四川 申定健

《普通高中生物學(xué)課程標準（2017 年版）》（以下簡稱《課程標準》）將生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平劃分了四個等級，以準確刻畫學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量和學(xué)業(yè)成就表現(xiàn)，并以此作為考試命題的重要依據(jù)。生命觀念作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成之一，不僅是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的標志，更是高考生物試題滲透考查的關(guān)鍵素養(yǎng)。筆者以2019 年全國卷部分生物試題為例，嘗試從生命觀念素養(yǎng)水平的考查進行分析，以求把握高考的教學(xué)導(dǎo)向，為培養(yǎng)學(xué)生生命觀念素養(yǎng)提出教學(xué)建議。

1.生命觀念素養(yǎng)和素養(yǎng)水平等級劃分

1.1 生命觀念素養(yǎng)定義和類群

“生命觀念”是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法?；诓煌飳W(xué)概念，學(xué)生會養(yǎng)成不同的生命觀念，包含了結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等，每種觀念類群均能體現(xiàn)學(xué)生生命觀念素養(yǎng)的發(fā)展水平。

1.2 生命觀念素養(yǎng)水平等級劃分

以《課程標準》中學(xué)生生命觀念素養(yǎng)的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平為依據(jù)，將生命觀念素養(yǎng)劃分為四級水平，如下表所示。生命觀念素養(yǎng)的每一級水平代表著學(xué)生不同發(fā)展水平，具體體現(xiàn)為學(xué)生在不同復(fù)雜程度的問題情境中運用不同的生命觀念解決實際問題的水平差異，素養(yǎng)水平逐級提升。一、二級水平要求學(xué)生解決實際問題的情境相對簡單，素養(yǎng)水平層次相對較低，三、四級水平則要求較高，但均作為高考的素養(yǎng)考查要求和命題依據(jù)。

生命觀念素養(yǎng)四級水平細化表

2.基于生命觀念素養(yǎng)四個水平考查的高考試題分析實例

2.1 一級水平考查

【例1】（2019 年，全國卷Ⅲ，第1 題）下列有關(guān)高爾基體、線粒體和葉綠體的敘述，正確的是 （ ）

A.三者都存在于藍藻中

B.三者都含有DNA

C.三者都是ATP 合成的場所

D.三者的膜結(jié)構(gòu)中都含有蛋白質(zhì)

【答案】D

【分析】本題以高爾基體、線粒體和葉綠體三種重要的細胞器為情境載體，要求從三種細胞器的分布、結(jié)構(gòu)組成和功能角度比較三者異同點，歸屬于“運用結(jié)構(gòu)與功能觀說明細胞器的多樣性和統(tǒng)一性”，考查生命觀念素養(yǎng)一級水平。

2.2 二級水平考查

【例2】（2019 年，全國卷Ⅲ，第4 題）若將n 粒玉米種子置于黑暗中使其萌發(fā)，得到n 株黃化苗。那么，與萌發(fā)前的這n 粒干種子相比，這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現(xiàn)為 （ ）

A.有機物總量減少，呼吸強度增強

B.有機物總量增加，呼吸強度增強

C.有機物總量減少，呼吸強度減弱

D.有機物總量增加，呼吸強度減弱

【答案】A

【分析】本題以玉米種子置于黑暗中萌發(fā)得到的黃化苗為試題情境載體，要求對比分析黃化苗與干種子的細胞物質(zhì)代謝和細胞呼吸強度變化過程，屬于“能運用物質(zhì)與能量觀，說明細胞呼吸中的物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換”，考查生命觀念素養(yǎng)二級水平。

2.3 三級水平考查

【例3】（2019 年，全國卷Ⅲ，第31 題）回答下列與種群數(shù)量有關(guān)的問題。

（1）將某種單細胞菌接種到裝有10 mL 液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)基M）的試管中，培養(yǎng)并定時取樣進行計數(shù)。計數(shù)后發(fā)現(xiàn)，試管中該種菌的總數(shù)達到a時，種群數(shù)量不再增加。由此可知，該種群增長曲線為________型，且種群數(shù)量為________時，種群增長最快。

（2）若將該種菌接種在5 mL 培養(yǎng)基M 中，培養(yǎng)條件同上，則與上述實驗結(jié)果相比，該種菌的環(huán)境容納量（K 值）________（填“增大”“不變”或“減小”）。若在5 mL 培養(yǎng)基M 中接種該菌的量增加一倍，則與增加前相比，K 值________（填“增大”“不變”或“減小”），原因是______________________________。

【答案】（1）“S”a/2（2）減小 不變

K 值是由環(huán)境資源量決定的，與接種量無關(guān)

【分析】本題以某種單細胞菌在有限的液體培養(yǎng)基中種群數(shù)量變化為情境材料，要求依據(jù)種群“S”型增長曲線原理分析種群增長速率，分析并解釋環(huán)境資源量（液體培養(yǎng)基體積）與種群增長K 值的變化關(guān)系，屬于“能運用穩(wěn)態(tài)與平衡觀，解釋說明種群水平的穩(wěn)態(tài)維持和調(diào)節(jié)機制、種群數(shù)量的平衡原理”，考查生命觀念素養(yǎng)三級水平。

2.4 四級水平考查

【例4】（2019 年，全國卷I，第29 題節(jié)選）將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干早處理，該植物根細胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，葉片氣孔開度減小?；卮鹣铝袉栴}。

（3）有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA 引起的。請以該種植物的ABA 缺失突變體（不能合成ABA）植株為材料，設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。

【答案】取 ABA 缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變；將上述干旱處理的 ABA 缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行 ABA 處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA 處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。

【分析】本題第（3）小題給定“干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA 引起的”這一新的問題情境，要求以ABA 缺失突變體植株為材料，設(shè)計實驗來驗證該結(jié)論，需要運用適應(yīng)觀闡釋生物與環(huán)境的關(guān)系，在新的問題情境中能以適應(yīng)觀為指導(dǎo)，解釋干旱條件下ABA 能調(diào)節(jié)氣孔開度，探究氣孔開度變化的規(guī)律，歸屬于“基于進化與適應(yīng)觀，能夠?qū)⒖茖W(xué)、技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)綜合運用于實驗探究中，解決生產(chǎn)中的實際問題”，考查生命觀念素養(yǎng)四級水平。

3.基于生命觀念素養(yǎng)水平培養(yǎng)的教學(xué)啟示

3.1 充分挖掘教材中的觀念素材，構(gòu)建生命觀念

教材是教學(xué)的第一手資料，也是高考命題的重要資料。無論在新授課還是在復(fù)習(xí)課中，教師都要充分挖掘教材中的觀念素材，針對四大生命觀念類群進行專項訓(xùn)練。

3.1.1 結(jié)構(gòu)與功能觀

高中生物學(xué)教材體現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能觀的教學(xué)內(nèi)容眾多，但觀念不是單純的知識傳授和學(xué)習(xí)就能養(yǎng)成的。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生運用結(jié)構(gòu)與功能觀對已學(xué)過的知識進行整理、歸納和拓展，并以此來指導(dǎo)分析和解決學(xué)科問題，同時拓展到解決生產(chǎn)生活中的實際問題。例如，在復(fù)習(xí)“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”時，教師可先指導(dǎo)學(xué)生梳理基礎(chǔ)知識，再以結(jié)構(gòu)與功能觀來統(tǒng)領(lǐng)整章知識內(nèi)容。從邏輯關(guān)系上看，本章內(nèi)容依據(jù)結(jié)構(gòu)與功能觀展開陳述，先講解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括生態(tài)系統(tǒng)成分、食物鏈和食物網(wǎng)，然后闡述能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞這生態(tài)系統(tǒng)三大功能。教材明確指出食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動的渠道，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定功能、功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的辯證關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的實質(zhì)是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)，而穩(wěn)態(tài)的形成又依賴于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的相互作用，通過自我調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。只要把握好結(jié)構(gòu)和功能的主線，主干知識顯而易見?？梢姡\用結(jié)構(gòu)與功能觀來構(gòu)建知識體系，不失為章節(jié)復(fù)習(xí)的有效方法。

3.1.2 進化與適應(yīng)觀

基于前期學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)熟悉生物進化是一個從簡單到復(fù)雜、從水生到陸生的演化過程，但對于進化與適應(yīng)過程中生物多樣性與統(tǒng)一性的關(guān)系，“自然選擇”觀點的辨析還存在疑惑。因此，教師應(yīng)結(jié)合具體實例，讓學(xué)生理解“適應(yīng)是自然選擇的結(jié)果”，科學(xué)解釋生物多樣性與統(tǒng)一性形成的原因。例如，近年多地出現(xiàn)的“超級細菌”——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA），其極強的耐藥性幾乎能夠抵抗所有的抗生素，造成患者肺部感染而死亡。教師可針對“超級細菌”的極強耐藥性，讓學(xué)生思考濫用抗生素與細菌耐藥性增強的聯(lián)系，同時從進化與適應(yīng)角度解釋“超級細菌”及其潛在的危害，樹立學(xué)生公共衛(wèi)生意識和社會責(zé)任感。復(fù)習(xí)教學(xué)時，教師還可以順勢拋出開放性問題：有什么方法能有效阻止“超級細菌”的出現(xiàn)？提出可行的解決方案。在實際問題情境中，學(xué)生運用已學(xué)知識分析并解決問題，既活躍了課堂氣氛，又建構(gòu)了生命觀念。

3.1.3 穩(wěn)態(tài)與平衡觀

從細胞到生態(tài)系統(tǒng)，每個生命系統(tǒng)都是一個穩(wěn)態(tài)平衡的系統(tǒng)，都通過調(diào)節(jié)來實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)平衡。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師有針對性地滲透穩(wěn)態(tài)與平衡觀，有助于學(xué)生全面系統(tǒng)地分析生命現(xiàn)象，真正理解生命的本質(zhì)，樹立正確的生命觀念。以“生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”為例，可采用“材料分析+問題指引”的方式進行復(fù)習(xí)。材料：①一場火災(zāi)后，森林中各種群密度降低，但由于光照更加充足、土壤無機養(yǎng)料增多，許多種子萌發(fā)后，會迅速長成新植株；②當森林遭受持續(xù)干旱時，植株往往會擴展根系的分布空間，保證獲取足夠的水分，維持生態(tài)系統(tǒng)正常的功能；③硫循環(huán)的穩(wěn)態(tài)被破壞，會形成酸雨，酸雨可損害植物新生的葉芽，影響植物生長發(fā)育，導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)的退化，嚴重威脅生物圈的穩(wěn)態(tài)，最終影響人類自身生存。問題：材料①②分別說明了什么類型的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性？材料③說明生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有什么特點？為了讓森林資源可持續(xù)發(fā)展，結(jié)合生態(tài)平衡原理，對于森林資源應(yīng)該怎樣合理利用？

3.1.4 物質(zhì)與能量觀

對于物質(zhì)與能量觀這一觀念類群教材所涉及的相關(guān)素材有細胞呼吸、光合作用、生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)循環(huán)、能量流動的規(guī)律、信息傳遞功能、生態(tài)系統(tǒng)抵抗力和恢復(fù)力穩(wěn)定性等內(nèi)容。內(nèi)容層層遞進，在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師可引導(dǎo)學(xué)生從物質(zhì)與能量觀角度來構(gòu)建知識體系。如教師可讓學(xué)生以植物葉肉細胞為例，結(jié)合光合作用和細胞呼吸過程，以“細胞呼吸和光合作用相互之間以及各自與環(huán)境之間在物質(zhì)上有何聯(lián)系？光能在植物細胞內(nèi)能進行怎樣的轉(zhuǎn)化？”等問題為指引，在細胞水平上理解物質(zhì)轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)換的過程。再以“能量輸入個體后，可能有哪些去向？種群水平上輸入的能量可能有哪些去向?與個體水平有什么區(qū)別？在食物鏈中，輸入種群的能量會有哪些轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換途徑？”等一系列問題引導(dǎo)學(xué)生嘗試從個體逐步上升到種群水平，同時構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程。以“用14C 標記CO2，在足夠長的時間下，生態(tài)系統(tǒng)中的哪些成分可能存在14C？”這一問題引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合上述總結(jié)和相關(guān)素材，構(gòu)建碳循環(huán)過程。最后，通過“生物體內(nèi)部以及生物和環(huán)境之間物質(zhì)的轉(zhuǎn)移有什么不同和聯(lián)系？能量流動的渠道是什么？能量流動和物質(zhì)轉(zhuǎn)移之間有什么聯(lián)系？生態(tài)系統(tǒng)維持穩(wěn)態(tài)可以體現(xiàn)在哪些方面？”等一系列問題幫助學(xué)生理解各種概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，既實現(xiàn)了知識的整體構(gòu)建，又促進了物質(zhì)與能量觀的養(yǎng)成。

3.2 注重生物核心概念教學(xué)，內(nèi)化生命觀念素養(yǎng)

教學(xué)要以生命觀念為統(tǒng)領(lǐng)，以概念聯(lián)系問題為指引，采用多種方式（如實驗分析和歸納、文字信息獲取、圖形分析等）建構(gòu)概念之間的內(nèi)在聯(lián)系，再讓學(xué)生運用文字、符號、圖示等將這些概念形成一定的組織架構(gòu)，以思維模型表現(xiàn)出來，再讓學(xué)生通過模型分析逐漸抽象出生命觀念。以光合作用和酶的核心概念教學(xué)為例，可以以科學(xué)家發(fā)現(xiàn)史作為情境材料，對科學(xué)家的研究歷程進行角色扮演，讓學(xué)生體會科學(xué)探究的過程，使核心概念的各個要素生動地呈現(xiàn)出來，達到在深刻理解概念的基礎(chǔ)上內(nèi)化生命觀念素養(yǎng)的目的。

3.3 注意素養(yǎng)水平遞進關(guān)系，分級培養(yǎng)生命觀念素養(yǎng)

教學(xué)要促成學(xué)生生命觀念素養(yǎng)的形成，準確刻畫學(xué)生思維素養(yǎng)水平是前提，而素養(yǎng)的一、二級水平又是三、四級水平發(fā)展的基礎(chǔ)，教學(xué)就更應(yīng)注意學(xué)生生命觀念素養(yǎng)水平發(fā)展的遞進關(guān)系。依據(jù)《課程標準》中素養(yǎng)水平標準和要求，將思維素養(yǎng)細化為四個等級，準確把握素養(yǎng)水平的遞進關(guān)系，有助于準確評價學(xué)生素養(yǎng)水平，從而提高教學(xué)的針對性和實效性。

3.4 創(chuàng)設(shè)真實情境，促成學(xué)生生命觀念素養(yǎng)養(yǎng)成

生命觀念是生物學(xué)科所特有的關(guān)鍵素養(yǎng)。有研究表明，運用正確生命觀念指導(dǎo)問題的提出，恰當選取研究素材，創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，是促進學(xué)生生命觀念養(yǎng)成的良好途徑。就高考考查生命觀念素養(yǎng)水平而言，試題素材大部分來源于教材，試題創(chuàng)新了考查問題的情境，真實的生物學(xué)問題分析才能有效檢測學(xué)生觀念素養(yǎng)水平。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師可從教材多個實驗中的研究背景、目的意義、材料選取、方法運用、步驟解析、現(xiàn)象結(jié)果、結(jié)論交流等方面進行有選擇的情境創(chuàng)設(shè)，使學(xué)生在真實的生物學(xué)情境中促進生命觀念素養(yǎng)的養(yǎng)成，運用相應(yīng)的概念、原理和方法來解決生產(chǎn)生活實際問題。