末期都能觀察到細(xì)胞板

分析：先將題干中給出的兩種細(xì)胞與已學(xué)的動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)的知識(shí)建立聯(lián)系，然后比較觀察這兩類細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)操作的共性與差異，還要對(duì)動(dòng)、植物細(xì)胞有絲分裂過程中特征的異同進(jìn)行比較。因此，該題考查的能力是“理解”中的“比較”。

2.2 例2(2017年高考北京卷理綜第29題節(jié)選) 學(xué)習(xí)、記憶是動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境、使個(gè)體得到發(fā)展的重要功能。通過電刺激實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、記憶功能與高等動(dòng)物的海馬腦區(qū)(H區(qū))密切相關(guān)。

(1) 在小鼠H區(qū)的傳入纖維上施加單次強(qiáng)刺激，傳入纖維末梢釋放的 作用于突觸后膜的相關(guān)受體，突觸后膜出現(xiàn)一個(gè)膜電位變化。(參考答案：神經(jīng)遞質(zhì))

分析：解答本小題需要在題目提供的情境中識(shí)別出與神經(jīng)興奮的產(chǎn)生、傳導(dǎo)與傳遞等知識(shí)相匹配的信息，即：在傳入神經(jīng)纖維上施加刺激，傳入神經(jīng)纖維末梢將會(huì)釋放神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜上的相關(guān)受體，使突觸后膜出現(xiàn)一個(gè)膜電位變化。因此，該題考查的知識(shí)是：神經(jīng)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和調(diào)節(jié)過程；考查的能力是“理解”中的“辨認(rèn)”：在新情境中識(shí)別出相關(guān)的生物學(xué)知識(shí)。

(2) 如果在H區(qū)的傳入纖維上施加100次/秒、持續(xù)1秒的強(qiáng)刺激(HFS)，在刺激后幾小時(shí)之內(nèi)，只要再施加單次強(qiáng)刺激，突觸后膜的電位變化都會(huì)比未受過HFS處理時(shí)高2～3倍，研究者認(rèn)為是HFS使H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生了“記憶”。下圖為這一現(xiàn)象可能的機(jī)制。如圖所示，突觸后膜上的N受體被激活后，Ca2+會(huì)以______方式進(jìn)入胞內(nèi)。Ca2+與______共同作用，使C酶的______發(fā)生改變，C酶被激活。(參考答案：易化擴(kuò)散/協(xié)助擴(kuò)散 鈣調(diào)蛋白 空間結(jié)構(gòu))

分析：解答本題首先需將試題提供的圖示信息進(jìn)行解讀，然后根據(jù)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的特點(diǎn)辨認(rèn)出Ca2+的過膜方式為易化擴(kuò)散/協(xié)助擴(kuò)散。還需解讀出圖中“Ca2+與鈣調(diào)蛋白結(jié)合后，使C酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而激活C酶使之處于活性狀態(tài)”的信息，才能完成作答。因此，該題主要考查的知識(shí)是：物質(zhì)出入細(xì)胞的方式、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)；主要考查的能力是“理解”中的“解讀”：第一空是從圖示信息中解讀出膜外鈣離子濃度大于膜內(nèi)，辨認(rèn)出是“易化擴(kuò)散/協(xié)助擴(kuò)散”過程；第二空是將圖示信息進(jìn)行形式轉(zhuǎn)換，解讀出“進(jìn)入細(xì)胞的鈣離子會(huì)與鈣調(diào)蛋白結(jié)合”；第三空要求解讀出“C酶在結(jié)合鈣離子的鈣調(diào)蛋白作用下，空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從無活性狀態(tài)變?yōu)橛谢钚誀顟B(tài)”。

(3) 為驗(yàn)證圖中所示機(jī)制，研究者開展了大量工作，如：①對(duì)小鼠H區(qū)傳入纖維施以HFS，休息30min后，檢測(cè)到H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的A受體總量無明顯變化，而細(xì)胞膜上的A受體數(shù)量明顯增加。該結(jié)果為圖中的 (填圖中序號(hào))過程提供了實(shí)驗(yàn)證據(jù)。②圖中A受體胞內(nèi)肽段(T)被C酶磷酸化后，A受體活性增強(qiáng)。為證實(shí)A受體的磷酸化位點(diǎn)位于T上，需將一種短肽導(dǎo)入H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)，以干擾C酶對(duì)T的磷酸化。其中，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組所用短肽分別應(yīng)與T的氨基酸 。A. 數(shù)目不同序列不同 B. 數(shù)目相同序列相反 C. 數(shù)目相同序列相同 ③為驗(yàn)證T的磷酸化能增強(qiáng)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)刺激的“記憶”這一假設(shè)，將T的磷酸化位點(diǎn)發(fā)生突變的一組小鼠，用HFS處理H區(qū)傳入纖維，30min后檢測(cè)H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞突觸后膜A受體能否磷酸化。請(qǐng)?jiān)u價(jià)該實(shí)驗(yàn)方案并加以完善 。

參考答案：①Ⅱ ②C、 B ③該實(shí)驗(yàn)方案存在兩處缺陷。第一，應(yīng)補(bǔ)充一組對(duì)未突變小鼠同樣處理的對(duì)照實(shí)驗(yàn)。第二，應(yīng)補(bǔ)充施加HFS后檢測(cè)和比較以上兩組小鼠突觸后膜電位變化的實(shí)驗(yàn)。

分析：解答①小題，需要先分析題干提供的實(shí)驗(yàn)結(jié)果“神經(jīng)細(xì)胞的A受體總量無明顯變化，而細(xì)胞膜上的A受體數(shù)量明顯增加”，再結(jié)合對(duì)圖示信息中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ過程的解讀，將解讀出的過程Ⅱ表示的信息與上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)、綜合。因此，該題主要考查的知識(shí)是神經(jīng)調(diào)節(jié)、細(xì)胞膜蛋白的動(dòng)態(tài)變化，主要考查的能力是“思辨”中的“論證”。

② 小題考查在具備酶催化特性知識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。設(shè)計(jì)這一實(shí)驗(yàn)的知識(shí)基礎(chǔ)是：酶在催化化學(xué)反應(yīng)的過程中會(huì)與底物結(jié)合，特定的底物具有特定的空間結(jié)構(gòu)。肽鏈的空間結(jié)構(gòu)由組成它的氨基酸種類、數(shù)目、排列順序決定。該實(shí)驗(yàn)假設(shè)“C酶識(shí)別并結(jié)合A受體的位點(diǎn)位于胞內(nèi)肽段(T)上”。根據(jù)這一假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組“導(dǎo)入與T的氨基酸數(shù)目和序列均相同的肽段競(jìng)爭(zhēng)性地與C酶結(jié)合”，目的是“使C酶無法與T結(jié)合”，預(yù)期結(jié)果為“A受體的活性無明顯變化”。相應(yīng)地，對(duì)照組的目的是“使C酶不受干擾，能夠正常與T結(jié)合”，預(yù)期結(jié)果為“A受體活性增強(qiáng)”。為此，“導(dǎo)入的肽段不能與C酶結(jié)合”，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的程序性知識(shí)，設(shè)計(jì)出對(duì)照組“導(dǎo)入肽段應(yīng)與T的氨基酸數(shù)目相同、序列相反”。因此，該題主要考查的能力是“創(chuàng)新”中的“設(shè)計(jì)”。

③小題實(shí)驗(yàn)的假設(shè)為“T的磷酸化能增強(qiáng)神經(jīng)細(xì)胞對(duì)刺激的‘記憶’”。實(shí)驗(yàn)方案為“將T的磷酸化位點(diǎn)發(fā)生突變的一組小鼠，用HFS處理H區(qū)傳入纖維，30min后檢測(cè)H區(qū)神經(jīng)細(xì)胞突觸后膜A受體能否磷酸化”，結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的程序性知識(shí)，發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)方案中缺少以“正常小鼠”為實(shí)驗(yàn)材料的對(duì)照處理。結(jié)合(2)小題中判斷是否產(chǎn)生“記憶”的信息，得出能夠驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)期為實(shí)驗(yàn)組“突觸后膜電位變化不明顯”，而對(duì)照組“突觸后膜電位變化比實(shí)驗(yàn)組明顯高2～3倍”。由此可以發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案中缺少“施加HFS后檢測(cè)小鼠突觸后膜電位變化”的實(shí)驗(yàn)處理。因此，該題主要考查的能力是“思辨”中的“評(píng)價(jià)”。

2.3 例3(2016年高考北京卷理綜第30題節(jié)選) 研究植物激素作用機(jī)制常使用突變體作為實(shí)驗(yàn)材料。通過化學(xué)方法處理萌動(dòng)的擬南芥種子可獲得大量突變體。

(1) 若誘變后某植株出現(xiàn)一個(gè)新性狀，可通過________交判斷該性狀是否可以遺傳。如果子代仍出現(xiàn)該突變性狀，則說明該植株可能攜帶________性突變基因，根據(jù)子代________，可判斷該突變是否為單基因突變。(參考答案：自 顯 表現(xiàn)型的分離比)

分析：解答本題首先需要應(yīng)用雜交育種的知識(shí)，從親本自交產(chǎn)生的子代性狀表現(xiàn)判斷親代是否發(fā)生了基因突變。因此，第一空主要考查的能力是“應(yīng)用”中的“推理”。親本“自交”后子代仍出現(xiàn)該性狀，逆推導(dǎo)致這一結(jié)果出現(xiàn)的原因應(yīng)該是：植株發(fā)生的是顯性突變。因此，第二空主要考查的能力是“應(yīng)用”中的“歸因”。運(yùn)用遺傳學(xué)知識(shí)可以得出，控制突變性狀的突變基因數(shù)目不同，子代性狀的分離比也不同。因此，第三空主要考查的能力是“應(yīng)用”中的“推理”。

(2) 經(jīng)大量研究，探明了野生型擬南芥中乙烯的作用途徑，簡(jiǎn)圖如下。由圖可知，R蛋白具有結(jié)合乙烯和調(diào)節(jié)酶T活性兩種功能。乙烯與________結(jié)合后，酶T的活性________，不能催化E蛋白磷酸化，導(dǎo)致E蛋白被剪切。剪切產(chǎn)物進(jìn)入細(xì)胞核，調(diào)節(jié)乙烯響應(yīng)基因的表達(dá)，植株表現(xiàn)有乙烯生理反應(yīng)。(參考答案：R蛋白 被抑制)

分析：解答本題需要將圖示中野生型擬南芥的乙烯調(diào)節(jié)通路的圖示信息轉(zhuǎn)換為文字信息。因此，該題主要考查的能力是“理解”中的“解讀”。

(3) 酶T活性喪失的純合突變體(1#)在無乙烯的條件下出現(xiàn)________(填“有”或“無”)乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型。1#與野生型雜交，在無乙烯的條件下，F(xiàn)1的表現(xiàn)型與野生型相同。請(qǐng)結(jié)合上圖從分子水平解釋F1出現(xiàn)這種表現(xiàn)型的原因：________。(參考答案：有 雜合子有野生型基因，可產(chǎn)生有活性的酶T，最終阻斷乙烯作用途徑。)

分析：解答第一空需要將題干中“酶T活性喪失”這一條件代入圖示模型中，依據(jù)模型所示原理推理得出1#在無乙烯的條件下會(huì)表現(xiàn)出有乙烯生理反應(yīng)的表現(xiàn)型。解答第二空首先需要由“F1是雜合子”這一條件，運(yùn)用遺傳信息翻譯的原理推理得出“F1可產(chǎn)生有活性的酶T”，然后將這一推理結(jié)果與酶活性的知識(shí)以及圖示模型信息綜合，再?gòu)姆肿铀缴详U釋雜合子(F1)的表現(xiàn)型與野生型相同的原因。因此，該題第一空主要考查的能力是“應(yīng)用”中的“推理”，第二空主要考查的能力是“思辨”中的“論證”。

2.4 例4(2016年高考北京卷理綜第31題節(jié)選) 嫁接是我國(guó)古代勞動(dòng)人民早已使用的一項(xiàng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，目前也用于植物體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的基礎(chǔ)研究。研究者將具有正常葉形的番茄(X)作為接穗，嫁接到葉形呈鼠耳形的番茄(M)砧木上，結(jié)果見圖。(1)(2)略。

(3) 嫁接體正常葉形的接穗上長(zhǎng)出了鼠耳形的新葉。為探明其原因，研究者進(jìn)行了相關(guān)檢測(cè)，結(jié)果見下表。

實(shí)驗(yàn)材料檢測(cè)對(duì)象 M植株的葉X植株的葉接穗新生葉P-L mRNA有無有P-L DNA有無無

(4) 綜合上述實(shí)驗(yàn)，可以推測(cè)嫁接體中P-L基因的mRNA________。(參考答案：從砧木被運(yùn)輸?shù)浇铀胄律~中，發(fā)揮作用，影響新生葉的形態(tài)。)

分析：解答本小題要求考生解讀圖、表中的信息。由題圖可知“將X番茄作為接穗嫁接到M砧木上，嫁接體中正常葉形的接穗上長(zhǎng)出了鼠耳形的新葉”，據(jù)此可作出兩種假設(shè)：①砧木中的P-L基因可從砧木轉(zhuǎn)移到接穗新生葉中；②砧木中的P-L基因編碼的mRNA可從砧木轉(zhuǎn)移到接穗新生葉中。表中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果否定了第一種假設(shè)，但能夠支持第二種假設(shè)。由表中結(jié)果可以推測(cè)，接穗新生葉中出現(xiàn)的P-L mRNA是由砧木細(xì)胞中的P-L DNA編碼，經(jīng)長(zhǎng)距離運(yùn)輸(可能以篩管為運(yùn)輸途徑)進(jìn)入接穗新生葉，最終導(dǎo)致其產(chǎn)生鼠耳葉表現(xiàn)型。因此，該題主要考查的能力是“創(chuàng)新”中的“假設(shè)”。

3 結(jié)語(yǔ)

從對(duì)以上例題的解析可以看出，新的能力要求在以往的試題中均有所考查、有所體現(xiàn)。其并非是一個(gè)新的“物種”，而是對(duì)學(xué)科認(rèn)知能力的一種新的分類形式。在此應(yīng)明確一點(diǎn)，上述例題分析中僅列舉了一種解題思維過程，并非是唯一的思維路徑。教師在進(jìn)行復(fù)習(xí)指導(dǎo)以及考生在復(fù)習(xí)備考時(shí)，除查找知識(shí)上的漏洞外，更需要根據(jù)新的能力要求分析考生學(xué)科思維能力上的不足，并開展有針對(duì)性的復(fù)習(xí)和練習(xí)，從而補(bǔ)齊能力短板，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。