基于理性思维和科学探究的生物真题的研究及备考策略

郭开秀

摘 要：对理性思维和科学探究能力的考查是近两年浙江高考生物试题的突出特点，然而在实际的备考中，这两种核心素养尚未在教学实践中真正落地，教学的针对性和有效性依然有所欠缺。据此，笔者结合2017至2018年浙江省生物选考真题，从基于理性思维和科学探究的视角研究命题的特点，并提出几点备考策略，以期能起到导向教学高效备考的作用。

关键词：理性思维;科学探究;选考真题;备考策略

一、現象聚焦

围绕生物学核心素养命题是近几年高考生物试题的最大特点。以四次选考试卷为例，对学生理性思维与科学探究能力的考查，备受重视，倾向明显。2017年4月的选考卷的第14、17、18、20题，2017年11月的第23、24、27、28题，2018年4月的第17、18、21、22题，2018年11月的第22、28、30、33题。这16道试题紧紧围绕思维与探究两大素养，着重考查获取新知识和处理信息的能力、思维的能力、分析与解决问题的能力、科学探究能力等方面，四个层级均有涉及，略有侧重，内容广泛，打破模块界限;在真实的情境中考查学生对问题的分析、综合、实验设计、建模等诸多能力。

据此，深入研究命题特点与考查方式，既可以把握生物选考命题的特点与规律，寻求有效备考策略，提高备考效率，又可以切实让素养在复习备考中真正落地。

二、命题剖析

理性思维是科学探究的重要内涵，科学探究是理性思维的实证过程，两者互为倚重，相辅相成，进而引导学生关注生命科学与生产生活实践、生活的联系，最终形成一定的社会责任意识和义务。据此，笔者将这两种核心素养的试题合并起来研究，以期能建立二者的相关性。2017、2018年浙江省生物选考试题，通过创设真实而有价值的问题情境，对学生的理性思维和科学探究素养进行了考查。

1.在归纳和演绎中考查理性思维

理性思维是指尊重事实和依据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力，要求学生能运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题，即能对事物或问题进行观察、比较、归纳、演绎、抽象与概括，逐步发展理性思维，学习科学研究的方法。

2017年4月选考卷的第31题便是以复等位基因、致死现象、伴性遗传和配子的产生情况等知识为载体，考查了学生获取信息的能力和理性思维。以本题第（2）小题为例进行分析。根据组合甲，可假设果蝇的翻翅与正常翅与性别无关（位于常染色体上）或有关（位于X染色体上），根据翅形这一性状雌雄个体数量相等，推出A（a）基因位于常染色体上，并且翻翅为显性性状，由于“A是纯合致死基因”，并且后代表现出2：1的比例，说明亲本的基因型为Aa×Aa。果蝇眼色基因的分布仍可以采用以上方法，得到控制眼色的基因位于X染色体上;由于后代雄果蝇全为乳白色，则母本基因型为XiXi，而后代雌果蝇全部表现为淡色眼，说明淡色眼（t）对乳白色眼（i）为显性性状;又根据杂交组合乙，亲本中的母本为伊红眼，而后代雄果蝇出现两种表现型，说明母本雌果蝇为杂合子，并且伊红眼（e）对淡色眼（t）为显性性状，因而e对t和i为完全显性，t对i为完全显性。由此通过了分析和综合、归纳与演绎便建立了假设与结论之间的逻辑关系。

2.在分析与综合中考查理性思维

选考试题重视学生选用恰当的方式表达、阐明其内涵，在面对生活与生物学相关的问题并作出决策时，能利用多个相关的生物学大概念或原理，在分析与综合中发展理性思维，揭示生物学规律或机制，通过逻辑推理阐明个人立场。2018年11月选考卷的第28题便创设问题情境，以希尔反应知识为背景，讨论分析用不同浓度的某除草剂分别处理品种甲和品种乙杂草的离体叶绿体，从而对希尔反应的影响。不仅考查了学生的分析与综合和归纳与演绎等理性思维的核心素养，也同样考查了学生对光合作用等核心概念的理解。学生作答与实际相联系，结合有关知识进行分析比较和综合推理。此分析过程体现出对基础知识的应用、理性思维和科学探究能力，渗透着学科思想、学科方法、学科能力和科学研究方法。

3.在操作和表达中考查科学探究

科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果交流与讨论的能力。学生应在探究过程中，逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力。比如2017年11月的选考卷的第33题，在教材酵母菌实验为基本模式下，以细胞培养作为情境，就完善实验思路一空，考查用血细胞计数板计数、临时装片制作观察细胞分裂以及获取数据的方法。而后的分析和讨论又对细胞周期的调控并实施实验方案的能力以及预期实验结果、得出结论的能力、作图（双坐标）能力和完善实验思路的书面表达能力进行了考查。

4.在假说和验证中考查科学探究

生物科学的概念和理论是在实验观察和事实的基础上形成的，可以说生物学是一门大量事实证据来验证的学问。因此在实验教学和实验过程中可以适当的设置多个假说，然后设计实验来验证自己的假设。验证的过程就是促进了学生对实验材料的选择、实验原理、操作目的的理解以及对实验结果的解释能力。比如2018年4月选考卷的第33题，主要考查血细胞计数板的使用、体液调节与免疫的实验设计，该题第（2）小题给出的特定实验情境为“在验证胰岛素具有降低血糖浓度的实验设计中，若以小鼠活动状况为观察指标”，让学生基于情境提出可探究的生物学问题，采用假说演绎和推理的方法，从而验证所提生物学问题的科学性和合理性。

一言以蔽之，生物选考试题凸显对学生理性思维和科学探究这两大核心素养的考查，设计的试题注重“基础性、综合性、应用性、创新性”精心选择考点内容，突出主干知识体系和知识间的联系，不同的模块和章节有机融合，在一个或多个相关生物学问题的解析和解决过程，实现了知识的整合与迁移。试题向学生提供新知识或原有知识的延伸拓展，要求学生能够基于试题情境深入思考，运用相关能力解决问题，对有效备考提出了更高的要求。

三、备考策略

1.打破模块界限，纵横交织，构建知识网络

备考时，要高度重视回归课本，对书本知识的梳理和整合，尤其应加强跨模块复习，通过不同的切入点，打破各章节的单一知识界限，对教材内容大幅度整合，加强各章节知识点的纵横联系，构建知识网络，培养学生的理性思维，提升备考有效性。比如高三复习的“水专题”，在教學过程中教师引导学生总结产生水的生理过程，如氨基酸形成蛋白质产生水，单糖形成多糖产生水，学生也就发现这些过程都是脱水缩合，这立即用到了归纳的思维;再引导学生进一步思考：其他脱水缩合过程也产生水，如DNA的复制、转录等过程，即概括的思维。因而培养学生“归纳与概括”科学思维。当然还可以通过“水的污染”这一内容帮助学生形成生态意识;也可以通过“水对人和动植物的作用”这一内容提升学生向他人宣传健康生活和关爱生命等相关知识的能力，因此也就帮助学生形成了一定的社会责任意识和义务。这样的方式方法不仅提升了学生的理性思维和科学探究能力，也培养了学生团队合作的精神。

2.合理选取科素材，创设问题情境，提升思维和探究能力

传统教学往往过于抽象，难以形成解决实际问题的能力，只有把抽象问题与真实情境相结合，使问题情境化，才能为学生创设能够利用所学知识解决真实问题的机会。以“基因突变和基因重组”这一节内容为例（见表3），教师可通过设置问题情境，激发学生的探究欲望，最大程度地减少复习课的枯燥程度，加深学生对概念的理解，提高学生的认知能力，实现知识的内化。该问题以真实情境为主线，引导学生循序渐进地思考、探究相关问题，让学生主动参与到课堂教学的情境发展中去，极大地调动了学生的思维积极性、主动性，拓展了思维，培养了学生的理性思维和科学探究能力。

3.重视教材实验，拓展实验设计，培养科学探究能力

生物学科的科学性质决定了学习方法的特殊性，每年选考试题的设置多以以实验为载体，对学生的理性思维和科学探究能力提出了更高的要求。而科学探究能力的学习，学生的科学精神和科学态度以及一定的科学方法是必须通过实验教学来获得的。所以在教学过程中，教师应在深入研究教材实验目的、原理和方法的基础上，创设与教材实验相类似或相关联的探究课题，引导学生作进一步的探究。学生能在对生物及相关事物的观描述过程中发现问题、提出假设、验证假说、思维判断、作出解释并逐步内化为科学探究的核心素养。比如“光合色素的提取和分离”实验中分组实验后，引导学生得出收集到的滤液绿色过浅的原因;（1）未加石英砂，研磨不充分;（2）用放置数天的菠菜叶，滤液色素太少;（3）一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低;（4）未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏;（5）点到滤纸条上的色素量少。就各种原因，都可引导学生自主设计对比实验，实验完成后，让不同的学生相互观察实验结果的不同，及时进行分析。这样，将教材实验作为经典案例，不断创设出新的探究课题，让“知行”合一，不仅利于夯实实验原理等基础知识，培养学生实验探究、批判质疑等理性思维能力。

4.挖掘命题意图，适时点拨举一反三，提升评讲效率

教材的课后习题都有特定的意图与达成的能力目标，其具有科学性、典型性、示范性的特点，充分利用课后习题能够帮助学生掌握科学知识、训练解题技巧、提高思维能力。因此，教师须对课后习题进行充分的解读，引导学生领会题目背后的知识和能力要求。

教学中学生自主合作学习中难以解决的问题，教师应及时进行指导和拓展，便于学生掌握理解知识。比如（1）噬菌体侵染细菌实验，教师需通过图片等形式进行适当补充、拓展。（2）有关蛋白质计算的规律和方法，教师可通过经典的题目引导学生将有关知识点归类、总结。学生运用不了的知识，教师需要适时点拨。比如自交和自由交配问题，教材知识浅显，而习题很深，教师可通过对该知识点延伸，配套相应的若干练习，放在一起加以练习比较，使学生有更深刻的理解。教师应明确学生的集中答题误区和错题分布，梳理学生不会、易混淆、易出错的习题，并进行有针对性的试卷讲评，把握住学生还对习题熟悉，印象深刻的试剂进行讲评，以有效提高学生对习题相关知识点的掌握。注重课堂配套训练讲解技巧，提高课堂教学的有效性要求教师在生物学课程的教学中，以尽可能少的时间、精力和物力，获取尽可能多的效益。进而在高效的课堂内快速提升学生的理性思维和科学探究能力。

参考文献

[1]邵江樵.如何备考生物教材实验题[J]浙江考试，2017（8）第49-51页

[2]林明艺，张锋.PISA试题设计对我国中小学生物学试题编制的启示[J]中学生物学，2018（3）第51-53页

[3]左学国.核心素养立意下的高考生物学试题特点及备考策略[J]生物学教学，2018（5）第44-46页

[4]孙鹏等.高考北京卷生物学学科新能力要求解读[J]生物学教学，2018（9）第52-55页