对高考《考试说明》中“能力要求”的解读

张敏

摘 要 对《考试说明》中的4项能力要求的内涵及其逻辑关系进行了理论分析，并结合高考试题予以说明，对高三备考复习具有一定的指导作用。

关键词 生物高考 考试说明 能力要求

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

众所周知，注重能力考查是高考命题的永恒追求。《考试说明》明确列出了理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力和综合运用能力等4项能力的具体要求，广大一线教师对此虽然能够耳熟能详，但对每项能力具体要求的内涵及其逻辑关系缺乏深刻的认识，因而不能充分发挥《考试说明》应有的指导作用。笔者对4项能力具体要求的内涵进行挖掘、理顺其逻辑关系，并结合试题予以分析，从而提高备考复习的针对性和有效性。

1 理解能力

1.1 理论分析

（1） 能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构。

（2） 能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容。

（3） 能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。

理解能力是其它各项能力的基础。理解需要在将要获得的“新知识”和已有知识之间建立联系，即理解是新获得的知识与现有的心理图式和认知框架的整合。鉴于上述认识，我们认为，理解能力的第（1）点是针对概念性知识的复习而提出的要求。例如，基因重组，应该从其发生的条件、原因、结果、意义、应用等角度予以梳理，形成一条有序的知识链条，才算是真正理解了这一概念要点。第（2）点指向考生的表达能力，因为《高中生物课程标准》（实验）（以下简称《标准》）明确指出，让学生“领悟系统分析、建立数学模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。因此，在大纲版《考试说明》的基础上增加了“数学方式”这一表达要求。第（3）点则是对命题形式、考生答题的思维过程及结果提出的要求。

1.2 例证分析

1.2.1 考查知识之间的内在联系

（北京卷2006年第4题）32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期，一个细胞中的染色体总条数和被32P标记的染色体条数分别是（ ）

A. 中期20和20、后期40和20

B. 中期20和10、后期40和20

C. 中期20和20、后期40和10

D. 中期20和10、后期40和10

本题以放射性同位素示踪技术在生物学研究中的应用为命题背景，主要考查考生把握染色体与染色单体、染色体复制与DNA半保留复制等知识之间内在联系，对细胞及遗传学问题进行解释、推理，得出正确结论的能力。

1.2.2 考查解释能力

（全国卷2011年第1题）人的红细胞放入4℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是（ ）

A. 细胞具有水溶性

B. 细胞的液泡体积增大

C. 蒸馏水大量进入红细胞

D. 低温时红细胞膜流动性增大

本题考查考生运用渗透作用的原理等知识对“红细胞在蒸馏水中破裂”现象做出解释的能力。

1.2.3 考查推断能力

（全国卷2010年第5题）将神经细胞置于相当于细胞外液的溶液（溶液S）中，可测得静息电位。给予细胞一个适宜的刺激，膜两侧出现一个暂时性的电位变化，这种膜电位变化称为动作电位。适当降低溶液中S中的Na+浓度，测量该细胞的静息电位和动作电位，可观察到（ ）

A. 静息电位值减小

B. 静息电位值增大

C. 动作电位峰值升高

D. 动作电位峰值降低

本题以研究动作电位的经典实验为命题背景，主要考查考生运用静息电位和动作电位形成的离子基础等知识，推断或预期实验结果的能力。

2 实验与探究能力

2.1 理论分析

（1） 能独立完成生物学教材所规定的实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。

（2） 具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。

（3） 具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。包括运用观察、试验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。

（4） 能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。

（1）是针对教材中的基础性实验而提出的要求。只有完成好教材所规定的实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，才能将这些实验方法和技能用于对简单生物学事实的验证和一些生物学问题的初步探究，以及对简单的实验方案做出恰当的评价和修订。因此，（1）是（2）、（3）、（4）的基础。为简约起见，可将《考试说明》所涉及的实验归纳为：技能性实验、验证性实验、探究性实验、评价性实验。其中，验证性实验是对某个已知命题的真实性进行验证的一类实验。它强调操作的规范性、实验数据的可靠性、论证方式的科学性、实验结论的真实性[3]。探究性实验则是对未知的问题事先作出假设，有时还需要基于假设进行演绎推理，再通过实验检验假设或推理是否成立，以求得对问题的解决。当然，对生物学问题进行科学探究除运用实验法外，还有调查法、建立模型、系统分析等科学方法。

发展学生的科学探究能力是新课程的重要目标之一，因此，高考命题格外青睐对考生实验探究能力的考查。如果从变量的视角来看，实验探究实际上是变量的确认、预测、操纵、控制、测量的过程。就北京卷而言，常见的命题切入点有：分析实验结果作出假设或推论、设计实验，检验假设或基于假设预期结果。在“实验研究”这一环节，材料的预处理、分组对照以及实验处理是常见的考点（见图1中标号所示）。

2.2 例证分析

2.2.1 技能性实验

（北京卷2012年第5题）高中生物学实验中，在接种时不 进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是（ ）

A. 将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中

B. 将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上

C. 将转基因植物叶片接种到无菌培养基上

D. 将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上

本题设问灵活，通过“不进行严格无菌操作对实验结果的影响”的设问，综合考查考生参与生物技术实践活动的程度以及运用所学的微生物的分离培养、培养基对微生物的选择作用、利用微生物进行发酵来生产特定产物、植物组织培养、基因工程的基本技术等知识解释实验操作原理的能力，凸显了走进实验室在实践中学习生物学知识的重要性。

2.2.2 验证性实验

（北京卷2010年第29题节选）在验证生长素类似物A对小麦胚芽鞘（幼苗）伸长影响的实验中，将如图2所示取得的切段浸入蒸馏水中l小时后，再分别转入5种浓度的A溶液（实验组）和含糖的磷酸盐缓冲液（对照组）中。在23℃的条件下，避光振荡培养24小时后，逐一测量切段长度（取每组平均值），实验进行两次，结果见图3。

请分析并回答：

（2） 振荡培养的目的是：①增加溶液中的 以满足切段细胞呼吸的需求；②使切段与溶液成分接触更 。

（3） 生长素类似物A应溶解于 中，以得到5种浓度的A溶液。切段浸泡在蒸馏水中的目的是减少 对实验结果的影响。

（4） 图3中，对照组切段的平均长度是 mm。浓度为0.001 mg/L的溶液对切段伸长 （选填“有”或“无”）促进作用；与浓度为1 mg/L的结果相比，浓度为10 mg/L的溶液对切段的影响是 。

本题以验证生长素类似物A的生理作用的一个真实实验为背景，主要考查考生对实验操作原理、实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。其中，第（2）、（3）小题主要考查考生对实验操作原理的分析。要求考生从实验目的出发，运用细胞呼吸、生长素的生理作用等知识来解释振荡培养和将切段浸泡在蒸馏水中的目的，以及对实验组中生长素类似物A应溶解在何种溶液中做出选择。第（4）小题考查考生对实验结果进行解释、分析和处理的能力。

2.2.3 探究性实验

（北京卷2012年第29题）为研究细胞分裂素的生理作用，研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中（图4）。对插条的处理方法及结果见图5。

（1） 制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是

，插条插在蒸馏水中而不是营养液中培养的原因是 。

（2） 从图5中可知，对插条进行的实验处理包括

。

（3） 在实验I中，对A叶进行实验处理，导致B叶 。该实验的对照处理是 。

（4） 实验Ⅲ、Ⅳ的结果表明，B叶的生长与A叶的关系是： 。

（5） 研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部位运输”。为证明此推测，用图4所示插条去除B叶后进行实验，实验组应选择的操作最少包括 （填选项前的符号）。

a. 用细胞分裂素溶液涂抹A1叶

b. 用细胞分裂素溶液涂抹A2叶

c.用14C-淀粉溶液涂抹A1叶

d. 用14C-淀粉溶液涂抹A2叶

e. 用14C-氨基酸溶液涂抹A2叶

f. 用14C-细胞分裂素溶液涂抹A2叶

g. 检测A1叶的放射性强度

本题以研究细胞分裂素对菜豆叶片生长发育调节作用的一个真实实验为背景，主要考查考生从新背景素材中获取关键信息、准确分析实验数据并进行合理的逻辑推理的能力。同时还通过设计实验检验推测的设问，从更高层次考查考生潜在的从事科学研究的创新能力。其中，第（1）小题要求考生从实验目的来思考对实验材料进行处理的目的或原因；第（3）、（4）两小题主要考查考生分析实验数据，得出合理结论的能力；第（5）小题是本题的精华部分，要求考生首先明确研究者的推测是什么，然后选择适当的实验用品、处理方法和检测方法来验证上述推测。

3 获取信息的能力

3.1 理论分析

《标准》在“课程目标”部分明确提出了“能够利用多媒体搜集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息”的能力要求。与此相呼应，《考试说明》也提出了以下两点具体要求：

（1） 能从课外材料中获取相关的生物学信息，并能运用这些信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。

（2） 关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。

我们认为，第（1）点是针对考生答题过程提出的要求。即能够鉴别、选择试题给出的相关生物学信息（文字信息或图表信息）；并能运用所获取的信息，结合所学知识解决相关的生物学问题。第（2）点则是对备考复习的要求。即关注对科学、技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展及生物科学发展史上的重大事件。

3.2 例证分析

（2012年北京卷第3题）金合欢蚁生活在金合欢树上，以金合欢树的花蜜等为食，同时也保护金合欢树免受其他植食动物的伤害。如果去除金合欢蚁，则金合欢树 的生长减缓且存活率降低。由此不能得出的推论是（ ）

A. 金合欢蚁从金合欢树获得能量

B. 金合欢蚁为自己驱逐竞争者

C. 金合欢蚁为金合欢树驱逐竞争者

D. 金合欢蚁和金合欢树共同（协同）进化

本题主要考查考生从题干中获取关键信息并结合所学的竞争、生态系统的能量流动、生物进化与生物多样性的形成等知识进行分析和判断的能力。从题干中“金合欢蚁以金合欢树的花蜜等为食”，可推知金合欢树为金合欢蚁提供有机物和能量，所以A选项为正确推论。从题干中“金合欢蚁能够保护金合欢树免受其他植食动物的伤害”这一信息可知，金合欢蚁与其他植食动物之间为竞争关系，金合欢蚁会驱逐自己的竞争者，所以B选项是正确推论。金合欢树的竞争者应是其他植物而不是植食动物，题干中并没有金合欢蚁和其他植物关系的表述，不能得出C选项所述推论。“如果去除金合欢蚁，则金合欢树 的生长减缓且存活率降低”，从中可以推知金合欢蚁与金合欢树是互利共生关系。物种之间形成的这种相互作用、相互依存的关系形成驱动进化的因素，使生态上密切相关的物种发生相互关联的进化，即协同进化，所以D选项是正确推论。

4 综合运用能力

4.1 理论分析

综合运用能力是指能够“理论联系实际，综合运用所学知识解决自然界和社会生活中一些简单的生物学问题”。它取决于知识的结构性、层次性以及思维的灵活度；而思维的灵活度取决于学生对知识的理解水平，理解得越深，知识就越活；活的知识是由事实性知识、概念性知识、方法性知识、价值性知识构成的，四个层面的知识层层增进学生的理解力，必然增进学生综合运用知识解决问题的能力。所谓知识的结构性是指知识之间固有的内在联系，反映了知识的横向联系即广度。例如，基因、环境、性状之间的关系（见图2）；而知识的层次性则是指一个知识点的层次结构，显示了知识的纵向联系即深度。例如，基因突变的类型、原因与结果之间的关系（图6）。

4.2 例证分析

（北京卷2012年第30题）在一个常规饲养的实验小鼠封闭种群中，偶然发现几只小鼠在出生第二周后开始脱毛，以后终生保持无毛状态。为了解该性状的遗传方式，研究者设置了6组小鼠交配组合，统计相同时间段内繁殖结果如表2。

（1） 己知Ⅰ、Ⅱ组子代中脱毛、有毛性状均不存在性别差异，说明相关基因位于_____染色体上。

（2） Ⅲ组的繁殖结果表明脱毛、有毛性状是由

基因控制的，相关基因的遗传符合 定律。

（3） Ⅳ组的繁殖结果说明，小鼠表现出脱毛性状不是 影响的结果。

（4） 在封闭小种群中，偶然出现的基因突变属于

。此种群中同时出现几只脱毛小鼠的条件是 。

（5） 测序结果表明：突变基因序列模板链中的1个G突变为A，推测密码子发生的变化是 （填选项前的符号）。

A. 由GGA变为AGA B. 由CGA变为GGA

C. 由AGA变为UGA D. 由CGA变为UGA

（6） 研究发现，突变基因表达的蛋白质相对分子质量明显小于突变前基因表达的蛋白质，推测出现此现象的原因是蛋白质合成 。进一步研究发现，该蛋白质会使甲状腺激素受体的功能下降，据此推测脱毛小鼠细胞的 下降，这就可以解释表中数据显示的雌性脱毛小鼠的 原因。

本题以6组相关的遗传学实验为命题素材，综合考查考生运用遗传、变异、代谢、生理等知识，探究脱毛性状的成因、遗传方式以及雌性脱毛小鼠代谢速率下降、产仔率较低的原因。随着研究不断深入，设问也层层递进：第（1）、（2）、（3）小题先在在个体水平上考查考生分析实验数据，确定脱毛性状的成因、脱毛基因的显隐性、在染色体上的座位以及所遵循的遗传定律；第（4）小题在群体水平上考查了突变基因频率与突变性状出现概率之间的关系；第（5）小题则深入到分子水平，考查基因突变发生的机制、遗传信息的转录、基因碱基序列改变与密码子改变之间的关系。第（6）小题承接第（5）小题，考查了遗传信息的翻译、甲状腺激素的生理作用及作用机理、细胞代谢与个体繁殖之间的关系，这样就实现了分子水平、细胞水平和个体水平研究成果的融合统一。

参考文献：

[1] 洛林·W·安德森.布鲁姆教育目标分类学修订版[M].北京：外语教学与研究出版社，2009.11：54-58.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.04：8-36.

[3] 郑春和.高中生物实验教学指导及备考指南[M].北京：人民教育出版社，2012.06：186-189.

[4] 北京教育考试院.2012年高考北京卷理科试题分析[M].北京：开明出版社，2012.12：186-246.