摘 要：依托實驗情境命制指向核心素養(yǎng)評價的生物學(xué)原創(chuàng)題，一般需經(jīng)過確定試題主題與情境、基于學(xué)科核心素養(yǎng)構(gòu)思設(shè)問兩大步驟。確定試題情境時要通過研讀教材挖掘情境線索，結(jié)合最新科研成果、生活熱點等確定情境素材，根據(jù)學(xué)情改編素材內(nèi)容；設(shè)問時要圍繞必備知識、關(guān)鍵能力及發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目標，設(shè)置層層遞進、有易有難、有區(qū)分度的問題。

關(guān)鍵詞：實驗情境；核心素養(yǎng)；原創(chuàng)題；高中生物學(xué)

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：0450-9889（2024）17-0050-04

《中國高考評價體系》明確指出試題情境是考查學(xué)生能力和素養(yǎng)的載體，通過選取適宜的素材，再現(xiàn)生物學(xué)理論產(chǎn)生的場景或呈現(xiàn)現(xiàn)實中的問題情境，讓考生在真實的背景下發(fā)揮核心價值的引領(lǐng)作用，運用必備知識和關(guān)鍵能力去解決與生物學(xué)有關(guān)的實際問題［1］。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。生物學(xué)課程以發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)為主要目標，那么，生物學(xué)試題則應(yīng)以評價學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)水平為目標。如何選取適合的情境？如何在創(chuàng)設(shè)的情境中挖掘考點有效地評價學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)？這是筆者在命制原創(chuàng)題的過程中不斷思考的問題。現(xiàn)以命制一道光合作用原創(chuàng)題為例，論述試題命制思路和流程。

一、層層遞進確定命題主題與情境

（一）從教材中找尋命題主題

人教版高中生物學(xué)教材必修1第5章第4節(jié)“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”的“問題探討”提到了植物工廠。植物工廠在人工精密控制條件下生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍色和白色光源。其中的討論題第1小題提問：靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？而在教材第101頁“練習(xí)與應(yīng)用”拓展應(yīng)用的第2小題又提問：與傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式相比，植物工廠生產(chǎn)蔬菜等食物有哪些優(yōu)勢？又面臨哪些困難？你對植物工廠的發(fā)展前景持什么觀點？教材這兩處內(nèi)容均涉及植物工廠生產(chǎn)蔬菜。光合作用是生物圈得以維持運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，而厘清光合作用的原理并加以運用將為人類生活帶來福音，植物工廠就是一個合理運用光合作用造福人類的生動案例。

教材第105頁的“探究·實踐”欄目要求學(xué)生進行探究性實驗：探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響。教材提供的參考案例是探究光照強度對光合作用強度的影響。筆者完成這部分內(nèi)容授課后，為激發(fā)學(xué)生的探究精神，進一步提問學(xué)生：除了光照強度，你們還想到探究哪些其他的環(huán)境因素對光合作用強度的影響？學(xué)生想到了ZwFOfWqOEVqNSy/K/cz65A==不同的CO2濃度、溫度、濕度等。其中有一名學(xué)生提到不同波長的光，比如紅光、藍光、白光對光合作用的影響。有學(xué)生進一步補充：不同波光的光按不同比例進行搭配后對光合作用強度有怎樣的影響？而這個問題也是教師和學(xué)生很少思考到的，在練習(xí)題中也較少出現(xiàn)。

基于教材的這兩個素材及學(xué)生提出的問題，筆者決定以探究植物工廠中不同光質(zhì)配比對植物光合作用的影響命制一道原創(chuàng)題。

（二）從科研文獻中找尋情境素材

探究植物工廠中不同光質(zhì)配比對植物光合作用的影響的試題，應(yīng)以真實科研情境為背景。于是筆者在中國知網(wǎng)上進行相關(guān)的搜索：在“主題”中輸入“植物工廠”“不同光質(zhì)配比”等關(guān)鍵詞后，搜索出34篇相關(guān)文獻，其中近5年的文獻有21篇，而10年前的文獻僅有3篇?？梢?，針對不同光質(zhì)配比對植物生長的影響的研究近幾年研究頻率有所提高，而近5年的文獻中，有7篇是期刊刊載的文章，其余14篇為碩士和博士論文。碩士和博士論文中的理論較為復(fù)雜，要簡化、改編成高中生能夠理解的一道題目工作量較大，所以筆者優(yōu)先選擇期刊刊載的文章。期刊刊載的文章中研究用到的植物種類有生菜、水芹、櫻桃蘿卜等，其中以生菜為研究對象的較多，且考慮到學(xué)生可能對生菜更為熟悉，所以筆者決定針對研究生菜的文章做進一步篩選。

最后，筆者選擇了發(fā)表時間最近的、符合命題主題的一篇論文——《植物工廠LED光質(zhì)調(diào)控對生菜幼苗生長的影響》作為原創(chuàng)題的素材。文章主要研究不同紅藍光配比的LED光質(zhì)對生菜幼苗生長的影響，以生菜的葉片數(shù)、株高、植株干重、地上部分干重和地下部分干重、壯苗指數(shù)、葉片葉綠素含量和氮含量等作為檢測指標，結(jié)論是紅光與藍光之比為3∶2是適合植物工廠生菜育苗的光質(zhì)配比［2］。檢測的指標中，植株的干重、葉綠素含量以及氮含量與高中生物學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容密切相關(guān)，與之相關(guān)的理論在高中教材中也能找到相匹配的知識點，而其他檢測指標對生菜的生長固然重要，但是不容易挖掘與高中生物學(xué)相關(guān)的考點，所以可以進行適當刪減。研究結(jié)果以柱形圖的形式展示出來，讓讀者一目了然，圖片可以直接引用到題目中，不需要太多改動。可見，這篇論文是一份優(yōu)質(zhì)的可用于改編成原創(chuàng)題的素材。

二、基于學(xué)科核心素養(yǎng)評價構(gòu)思設(shè)問

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等四個方面，基于學(xué)科核心素養(yǎng)評價構(gòu)思設(shè)問時應(yīng)緊緊圍繞這四個方面進行。

“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”這一課是發(fā)展學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)和能量觀的優(yōu)質(zhì)載體，例如，由于類囊體薄膜中有光反應(yīng)有關(guān)的色素和酶，葉綠體的光反應(yīng)可以在葉綠體的類囊體薄膜中進行；葉綠體基質(zhì)中有暗反應(yīng)有關(guān)的酶及其他相關(guān)物質(zhì)，因而暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進行。這些都體現(xiàn)了葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點。此外，光合作用光反應(yīng)中的光能被光合色素吸收后，可以用于水的光解產(chǎn)生氧和NADPH（還原型輔酶Ⅱ），以及在酶的作用下轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能，因此光合作用的光反應(yīng)需要光，這些知識體現(xiàn)了能力代謝維持生命活動的原理。試題情境是研究LED光質(zhì)對植物生長的影響，因此，第1問可結(jié)合光合作用必備知識設(shè)問，主要測評生命觀念方面的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）指出，學(xué)生應(yīng)能夠在給出的多個方案中選取恰當?shù)姆桨覆嵤贿x用恰當?shù)姆椒ㄈ鐚嵱涗浐头治鰧嶒灲Y(jié)果；基于給定的條件，設(shè)計并實施探究實驗方案或工程學(xué)實踐方案。在《課程標準》的指導(dǎo)下，結(jié)合情境素材中探究LED光質(zhì)對生菜幼苗生長影響的實驗，第2問與第3問可以著重測評學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究兩個方面的素養(yǎng)，如考查實驗組與對照組的設(shè)計、減小實驗誤差的方法以及實驗結(jié)果的分析等。

社會責(zé)任素養(yǎng)是指基于生物學(xué)認識，參與個人與社會事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當和能力。通過生物學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能關(guān)注生物學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；能通過科學(xué)實踐，嘗試解決現(xiàn)實生活中的生物學(xué)問題。為測評學(xué)生社會責(zé)任素養(yǎng)的發(fā)展水平，第4問可設(shè)計為探討如何用實驗結(jié)論優(yōu)化生產(chǎn)。

三、試題呈現(xiàn)與分析

（一）試題呈現(xiàn)

為探究植物工廠中不同紅藍光配比的光質(zhì)對生菜育苗的影響，研究人員將一批同種、活性相同的若干生菜種子平均分為6組，其中1組為對照組（CK組），另外5組為實驗組，實驗組的處理如表1所示，實驗過程其他條件相同且適宜。一段時間后，研究人員對生菜的生長結(jié)果進行檢測，部分實驗結(jié)果如下頁圖1、圖2所示。

回答下列相關(guān)問題。

1.生菜的葉肉細胞吸收光能可用于進行光反應(yīng)，光反應(yīng)的場所位于葉綠體的 ，光合色素吸收的光能主要有兩方面的用途，一是將水分解成氧和H+，H+與NADP+結(jié)合形成NADPH；二是________________________。

2.本實驗中的對照組應(yīng)選用 ___________光（填“藍”“紅”或“白”）。實驗過程中研究人員進行3次重復(fù)實驗，并且每次實驗中每個組均重復(fù)播種3盤種子的原因是 ________________________。

3.圖1中，B、C兩組的干重均明顯高于其他組，意味著B組和C組處理下，生菜植株的 光合速率較高（填“總”或“凈”）。圖1中的C組干重略高于B組，據(jù)圖2的兩個指標的檢測結(jié)果，分析其原因可能是__________________________。

4.基于本實驗，植物工廠中生菜育苗的優(yōu)選光質(zhì)配比應(yīng)為 _____________。

（二）試題分析

不同光質(zhì)配比與生菜光反應(yīng)直接相關(guān)，第1問既考查了學(xué)生的必備知識——光反應(yīng)的場所及色素吸收光能后的用途，又考查了學(xué)生的結(jié)構(gòu)與功能觀和物質(zhì)與能量觀，難度較小。

生物學(xué)科學(xué)探究素養(yǎng)包括能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及結(jié)果的交流與討論［4］。試題第2問第1空就考查了實驗中對照組的設(shè)計，學(xué)生要具備以下知識才能準確作答：自然狀態(tài)下，白光是復(fù)合光，所以在本實驗中應(yīng)以白光作為對照。其次，第2題的第2空考查了實驗探究要遵循平行重復(fù)的原則，這樣才能避免偶然因素對實驗結(jié)果造成影響，減小實驗誤差，提高實驗的可信度。另外，第3問要求學(xué)生分析圖1和圖2中柱形圖呈現(xiàn)的實驗結(jié)果，考查了學(xué)生對實驗結(jié)果的分析能力，并在第4問中設(shè)問應(yīng)選擇何種光質(zhì)配比進行生菜育苗，考查了學(xué)生分析實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論的能力。

測評科學(xué)思維更多是針對因果關(guān)系進行。按照測評因果關(guān)系的側(cè)重面和因果關(guān)系的邏輯深度，可將因果關(guān)系分為由因推果、由果溯因等方式，這些方式體現(xiàn)了邏輯思維的深度，從而可以將測評因果關(guān)系分為判斷、解釋、預(yù)測、評估、設(shè)計，共五個層次［3］。試題第3問的第1空要求學(xué)生根據(jù)B、C兩組干重較高的現(xiàn)象，判斷出B、C兩組的凈光合速率還是總光合速率高于其他組，測評了科學(xué)思維中的“判斷”層次，既涉及性質(zhì)的判斷，又涉及關(guān)系的判斷。學(xué)生必須通過干重較高體現(xiàn)了植物有機物質(zhì)的積累量較高，判斷出光合作用合成有機物的速率和呼吸作用消耗有機物的速率差值較大，進而判斷出是凈光合速率較高。本空既考查了必備知識——干重與凈光合速率、總光合速率、呼吸速率三者之間的關(guān)系，又測評了學(xué)生的科學(xué)思維中“判斷”層次。試題第3問第2空要求學(xué)生據(jù)圖2分析出圖1中C組干重大于B組干重的原因。本空考查了學(xué)生是否掌握以下必備知識：葉綠素與光合速率及光合作用產(chǎn)物之間的關(guān)系，氮元素與蛋白質(zhì)、葉綠素等物質(zhì)的關(guān)系；考查了學(xué)生是否會依據(jù)概念和邏輯對實驗結(jié)果進行分析和說明，所以該空體現(xiàn)了更深層次的科學(xué)思維測評——“解釋”層次。

試題以探究性實驗為背景，最終的目的是將實驗結(jié)果服務(wù)于生產(chǎn)實踐，第4問就體現(xiàn)了知識用于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐的理念，體現(xiàn)了生物學(xué)科發(fā)展與勞動實踐、生產(chǎn)實踐的密切關(guān)系，有利于學(xué)生樹立尊重勞動、熱愛勞動的意識，內(nèi)化勞動觀念。

試題改編于真實科研情境，具有真實性、科學(xué)性，將實驗流程精簡地呈現(xiàn)出來創(chuàng)設(shè)實驗情境，可以促使學(xué)生在沉浸式體驗中思考，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。試題情境的信息量較大，對學(xué)生的必備知識、關(guān)鍵能力都有較高的要求。試題設(shè)問層層遞進、由易到難，考點與教材聯(lián)系緊密，考查了學(xué)生思維的深度。而試題最終的落腳點是將實驗結(jié)果用于指導(dǎo)生產(chǎn)實踐，體現(xiàn)了運用學(xué)科知識解決實際問題的理念，符合生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)評價的命制要求。

四、試題命制建議

通過確定試題主題與情境、基于學(xué)科核心素養(yǎng)設(shè)問兩大步驟，筆者命制出了一道與教材聯(lián)系緊密、情境新穎、設(shè)問層層遞進、全面考查學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的生物學(xué)試題。為提升運用這樣的“兩步走”方式命制原創(chuàng)試題的效果，筆者提出如下建議。

（一）根據(jù)學(xué)情確定試題主題

教師在平時授課以及課后與學(xué)生交流的過程中，要密切關(guān)注學(xué)生的反饋，特別是留意學(xué)生有疑惑的知識點，根據(jù)學(xué)生的疑問去挖掘命題的主題，有利于提升學(xué)生的知識水平。但是試題的內(nèi)容和主題不應(yīng)脫離教材，應(yīng)基于教材主體內(nèi)容，最好在試題的選擇和命制過程中明確考點內(nèi)容的雙向細目表，避免命題出現(xiàn)內(nèi)容重復(fù)或遺漏的現(xiàn)象。

（二）重視情境的選擇

無情境不成題，脫離情境的考查不足以全面考查學(xué)生的能力和素養(yǎng)，所以試題命制過程中情境的確定尤其重要，只有確定了情境之后，才能進行之后的命題步驟。而情境素材的來源既可以是教材中的實驗、科學(xué)史、問題改編及延伸拓展，還可以是科研論文、社會熱點、新聞等。教師在選擇的過程中需善于甄別，盡可能保證素材的科學(xué)性、嚴謹性。確定素材后，需要對素材進行適當刪減，尤其是對來自碩士、博士學(xué)位論文的素材，還需要將文中高中生難以理解的文字敘述轉(zhuǎn)化成他們?nèi)菀桌斫獾奈淖只蛄鞒虉D；對于較復(fù)雜的圖表，教師需要將其轉(zhuǎn)化成學(xué)生易懂的圖表，但值得注意的是，改編素材切不可改變原文的觀點。

在試題命制過程中，教師選擇的情境不應(yīng)拘泥于一種，而應(yīng)盡可能讓學(xué)生在平時的測評中體驗多種情境，讓學(xué)生在豐富的情境中進行深度的思維訓(xùn)練，這更有利于學(xué)生迅速成長，使其在不同的情境中體驗到生物學(xué)科的博大精深和生物學(xué)知識的魅力，從而提升學(xué)生的能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣。

（三）精心構(gòu)思設(shè)問

確定試題情境和考點后，要根據(jù)考查的意圖和學(xué)生的情況而設(shè)問。問題應(yīng)圍繞必備知識、關(guān)鍵能力及發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目標設(shè)置。問題層層遞進、有易有難、有區(qū)分度。設(shè)置的問題不應(yīng)以難倒學(xué)生為目的，而是讓學(xué)生在思考過程中提升能力、發(fā)展素養(yǎng)。

在包含實驗情境的試題中，可以對實驗設(shè)計的原理、選材、過程、結(jié)果、實驗遵循的原則進行設(shè)問，還可以轉(zhuǎn)換思路，從評價實驗的科學(xué)性、可行性等角度設(shè)問?？疾閷W(xué)生社會責(zé)任素養(yǎng)的設(shè)問，不應(yīng)敷衍了事，如命制依托生產(chǎn)實踐情境的試題，可以針對實踐的方法、過程、步驟設(shè)問；命制依托社會熱點情境的試題，可以讓學(xué)生聯(lián)系所學(xué)知識發(fā)表自己的看法及提出相應(yīng)的方案。設(shè)問的目的是讓學(xué)生真正去思考如何將所學(xué)知識用于解決實際問題、如何承擔(dān)自己在社會中應(yīng)履行的責(zé)任，從而使學(xué)生的核心素養(yǎng)真正獲得發(fā)展。

教師命制原創(chuàng)題既可以精準地評價學(xué)生，優(yōu)化教學(xué)、促進學(xué)生發(fā)展，又可以發(fā)展教師自身的專業(yè)能力。因此，教師有必要大膽嘗試自主命制原創(chuàng)試題：在教材中挖掘試題情境線索，搜尋最新科研成果、社會熱點中與情境線索相契合的內(nèi)容，確定試題情境，精心構(gòu)思設(shè)問。當然，條件允許的學(xué)校最好能集備課組之力共同討論，群策群力對題目進行審核并提出修改意見，這樣才能讓原創(chuàng)題更好地發(fā)揮它的育人價值。

參考文獻

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（責(zé)編 劉小瑗）