阿茹娜 俞如旺 (福建師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 福州 350117)

核心素養(yǎng)視域下的高考要求學(xué)生具有科學(xué)思維能力與品質(zhì)，具有解決社會(huì)問題的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，能夠在實(shí)踐探究中從系統(tǒng)觀、進(jìn)化觀、生態(tài)觀角度認(rèn)識(shí)自然、理解生命[1]。高考生物學(xué)北京卷試題選材聚焦生命科學(xué)的核心應(yīng)用領(lǐng)域，貼近生產(chǎn)生活，將重要概念融入健康、農(nóng)業(yè)、生態(tài)等問題情境，以“文字+圖表”形式呈現(xiàn)最新研究進(jìn)展、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等信息，具有新穎先進(jìn)、科學(xué)真實(shí)、信息量大的特點(diǎn)，同一主題的設(shè)問往往實(shí)現(xiàn)了學(xué)科能力任務(wù)類型的全面覆蓋。

本文以2016—2018三年北京高考生物學(xué)卷為例，分析其考試基于疾病與健康、農(nóng)業(yè)與生產(chǎn)、環(huán)境與自然三類“生產(chǎn)生活”情境對(duì)生物學(xué)核心素養(yǎng)的考查。

1 基于“疾病與健康”情境，在人文關(guān)懷中培育社會(huì)責(zé)任

近三年北京卷中以“疾病與健康”為情境考查學(xué)生營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用、免疫與調(diào)節(jié)等生物學(xué)知識(shí)的試題占非選擇題部分的三分之一。此類以“疾病與健康”為背景的試題，通常以近年來具有重大突破的生物學(xué)前沿研究或社會(huì)關(guān)注度較高的高發(fā)疾病為切入點(diǎn)，試題緊密聯(lián)系生活，圍繞真實(shí)情境設(shè)計(jì)問題，保證了試題的科學(xué)性、時(shí)效性，且具有一定人文關(guān)懷，益于使學(xué)生產(chǎn)生共鳴(表1)。

表1 2016年—2018年生物學(xué)高考北京卷“疾病與健康”相關(guān)試題

此類試題具有命題情境新穎，問題設(shè)置形式多樣，且信息量豐富的特點(diǎn)，要求學(xué)生獲取事實(shí)依據(jù)，了解人體調(diào)節(jié)機(jī)制，利用生物學(xué)知識(shí)解釋生理現(xiàn)象、結(jié)果，從而幫助考生學(xué)會(huì)健康生活[2]，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)及社會(huì)責(zé)任的培育。

1.1 以熱點(diǎn)疾病為載體，銜接現(xiàn)實(shí)生活，樹立健康理念 艾滋病、宮頸癌、病毒感染等近些年越來越受社會(huì)關(guān)注，命題以熱點(diǎn)疾病為載體，真實(shí)的社會(huì)生活易激發(fā)學(xué)生思考，結(jié)合合理的問題任務(wù)，能夠較全面地考查學(xué)生的科學(xué)思維水平、科學(xué)探究能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的興趣愛好，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心他人，關(guān)注個(gè)人健康，樹立解決社會(huì)問題的意識(shí)。

例如，2016年北京卷第29題以埃博拉病毒為背景，以中外科學(xué)家的科學(xué)研究為載體，創(chuàng)設(shè)熟悉但復(fù)雜的問題情境，考查考生相關(guān)免疫生理學(xué)知識(shí)。第(2)題、第(3)題主要考查學(xué)生對(duì)EV-GP抗體水平曲線圖、病毒感染率柱狀圖等模型的運(yùn)用和邏輯推理能力；第(4)題則引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)流程圖示補(bǔ)充、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組完成實(shí)驗(yàn)方案，該小題存在兩種方案，具有一定開放性和挑戰(zhàn)性，考查了考生針對(duì)特定的生物學(xué)問題設(shè)計(jì)復(fù)合對(duì)照實(shí)驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果提出預(yù)測(cè)的能力，該小題復(fù)雜度高，能力水平要求大大提升；而第(5)題要求考生根據(jù)本題所介紹的系列研究，提出EV病毒治療的新的思路或建議，該小題針對(duì)熟悉的情境，為考生提供一種研究思路后，要求結(jié)合已有生活經(jīng)驗(yàn)或生物學(xué)知識(shí)提出其他創(chuàng)新思路，解決此題學(xué)生需具有一定的科學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。且滲透了對(duì)學(xué)生積極運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題、樹立健康理念的檢測(cè)。

1.2 命題聯(lián)系諾獎(jiǎng)，突出權(quán)威，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí) 諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)往往代表了生命科學(xué)領(lǐng)域的最前沿發(fā)展，與生命健康息息相關(guān)，如新型抗瘧藥青蒿素的創(chuàng)制、負(fù)性免疫調(diào)節(jié)治療癌癥的療法的發(fā)現(xiàn)等。命題選材聯(lián)系諾獎(jiǎng)，具有權(quán)威性與先進(jìn)性，凸顯生命科學(xué)研究及其社會(huì)影響力的不斷發(fā)展，開闊學(xué)生視野。

例如，2017年北京卷第31題圍繞瘧疾的發(fā)生與治療，介紹我國(guó)科學(xué)家臨床應(yīng)用青蒿素治療瘧疾的實(shí)驗(yàn)研究。試題以表格形式(表2)呈現(xiàn)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)方案、材料、數(shù)據(jù)結(jié)果等，第(5)小題要求學(xué)生分析表格信息，比較實(shí)驗(yàn)組1、 2的自變量與因變量的差異，分析出現(xiàn)不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因；并根據(jù)3、 4組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推斷歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。考生需厘清實(shí)驗(yàn)的原理及目的，分析圖表中不同組別的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判斷推理得出結(jié)論，考查了學(xué)生利用相關(guān)信息，結(jié)合研究目的得出正確結(jié)論的邏輯推理能力、歸納概括等科學(xué)思維方法的運(yùn)用能力。第(5)題②小題“將實(shí)驗(yàn)中倉(cāng)鼠細(xì)胞的線粒體替換為_________________，能為臨床應(yīng)用青蒿素治療瘧疾提供直接的細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)證據(jù)”，實(shí)則進(jìn)一步要求考生將試題中獲取的知識(shí)聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用。青蒿素的抗瘧機(jī)制是中國(guó)科學(xué)家屠呦呦及其團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目，屠呦呦因創(chuàng)制出新型抗瘧藥——青蒿素和雙氫青蒿素，與其他兩位科學(xué)家一同獲得2015年度諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的榮譽(yù)，成為首位獲得諾貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的中國(guó)科學(xué)家，她及她的“青蒿素”從此備受矚目。

表2 科學(xué)家研究青蒿素抗瘧機(jī)制的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2 基于“農(nóng)業(yè)與生產(chǎn)”情境，在科學(xué)實(shí)踐中助力素養(yǎng)達(dá)成

越來越多的教師意識(shí)到科學(xué)探究的重要性，認(rèn)為科學(xué)探究是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的極其重要的方式，科學(xué)探究就是讓學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)。事實(shí)上，學(xué)生探究能力、科學(xué)思維的養(yǎng)成不局限于探究實(shí)驗(yàn)。考試命題應(yīng)引導(dǎo)教學(xué)關(guān)注科學(xué)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生從事科學(xué)實(shí)踐，參與科學(xué)話語(yǔ)，從而領(lǐng)悟科學(xué)文化，以發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)[3]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中往往牽涉生物與生物、生物與人、人與自然間的相互利用、相互影響，包含著社會(huì)及個(gè)人發(fā)展需要的科學(xué)知識(shí)和實(shí)踐技術(shù)。以此為素材命制試題，體現(xiàn)對(duì)學(xué)生科學(xué)實(shí)踐的關(guān)注(表3)。

表3 2016年—2018年生物學(xué)高考北京卷“農(nóng)業(yè)與生產(chǎn)”相關(guān)試題

“農(nóng)業(yè)與生產(chǎn)”類試題整合遺傳學(xué)、基因工程、生物育種技術(shù)等知識(shí)內(nèi)容，有效考查生物學(xué)實(shí)踐能力，從而引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)的價(jià)值，關(guān)注生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)，在以后的生活中參與糧食生產(chǎn)、食品安全等社會(huì)問題的決策。

2.1 依托傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植技術(shù)，考查推理能力與創(chuàng)新思維 核心素養(yǎng)要求下的考試命題愈加注重學(xué)生的批判性思維與遷移創(chuàng)新能力。批判性思維意在反省、審慎思考，創(chuàng)新思維意在變通求異。生物學(xué)的研究對(duì)象復(fù)雜多樣，生物學(xué)概念具有或然性，沒有絕對(duì)的定論[4]。試題要引導(dǎo)考生以批判創(chuàng)新的審視眼光，在陌生復(fù)雜情境中整合相關(guān)生物學(xué)信息多角度闡述觀點(diǎn)、解決實(shí)際問題。

2016年高考北京卷第31題以我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)“嫁接”為主題創(chuàng)設(shè)思維場(chǎng)景，題中以正常葉形的番茄為接穗，嫁接到葉形呈鼠耳形的番茄砧木上，通過一系列設(shè)問結(jié)合圖解、圖表中的信息，考查并鞏固植物細(xì)胞組織培養(yǎng)、變異、蛋白質(zhì)的合成和基因工程等知識(shí)。試題涉及概念領(lǐng)域較豐富，設(shè)問層次化，前三小題圍繞教材基礎(chǔ)，考查學(xué)生在新情境中聯(lián)系相關(guān)概念解釋生物學(xué)現(xiàn)象的能力。第(4)題“綜合上述實(shí)驗(yàn)，可以推測(cè)嫁接體中P-L基因的mRNA_________________”，該小題需要考生整合前面幾題呈現(xiàn)的相關(guān)信息，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可得到兩種假設(shè)： 一是嫁接體中的P-L DNA可由砧木轉(zhuǎn)移至接穗新生葉中并發(fā)揮作用；二是嫁接體中的P-L mRNA由砧木轉(zhuǎn)移至接穗新生葉中并發(fā)揮作用。考生需充分理解圖表信息，基于實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)一步分析推理，才能否定假設(shè)1，得出影響新生葉表現(xiàn)型的因素是砧木中的P-L mRNA轉(zhuǎn)移至接穗新生葉中發(fā)揮了作用，而P-L mRNA是由砧木中的P-L DNA編碼得到[5]。本題設(shè)問凸顯思維開放性、創(chuàng)新性，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與結(jié)論都與學(xué)生的固有認(rèn)知不完全吻合，學(xué)生需具有一定創(chuàng)新思維，才能對(duì)現(xiàn)象發(fā)生的過程及機(jī)理做出推測(cè)，有效考查了考生對(duì)信息的綜合整理能力、多步推理能力。

2.2 聚焦食品生產(chǎn)安全，發(fā)展生物進(jìn)化理念，理性看待科學(xué)技術(shù) 高產(chǎn)抗病抗旱抗倒伏玉米的選育、抗稻瘟病水稻的選育等是農(nóng)作物實(shí)際生產(chǎn)種植中的難題，試題聚焦此類國(guó)家糧食生產(chǎn)安全問題，要求考生剖析農(nóng)植病害等宏觀現(xiàn)象，從基因和PCR技術(shù)層面提出微觀解釋，得出解決方案，從而優(yōu)化育種。

2018年北京卷第30題以我國(guó)常見農(nóng)作物水稻的選育為例展開討論，相較于使用農(nóng)藥，利用抗稻瘟病基因優(yōu)化育種更加安全有效。試題問題設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)，每一小題又為后面的小題提供背景信息，信息量較豐富，考生需具有一定的科學(xué)閱讀能力。第(4)題、(5)題考查學(xué)生具有生命觀念的科學(xué)思維品質(zhì)[4]，要求考生從進(jìn)化與適應(yīng)的角度進(jìn)行推理，解釋水稻抗病性喪失這一現(xiàn)象出現(xiàn)的原因機(jī)理、推測(cè)大面積連續(xù)種植某單一抗病基因品種的后果，一方面能夠考查學(xué)生的復(fù)雜推理能力，了解學(xué)生對(duì)基因的進(jìn)化與變異的理解程度；另一方面引導(dǎo)學(xué)生反思人類活動(dòng)對(duì)自然界其他生物的影響，對(duì)人類自身生存可能產(chǎn)生的后果。而最后一題要求考生依此提出水稻種植育種的合理建議，再一次警醒學(xué)生人與自然和諧共處之道，學(xué)生應(yīng)理性看待科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系，關(guān)注作物生產(chǎn)種植安全，養(yǎng)成解決生產(chǎn)生活問題的責(zé)任意識(shí)。

3 基于“環(huán)境與自然”情境，落實(shí)基礎(chǔ)性，凸顯生態(tài)文明觀

2018年北京卷第31題以我國(guó)某大型水庫(kù)的“水華”防治為背景，介紹科研人員依據(jù)生態(tài)學(xué)原理進(jìn)行生物防治，解決生產(chǎn)實(shí)際問題的方法。學(xué)生在解答該題過程中，不僅考查了生物與環(huán)境的相關(guān)知識(shí)，包括： 該生態(tài)系統(tǒng)的組成、該系統(tǒng)中食物網(wǎng)的組成、生物對(duì)該系統(tǒng)的影響等。還對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀有了一定了解，對(duì)生物技術(shù)方法解決生態(tài)問題有了更深入的認(rèn)識(shí)。該“環(huán)境與自然”類試題圍繞生物與生態(tài)的核心知識(shí)展開，凸顯基礎(chǔ)性，設(shè)問緊密結(jié)合題干信息，邏輯聯(lián)系清晰。試題同樣運(yùn)用到數(shù)學(xué)模型呈現(xiàn)信息，考查學(xué)生對(duì)信息的讀取和分析解釋能力。此類試題是考查培育生態(tài)文明觀的良好載體，使學(xué)生在解決環(huán)境污染問題的過程中逐漸發(fā)展科學(xué)思維，形成正確的生態(tài)意識(shí)。第31題(5)小題要求學(xué)生為保持良好水質(zhì)且增加漁業(yè)產(chǎn)量提出兩點(diǎn)措施，進(jìn)一步診斷學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力，落實(shí)生態(tài)保護(hù)意識(shí)的培養(yǎng)。北京高考卷每一道非選擇題最后一小題往往都以提出建議、思路的形式命制，這種命題形式體現(xiàn)了北京卷對(duì)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用能力的注重，且此類試題具有一定開放性，引導(dǎo)教學(xué)聚焦學(xué)生創(chuàng)新思維、批判性思維的培育。

生命科學(xué)的知識(shí)體系不斷發(fā)展革新，來源于大量真實(shí)先進(jìn)的科學(xué)研究，如對(duì)人類疾病與健康的研究、對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、生態(tài)保護(hù)防治的研究等。命題以生活生產(chǎn)實(shí)例為情境，選取并組織素材，易于為考生提供豐富的真實(shí)信息，基于素材蘊(yùn)含的真實(shí)問題設(shè)計(jì)可靠的問題任務(wù)，覆蓋多種素養(yǎng)考查，具有趣味性、科學(xué)性，符合生物學(xué)科本質(zhì)；其次，真實(shí)的科學(xué)研究材料，有利于提升學(xué)生科學(xué)閱讀能力，激發(fā)對(duì)生命科學(xué)的研究樂趣，使學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)得以真實(shí)體現(xiàn)；此外，此類試題對(duì)一線教學(xué)具有良好的導(dǎo)向作用，助力教師深入理解課程標(biāo)準(zhǔn)核心知識(shí)，關(guān)注生命科學(xué)核心應(yīng)用領(lǐng)域，在實(shí)際教學(xué)中以真實(shí)問題為情境，設(shè)置活動(dòng)任務(wù)，在實(shí)踐中發(fā)展學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)。