浅谈生物学命题如何体现核心素养中的理性思维

刘广如

(江西省金太阳教育研究院 南昌 330032)

十八大提出了“立德树人”的指导方针，核心素养培养已成为新一轮教学改革的热点和核心问题。对此，生物学教师有必要围绕核心素养进行教学研究，提高教学理念和水平。笔者认为在生物学科核心素养中“理性思维”最为基础，只有具备了“理性思维”才能对生命观念中结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等进行深刻理解，对“科学探究”中的生物学现象进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论等，对“社会责任”中社会事务进行讨论并作出理性解释和判断，辨别迷信和伪科学，解决生产生活问题。因此，本文以2016年全国Ⅰ卷中的试题为例说明在生物学命题中如何体现理性思维的素养。

1 对体现“理性思维”素养的高考试题分析

例1 (2016年全国Ⅰ卷31题)病毒甲通过呼吸道感染动物乙后，可引起乙的B淋巴细胞破裂，T淋巴细胞功能丧失，导致其患肿瘤病，病患动物更易被其他病原体感染，给新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病。回答列下问题：

(1)感染病毒甲后，患病的乙更易被其他病原体感染的原因是________。

(2)新生的乙个体接种甲疫苗后，甲疫苗作为________可诱导B淋巴细胞增殖、分化成________和记忆细胞。记忆细胞在机体被病毒甲感染时能够________，从而引起预防该肿瘤病的作用。

(3)免疫细胞行使免疫功能时，会涉及到胞吞和胞吐这两种物质跨膜运输方式，这两种方式的共同点有________(答出两点即可)。

此题以病毒甲感染动物乙、给新生的乙个体接种甲疫苗为背景材料，对理性思维的考查分析如下：第(1)小题是考查学生“基于生物学事实和证据运用归纳与概括”， 第(2)小题考查理性思维中的“演绎与推理”“阐释生命现象及规律”。因为，根据题干中“新生的乙个体接种甲疫苗可预防该肿瘤病”即可推理出“新生的乙个体接种的甲疫苗为抗原”；“可诱导B淋巴细胞增殖、分化成浆细胞和记忆细胞。记忆细胞在机体被病毒甲感染时能够迅速增殖分化，从而引起预防该肿瘤病的作用”则是对生命现象及规律的阐释。第(3)小题考查“理性思维”中的“归纳与概括”。又由于平时的教学一般都认为胞吞和胞吐这两种物质运输为非“跨膜”运输，而此题却说“两种物质为跨膜运输方式”，因此也考查到“理性思维”中的“批判性思维”。

2 试题中体现“理性思维”的命题策略

2.1 创新情境 通过创设新情境能防止考生死记硬背，考查考生的“理性思维”素养，促进学生对知识的理解。现在高考试题的情境材料大多来自对教材的挖掘，就是我们常说“源于教材而又高于教材”的新情境。

例2 (2016年全国Ⅰ卷2题)离子泵是一种具有ATP水解酶活性的载体蛋白，能利用水解ATP释放的能量跨膜运输离子。下列叙述正确的是

A. 离子通过离子泵的跨膜运输属于协助扩散

B. 离子通过离子泵的跨膜运输是顺着浓度阶梯进行的

C. 动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率

D. 加入蛋白质变性剂会提高离子泵跨膜运输离子的速率

教材中讲到“载体蛋白”，而对“离子泵”没有讲述，一些课外材料中会提到“离子泵”。题干通过对“离子泵”简短的描述而创设了新的问题情境。考查考生“理性思维”中的“归纳与概括”“演绎与推理”等能力。

例3 (2016年全国Ⅰ卷29题)有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置(A—Pα～Pβ～Pγ或dA—Pα～Pβ～Pγ)。回答下列问题；

(1)某种酶可以催化ATP的一个磷酸基团转移到DNA末端上，同时产生ADP。若要用该酶把32P标记到DNA末端上，那么带有32P的磷酸基团应在ATP的________(填“α”“β”或“γ”)位上。

(2)若用带有32P标记的dATP作为DNA生物合成的原料，将32P标记到新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基团应在dATP的(填“α”“β”或“γ”)________位上。

此题在学生对“同位素标记”“DNA”“ATP”的组成了解的基础上，创设了新的情境“用α、β和γ表示ATP或dATP(d表示脱氧)上三个磷酸基团所处的位置”，来考查“理性思维”中的“演绎与推理”。

其实在以往的高考试题中也有此显现。例如，2013年全国Ⅰ卷30题题干中“胰岛素可使骨骼肌细胞和脂肪细胞膜上葡萄糖转运载体的数量增加，已知这些细胞膜上的载体转运葡萄糖的过程不消耗ATP”,而我们平时给学生传授的一般是“哺乳动物成熟红细胞吸收葡萄糖是被动转运，需要载体不需要能量，而其他细胞是主动运输，需要能量和载体”。此题的情境材料正好与平时学生得到的信息相反，因此命题者就很好地考查考生的“理性思维中的“批判性思维”，要打破平时的思维定式才能把与题干相应的设问做对。

2．2 创新设问 为诊断考生能否灵活运用知识解决实际问题，运用逆向思维的思想来命制试题，设问的角度与平时的思维习惯相反，让考生感觉似曾相识，但解答的思路又不同。

例4 上述例3中的第3问为：(3)将某一种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体(n个)并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是________。

设问考查的角度与平时相反，平时一般考查“含32P的噬菌体所占比例为多少？”，而此题是告诉结果为“2/n”，让考生来回答得到此结果的原因是什么？来考查“理性思维”中的“归纳与概括”能力。阅卷老师反映虽然此问很简单，但很多考生没有得到满分。

例5 (2016年全国Ⅰ卷32题)已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制，但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的。同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交，子代中♀灰体∶♀黄体∶♂灰体∶♂黄体为1∶1∶1∶1。同学乙用两种不同的杂交实验都证实了控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性。请根据上述结果，回答下列问题：

(1)仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？

(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果。

此题第(2)问考查的方式在最近几年的高考试题中没有出现过，前几年的考查一般都是以“填空”的形式出现。此题设问方式的创新既考查考生设计实验的能力，又考查考生“理性思维”中“归纳与概括、演绎与推理、探讨、论证”等能力。