周憶堂

(北京師范大學(xué)珠海附屬高級(jí)中學(xué) 珠海 519008)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》)明確指出，命題應(yīng)以課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，指向?qū)W科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)涉及四個(gè)維度： 生命觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。如何圍繞生物學(xué)核心素養(yǎng)，將測(cè)評(píng)與教學(xué)統(tǒng)一起來(lái)，學(xué)有所測(cè)，這就需要有高質(zhì)量的、服務(wù)于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的測(cè)試題。本文以一道光合作用原創(chuàng)試題為例，談?wù)労诵乃仞B(yǎng)視野下的試題命制思路。

1 試題(原創(chuàng))呈現(xiàn)

例： (10分)二烷氨基乙醇羧酸脂(DA-6)，是一種新型的叔胺類(lèi)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。某科研小組研究了DA-6對(duì)不同光照強(qiáng)度下草莓光合作用的影響，對(duì)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如下表：

組別處理光合速率[mmol/(m2·s)]氣孔導(dǎo)度[mmol/(m2·s)]胞間CO2濃度[mmol/(m2·s)]Rubisco活性[μmol/(m2·s)]丙二醛(MDA)(μmol/g)①不遮光+清水10.10.1626038.22.12②不遮光+DA-615.20.2425542.11.93③遮光+清水8.30.1427825.32.74④遮光+DA-613.40.2326935.72.39

(注： 氣孔導(dǎo)度表示氣孔開(kāi)張的程度；Rubisco是光合碳同化的關(guān)鍵酶；丙二醛(MDA)是膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物，其含量與生物膜受損程度正相關(guān))

(1) 選擇組進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)氣孔導(dǎo)度不是遮光條件下光合速率下降的主要限制因素，其判斷依據(jù)是：。

(2) DA-6處理可提高不同光照強(qiáng)度下草莓葉片的光合速率，其中，對(duì)(遮光、不遮光)條件下的作用更為顯著；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推測(cè)，DA-6可能是通過(guò)，從而提高草莓葉片光合作用的暗反應(yīng)速率。

(3) DA-6是否也作用于草莓葉片的光反應(yīng)階段來(lái)緩解弱光帶來(lái)的不利影響？說(shuō)出你做出推測(cè)的理由。。

參考答案： (1)①③或②④(1分)遮光條件下氣孔導(dǎo)度雖然減小，但胞間CO2濃度升高，并且Rubisco活性顯著降低(2分)。(2)遮光(1分)增大氣孔導(dǎo)度，增加CO2吸收量，同時(shí)能提高Rubisco活性，加快光合碳同化速率(2分)。(3)是(1分)DA-6處理組丙二醛(MDA)的含量明顯降低，能緩解葉綠體類(lèi)囊體薄膜的損傷，從而緩解弱光帶來(lái)的不利影響(其他合理答案酌情給分)(3分)。

2 試題命制框架

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要求用正確的生命觀(guān)念、科學(xué)探究思維來(lái)看待、分析與解決社會(huì)生產(chǎn)和生活中所遇到的生物學(xué)問(wèn)題，正確分析自己所需要承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任并用于實(shí)踐。因此，生物學(xué)試題應(yīng)該設(shè)置相應(yīng)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生充分表達(dá)思維狀況和邏輯推理水平，以學(xué)科核心素養(yǎng)為目標(biāo)、以實(shí)際問(wèn)題為測(cè)試任務(wù)、以真實(shí)情境為測(cè)試載體、以生物學(xué)學(xué)科知識(shí)為解決問(wèn)題的工具，構(gòu)建試題命制框架(圖1)。

圖1 以學(xué)科素養(yǎng)為基礎(chǔ)的試題命制框架

2.1 必備學(xué)科知識(shí) 必備學(xué)科知識(shí)是解決實(shí)際問(wèn)題、完成核心素養(yǎng)測(cè)試目標(biāo)不可或缺的工具。本文例題是關(guān)于光合作用大概念的測(cè)試，需要學(xué)生能運(yùn)用光合作用的相關(guān)原理知識(shí)來(lái)分析、解釋生產(chǎn)現(xiàn)象，更好地認(rèn)識(shí)光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。要比較完整地解答該題，學(xué)生除了需要掌握光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系、物質(zhì)轉(zhuǎn)變等光合作用相關(guān)知識(shí)，還需要掌握實(shí)驗(yàn)探究的基本原則、結(jié)果分析等實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)。

2.2 構(gòu)建試題情境 《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，試題情境應(yīng)圍繞現(xiàn)實(shí)問(wèn)題(包括熱點(diǎn)問(wèn)題)展開(kāi)，盡量做到新穎、真實(shí)、科學(xué)、恰當(dāng)，有一定的信息量和復(fù)雜度，能夠成為學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的載體。本文例題的命題背景材料來(lái)源于專(zhuān)業(yè)研究論文[1]。首先，尋找論文與高中生物學(xué)知識(shí)的契合點(diǎn)，選取相關(guān)數(shù)據(jù)信息；然后對(duì)數(shù)據(jù)表達(dá)進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化處理，將論文中的坐標(biāo)圖轉(zhuǎn)變成表格，并賦予輔助性信息，使試題的表述和指向更明確、清晰、直接，確保了題目的公平性、科學(xué)性和規(guī)范性。

2.3 設(shè)置問(wèn)題 從某種意義上講，試題的質(zhì)量取決于問(wèn)題的設(shè)置。試題從知識(shí)能力立意到核心素養(yǎng)立意的轉(zhuǎn)變，不是基于知識(shí)的變化，而是因?yàn)榱⒁獠煌鸬膯?wèn)題情境和設(shè)問(wèn)方式的變化。本文例題選取的情境是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法和數(shù)據(jù)，筆者圍繞“實(shí)驗(yàn)原則”“結(jié)果分析”“因果推理”等視角進(jìn)行設(shè)問(wèn)，以期考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)思維等能力。問(wèn)題(1)考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則的把握；問(wèn)題(2)需要學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行溯因推理，考查學(xué)生的信息獲取能力及邏輯思維能力；問(wèn)題(3)鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)新思維，問(wèn)題有一定的思維張力，要求學(xué)生能根據(jù)不同處理組中丙二醛含量的變化規(guī)律，結(jié)合輔助信息，進(jìn)行因果推理，做出正確判斷。

3 試題考查的生物學(xué)核心素養(yǎng)分析

本文例題基于對(duì)光合作用知識(shí)考查的需要，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的試題情境，多角度、逐層遞進(jìn)地設(shè)置有價(jià)值的實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物學(xué)學(xué)科主干知識(shí)、學(xué)科能力和核心素養(yǎng)的考查，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)識(shí)生物與人類(lèi)活動(dòng)的密切關(guān)系，關(guān)注人類(lèi)的生產(chǎn)生活等實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任意識(shí)。例題所涉及的生物學(xué)核心素養(yǎng)及其級(jí)別見(jiàn)表1。

表1 本文例題核心素養(yǎng)的表現(xiàn)及其級(jí)別

4 測(cè)試反饋

該例題在學(xué)校的高三模擬考試中進(jìn)行了實(shí)測(cè)。測(cè)試學(xué)校的學(xué)生學(xué)習(xí)水平大概位于廣東省平均水平，因此，對(duì)試題進(jìn)行評(píng)價(jià)有一定的說(shuō)服力。本次考試參考人數(shù)為532人，得分情況如圖2。試題難度系數(shù)為0.45，屬于中等偏難題，和近兩年高考試題難度基本吻合。區(qū)分度為0.56，能較好區(qū)分不同水平受試者的程度。該試題要求學(xué)生必備的學(xué)科知識(shí)是光合作用過(guò)程及原理，將解題失敗歸因于知識(shí)不足，顯然是不合理的。楊帆[2]等人在“問(wèn)題空間”理論的基礎(chǔ)上，從試題的問(wèn)題情境、問(wèn)題空間、答案表達(dá)等三方面建立了能力指標(biāo)體系，為解析試題難度提供了依據(jù)。該題的問(wèn)題情境以表格形式呈現(xiàn)，考查學(xué)生從表格中獲取相關(guān)信息的能力。例如第(2)問(wèn)第一空，需要學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，而很多學(xué)生簡(jiǎn)單比較光合速率的絕對(duì)數(shù)值，做出錯(cuò)誤答案。該題的問(wèn)題空間有一定的廣度和深度，從問(wèn)題的起始狀態(tài)(DA-6處理、遮光處理)到問(wèn)題的目標(biāo)狀態(tài)(光合速率的改變)的轉(zhuǎn)變過(guò)程中，需要激活的知識(shí)點(diǎn)多。第(2)(3)題需要學(xué)生分別從暗反應(yīng)和光反應(yīng)兩方面去解答光合速率變化的原因，這體現(xiàn)了問(wèn)題空間的廣度；在解決某一方面的問(wèn)題時(shí)，又需要學(xué)生構(gòu)建因果鏈，例如第(3)小題，學(xué)生必須建立因果關(guān)系： 起始狀態(tài)(DA-6處理、丙二醛含量低)→類(lèi)囊體膜過(guò)氧化程度輕→目標(biāo)狀態(tài)(光反應(yīng)提高)，這體現(xiàn)了問(wèn)題空間的深度。學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中，不同學(xué)生的問(wèn)題空間差異很大，有些學(xué)生思維混亂，出現(xiàn)強(qiáng)制因果(如： 將Rubisco活性的變化認(rèn)為影響光反應(yīng)的直接因素)或顛倒因果(如： 認(rèn)為丙二醛的增多是導(dǎo)致生物膜受損的原因)等的錯(cuò)誤。答案表達(dá)體現(xiàn)學(xué)生的有效表達(dá)能力，該試題的文字表達(dá)量大，完整答題需要的文字量達(dá)160字左右，學(xué)生在解答該題過(guò)程中，答案表達(dá)也是一大失分原因，主要體現(xiàn)在條理不清晰、層次不明確、邏輯不嚴(yán)謹(jǐn)。

圖2 試題得分情況分布

5 命題思考

學(xué)科知識(shí)是發(fā)展核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)。命題應(yīng)立足于學(xué)科知識(shí)，但又不能拘泥于學(xué)科知識(shí)，重在知識(shí)的運(yùn)用過(guò)程中考查學(xué)生的核心素養(yǎng)。知識(shí)是有境域性特征的，知識(shí)的境域性決定了對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)不應(yīng)該僅僅是對(duì)知識(shí)外在表征的符號(hào)體系的簡(jiǎn)單掌握，而是有必要在情境中獲得知識(shí)的全面理解和價(jià)值辯護(hù)。因此，指向核心素養(yǎng)的試題命制，就有賴(lài)于情境的構(gòu)建?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》指出，試題情境應(yīng)圍繞現(xiàn)實(shí)問(wèn)題(包括熱點(diǎn)問(wèn)題)展開(kāi)，盡量做到新穎、真實(shí)、科學(xué)、恰當(dāng)，有一定的信息量和適當(dāng)?shù)膹?fù)雜度，能夠成為學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識(shí)分析和解決問(wèn)題的載體。本文例題選擇科技論文作為命題情境素材，有一定的真實(shí)性和科學(xué)性。同時(shí)，為了滿(mǎn)足學(xué)生認(rèn)知的“最近發(fā)展區(qū)”，對(duì)背景材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化處理，并配以輔助信息，避免學(xué)生對(duì)情境的理解產(chǎn)生模糊認(rèn)識(shí)，減少學(xué)生非結(jié)構(gòu)性的應(yīng)答障礙，提高試題的效度和信度。

簡(jiǎn)單的填空題是不利于考查學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的，碎片化的知識(shí)極大限制學(xué)生的思維水平的發(fā)揮，無(wú)法滿(mǎn)足評(píng)價(jià)學(xué)科核心素養(yǎng)這一根本目標(biāo)。試題情境是問(wèn)題產(chǎn)生的源泉，也是答案構(gòu)思的“對(duì)接點(diǎn)”。本文例題選取的是科技實(shí)驗(yàn)素材，試題之“問(wèn)”，一是要讓學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和設(shè)計(jì)原則，因此設(shè)計(jì)了問(wèn)題(1)，考查學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)；二是要讓學(xué)生透過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，揭示學(xué)科知識(shí)本質(zhì)，故而設(shè)計(jì)問(wèn)題(2)(3)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行因果推理，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維素養(yǎng)。不同指向的問(wèn)題，體現(xiàn)思維的多樣性與靈活性；不同難度的問(wèn)題，體現(xiàn)素養(yǎng)要求的層次性。基于試題情境的設(shè)問(wèn)要有清晰的層次和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿?，指向核心素養(yǎng)的不同水平。