程序性知识的高考命题方式初探——以人教版选修1为例

广东

现代认知心理学将人类知识划分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识。其中陈述性知识是回答“是什么”的知识，程序性知识是回答“怎么做”的知识。基于此，可将高中生物学知识进行如图1所示的分类：

图1

以此为标准，笔者将从程序性知识角度出发，分析近三年部分高考全国卷的选修1试题，归纳其中的命题技巧与特点，并以原创题命题为示例，以期为2019届师生备考提供参考。

一、高考试题中程序性知识的命题立意

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》认为生物学课程既要让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。笔者认为其中“领悟观点”“解决问题”就属于程序性知识的范畴。因此，涉及程序性知识的高考题主要有两个特点：一是试题素材落在教科书外，试题设计重视前沿生物科技进展，设问以真实实验情境呈现，体现了生物学学科特点；二是解题思路 “套路化”，即试题的解题思路相对固定。以下将从三个方面逐一阐述高考试题中程序性知识的常见考查方式。

（一）生物学概念应用型试题

【例1】（2018年，全国卷Ⅰ，第37题节选）将马铃薯去皮切块，加水煮沸一定时间，过滤得到马铃薯浸出液。在马铃薯浸出液中加入一定量蔗糖和琼脂，用水定容后灭菌，得到M培养基。

回答下列问题：

（1）M培养基若用于真菌的筛选，则培养基中应加入链霉素以抑制___________的生长，加入了链霉素的培养基属于__________ 培养基。（答案：细菌 选择）

现代认知心理学将生物学概念分为具体概念和定义性概念。具体概念是人们在日常生活中逐渐发现并归纳出来的概念，如例1中的“培养基”“马铃薯”“马铃薯浸出液”“蔗糖”“琼脂”“M培养基”等；定义性概念是运用概念定义对事物分类的能力，是不能通过观察习得的概念，如例1中的“选择培养基”。定义性概念一般包括例子、名称、定义、概念属性这四个部分。人教版高中生物选修1将“选择培养基”定义为“在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基，称为选择培养基”。在该概念中，“允许特定微生物生长”“抑制或阻止其他种类微生物生长”是定义和例子，“培养基”是概念属性，“选择培养基”是名称。例1的设计很好地体现了考查程序性知识的试题特点：试题素材来自教材之外，属于信息题，也属于实验情境题；设问是在原概念的基础上进一步升华，要求学生能够利用“选择培养基的定义”“链霉素能杀死细菌”这些已学知识来对相对陌生的生物学问题“加入了链霉素的培养基属于什么”进行分析，最终得出“该培养基属于选择培养基”这一结论。因此，此类问题的解题思维过程一般是提取信息→回顾旧知识→将旧知识与新问题建立联系→ 分析→得出答案。

（二）生物学原理和规律型试题

【例2】（2018年，全国卷Ⅰ，第37题节选）（题干略）（3）若在M培养基中用淀粉取代蔗糖，接种土壤滤液并培养，平板上长出菌落后可通过加入显色剂筛选出能产淀粉酶的微生物。加入的显色剂是_________ ，该方法能筛选出产淀粉酶微生物的原理是________________________ 。（答案：碘液 淀粉遇碘液显蓝色，产淀粉酶的菌落周围淀粉被水解，形成透明圈）

【例3】（2018年，全国卷Ⅱ，第37题节选）（题干略）（5）某同学在使用高压蒸汽灭菌锅时,若压力达到设定要求,而锅内并没有达到相应温度,最可能的原因是_____________________________________ 。（答案：未将锅内冷空气排尽）

【例4】（2018年，全国卷Ⅲ，第37题节选）（题干略）（3）制作面包时，为使面包松软通常要在面粉中添加一定量的酵母菌，酵母菌引起面包松软的原因是_______________ 。（答案：酵母菌分解葡萄糖会产生CO2，CO2使面包松软）

《现代汉语词典》中将“原理”定义为带有普遍性的、最基本的、可以作为其他规律的基础规律；具有普遍意义的道理。著名心理学家加涅将智慧技能分成辨别、具体概念、定义性概念、规则和高级规则；我国心理学教授皮连生认为“规则”是学习者在多种情境中一致地应用若干概念之间关系的性能。比较字典中的“原理”和心理学家认为的智慧技能的“规则”，不难发现“原理”即是“规则”，“规则”即为“原理”。对于高中生物学知识而言，运用生物学基本概念、原理分析和解决问题就是运用规则的过程。高考有关选修1的试题考查过的生物学原理主要有：鉴别培养基筛选微生物的原理、高压蒸汽灭菌的原理、细胞呼吸的原理等。分析例2、例3、例4可知，此类试题的设问特点是经常出现“原理是____________________ ”“原因是____________”等词语，有时还可表述为“合理的解释是__________”。此类试题的解题思路一般是描述条件→分析本质→描述结果。其中“描述条件”一般来自题干信息，可以照抄设问的条件；“分析本质”一般是“阐明原因”的具体答案，是生物学原理，需要根据题干信息和教材所学生物学原理进行回答；“描述结果”一般来自题干信息，可以照抄。如例2设问的条件是“用淀粉取代蔗糖”；生物学原理是淀粉遇碘变蓝色、产淀粉酶的微生物能分解淀粉成为还原糖（分析本质）；“描述结果”是产淀粉酶的微生物菌落周围出现透明圈，从而筛选出能产淀粉酶的微生物；最后考生只需将这三句话串联在一起即为正确答案。同理，例3设问的条件是“压力达到设定要求”,“描述结果”是“锅内并没有达到相应温度”，那么其生物学原理则是“未将锅内冷空气排尽”（分析本质）。例4设问的条件是“在面粉中添加一定量的酵母菌”，“描述结果”是“面包松软”，其生物学原理是“酵母菌分解葡萄糖会产生CO2”（分析本质）。

《2019年普通高等学校招生全国统一考试大纲》（以下简称《考试大纲》）在高中生物考核目标的“理解能力”要求为“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”。分析例2、例3、例4的设问可知，高考考查生物学原理和规律型试题的特点非常明显，而且命题形式也固定，这也为教师命制模拟试题提供参考标准。

（三）生物实验技能型试题

【例5】（2018年，全国卷Ⅰ，第37题节选）（题干略）（4）甲、乙两位同学用稀释涂布平板法测定某一土壤样品中微生物的数量，在同一稀释倍数下得到以下结果：

甲同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是110、140和149，取平均值133；

乙同学涂布了3个平板，统计的菌落数分别是27、169和176，取平均值124。

有人认为这两位同学的结果中，乙同学的结果可信度低，其原因是_________________________ 。（答案：乙同学的结果中，1个平板的计数结果与另2个相差悬殊，结果的重复性差）

Research on the Development of Yunnan Sports Tourism Industry based on Diamond Model___________________________BAI Yinlong,GUO Tengjie,GAN Songtian 42

【例6】（2017年，全国卷Ⅱ，第37题节选）豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32 h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：

（1）该实验的自变量是___________ 、____________ 。（答案：菌种 发酵时间）

（3）如果在实验后，发现32 h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是_____________ 。（答案：延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间）

现代认知心理学认为动作技能是通过练习获得的、按一定规则协调自身肌肉运动的能力。对于高中阶段而言，生物学的动作技能就是独立完成实验的能力。《考试大纲》在考核目标“实验与探究能力”中要求考生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，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。现行高考的模式是笔试，高考试题只能通过文字呈现出真实而陌生的实验情境，通过设问考查考生的科学探究素养。分析例5可知，此类试题的特点是先呈现实验结果，再设问。其中设问包括“让考生判断结果的正确性”以及“解释原因”。此类“解释原因”试题的一般答题步骤是判断实验结果→ 分析本质→描述结论。例5在题干中已经做出“乙同学的结果可信度低”这一判断，接着根据“为了保证结果准确，一般选择菌落数在30 ～ 300的平板进行计数”这一本质，可确定“乙同学存在一个平板的计数结果为27，与另2个平板的计数相差悬殊，会使实验结果不准确”这一原因，最终确定“乙同学的结果可信度低、重复性差”这一结论。分析例6可知，此类试题的设问形式有：考查考生分析实验变量的能力；考查考生进一步设计实验的能力等。此类试题的解题步骤是分析实验变量→ 分析出现该结果的原因→继续设计实验。

二、考查程序性知识的原创试题命制示例

（一）生物学概念应用型原创试题

【示例1】霉菌在酿酒过程中主要起糖化作用，原因是其丰富的淀粉酶能将淀粉转化成可溶性糖，且转化效率高。为了从酒曲中筛选1株高产糖化酶的霉菌，某研究小组按照以下成分制作了培养基：可溶性淀粉、酵母膏、NaNO3、K2HPO4、NaCl、MgSO4、FeSO4、琼脂、链霉素。请问：该小组所用的培养基从功能上看，属于_________（填“选择”“鉴别”或“普通”）培养基，理由是_______________________________。

【答案】选择 只有能产生淀粉酶的真菌（霉菌）才能在该固体培养基上存活，其他微生物会因无法产生淀粉酶而不能在该培养基上生长

（二）生物学原理和规律型原创试题

【示例2】将等量的新鲜酵母菌分别置于等体积、质量分数为5%的葡萄糖溶液的锥形瓶中，塞上橡皮塞后短时间培养，再将锥形瓶分别置于温度为0℃（B组）、20℃（A组）和80℃（C组）的恒温水浴锅中继续培养，在不同时间段分别测定溶液中酒精的浓度，实验结果如图2所示：

图2

【答案】A组发酵液中的酵母菌已经死亡

（三）实验技能型原创试题

【示例3】牛血富含蛋白质，经发酵后形成小分子多肽（简称“小肽”），会增加蛋白饲料的营养。为研究影响牛血发酵效果的因素，某小组将等量的酵母菌、霉菌A和霉菌B两两组合后分别混合到富含蛋白质的液体饲料中，再将饲料置于适宜条件下进行发酵，并在72 h后利用一定的方法将饲料干燥成干粉，称重后检测小肽的含量。请回答：

（1）该实验的自变量是____________________。该实验除了对照组，需设置__________ 组实验组。

（2）实验过程需在饲料中添加_________ 。已知酵母菌的最适pH为4 ～ 5，霉菌pH为7，实验结束后发现饲料的pH高于7.2，可能的原因是____________________________ 。

（3）如何确定哪个实验组的发酵效果好？_______________ 。如果在72 h后继续实验，发现发酵产物的产量一直稳定，可能的原因是________________________________________________。

【答案】（1）菌种组合 3 （2）牛血 发酵过程中饲料的营养物质被微生物降解后产生了碱性物质，使培养基pH升高 （3）称量发酵前、后饲料中小肽的含量，比较两者差值 饲料中可供微生物利用的营养物质已经耗尽（或饲料的pH升高导致菌种死亡或培养过程中，微生物产生一些对细胞有害的物质，将微生物杀死）

【示例4】最近“味知爽”牌臭豆腐因造谣事件而在网络上闹得沸沸扬扬，人们也因此事件开始关注臭豆腐的制作工艺。已知臭豆腐生产工艺流程如下：

①筛选优质黄豆，制作豆腐胚，入缸；②用无菌水、食盐、淘米水配制卤水；③接种菌种，发酵；④油炸后添加配料制成成品。请回答：

A同学从10-8倍稀释的培养基中筛选出大约150个菌落，为了确定其操作准确无误，他应该做的事情是_________ 。

【答案】设置对照