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2019年高考全国新课标I卷生物学试题特点分析及教学启示

2020-06-08李小玲

中学生物学 2020年3期
关键词:教学启示高考生物学

李小玲

摘要:以2019年普通高等学校招生全国统一考试全国新课标I卷生物学部分试题为例,对试题特点、情境来源、考点知识及考查关键能力进行分析,以期充分挖掘高考对教学的价值引领与导向作用,全面落实立德树人的根本任务。

关键词:高考;生物学;试题特点;核心素养;教学启示

中图分类号:G633.91 文献标志码:B

2019年普通高等学校招生全国统一考试全国新课标I卷(以下简称高考全国I卷)生物学试题考查了以下内容:细胞凋亡、基因的表达、光合作用、神经调节和体液调节、遗传基本规律、种群数量变化、渗透作用、实验设计、神经调节、群落和生态系统、微生物培养和基因工程。试题内容与往年相比变化不大,注重考查基础知识(如一般概念和事实性知识)及生物学大概念的理解,也注重科学思维和科学探究等关键能力的考查,同时部分试题渗透了生物科学史,注重学生知识应用能力的考查。下面以部分试题为例,对高考全国I卷生物试题的特点进行了分析,以期充分挖掘高考对教学的价值引领与导向作用,全面落实立德树人的根本任务。

1试题特点及典例评析

1.1直击教材.考查事实性知识及一般概念和大概念

高考全国I卷生物试题内容主线知识考查明显,有多道题直击教材,对教材的挖掘越来越深,注重考查学生对一般概念和事实性知识的识记,以及对生物学大概念的理解。对高考全国I卷生物试题考点及命题来源分析见表1。从中,可以发现,高考命题的一个特点是:(试题)万变不离其宗(教材),考点直击教材,多道题直接源自教材原文,注重事实性知识和一般概念的考查,同时非选择题选考题37题折射出试题内容关注学生对生物学大概念的理解。事实性知识、一般概念及大概念的学习,能够为学生形成正确的生命观念、科学观念奠定根基。

现以选择题第1题为例进行评析。

[例1](2019·新课标I卷·1)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述,正确的是__()

A.胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡

B.小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象

c.清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象

D.细胞凋亡是基因决定的細胞死亡过程,属于细胞坏死

参考答案:B。

评析:本题考查细胞凋亡、细胞坏死的基本概念、细胞凋亡具体实例及生理意义。题干及选项均源自人教版必修1第123页。以人胚胎时期尾部细胞自动死亡、蝌蚪尾巴的消失及胎儿手的发育为例,介绍了细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程,这正是选项A、D的直接来源。为了深化学生对细胞凋亡的理解,必修1第124页又详细列举了几种细胞凋亡的类型,如成熟的生物体中,细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除,最后一段明确点明细胞坏死与细胞凋亡不同。细胞坏死是在种种不利因素影响下,由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡,对生物体是不利的,这是选项B、D的来源。

1.2以史为境,注重科学与技术的联系

《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《新课标》)提出:科学史的学习可以使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质及科学研究的思路和方法,有助于提高学生的生物学学科核心素养。选择题第2题以分泌蛋白的合成与运输、遗传密码的破译等科学史作为命题情境,选择题第3题以光合作用及光合作用的探究历程中部分科学史为命题情境,以此体现“科学工作采用基于实证的范式”“科学是创造性的工作”“科学知识可能随着研究的深入而改变”“科学工作依赖观察和推论”等科学本质内容,同时科学史也体现了科学与技术的联系,这有助于学生理解科学的进步离不开技术的支持,也能帮学生将科学本质及科研方法、思路内化于心,面临实际问题时能运用科学思维进行逻辑推理,辨别伪科学。

[例2](2019·新课标I卷·2)用体外实验的方法可合成多肽链。己知苯丙氨酸的密码子是UUU,若要在体外合成同位素标记的多肽链,所需的材料组合是__()

①同位素标记的tRNA②蛋白质合成所需的酶③同位素标记的苯丙氨酸④人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸⑤除去了DNA和mRNA的细胞裂解液

A.①②④B.②③④c.③④⑤D.①③⑤

参考答案:C。

评析:本题考查翻译的条件(模板、原料、能量、酶、tRNA、核糖体等)及同位素标记技术,要求学生有效提炼题目信息并结合翻译过程分析作答。命题情境来源于必修1分泌蛋白的合成运输过程、必修2遗传密码的破译这两个科学史和翻译过程这一事实性知识。必修1第48页“资料分析”中写到:科学家在豚鼠的胰腺细胞中注射。H标记的亮氨酸研究分泌蛋白合成、运输过程(即翻译)。这说明以放射性的亮氨酸(氨基酸)为原料合成的蛋白质具有放射性,因此该题中应用同位素标记苯丙氨酸,而非tRNA,由此可见①错误,③正确。必修2第75页详细介绍了尼伦伯格和马太采用蛋白质的体外合成技术(即无细胞蛋白质合成)破译遗传密码子的过程,在试管中分别加入一种氨基酸,再加入除去DNA和mRNA的细胞提取液,以及人工合成的RNA多聚尿嘧啶核苷酸(翻译的模板),结果加入了苯丙氨酸(翻译的原料)的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链(产物)。因此,④、⑤也是所需材料。⑤包含翻译过程所需的酶、tRNA、核糖体等物质,能为翻译过程进行提供适宜环境。至于②,属于易错选项,翻译过程的确需要多种酶的催化,这些酶存在⑤中。尼伦伯格和马太的实验是无细胞蛋白质合成的雏形和代表,无细胞蛋白合成系统是以外源DNA或mRNA为模板,在体系中补充底物和能量物质,在细胞抽提物提供的多种酶的作用下合成蛋白质的体外表达系统。

1.3以实验探究为载体,考查学生关键能力

生物学科作为自然学科中的一门基础学科,势必要求学生具有科学的思维习惯,从事科学研究的必备素养,如科学思维和科学探究。试题中对科学思维与科学探究能力考查的载体主要是实验设计,考查维度涉及到实验思路、预期结果、对应结论、设计原理、变量分析等方面,这类题型开放性强,能很好地反映学生提取信息、分析问题、解决问题的能力,也能反映学生的思维过程是否严谨、缜密,间接地起到为高等教育筛选人才的作用。

[例3](2019·新课标I卷·29题节选)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。

参考答案:实验思路为取若干ABA缺失突变体植株,测定并记录正常条件下气孔开度,干旱处理后,再次测定并记录气孔开度;预期结果为干旱处理前后气孔开度不变。再将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分为A、B两组,在干旱条件下,A组进行ABA处理,B组不处理作为对照组,一段时间后,分别测定并记录两组的气孔开度。预期结果是A组气孔开度减少,B组不变。

评析:本题创设了干旱条件下植物叶片中ABA升高、气孔导度下降这一真情实境,主要考查学生在新的问题情境中,能够基于生物学事实和证据,采用适当的科学思维方法,设计恰当可行的实验方案进行论证,并选用恰当的方式表达实验思路及预期结果。本题以实验设计为载体,注重考查学生科学思维和科学探究能力,对中学生物实验教学具有积极的导向作用,有利于引导中学生物教学注重探究实验基本思路和方法的训练,并在教学过程中落实科学思维、科学探究等核心素养。本题要求学生利用ABA缺失突变体植株作实验材料设计验证性实验。学生首先要从背景情境中准确获取和解读信息,明确ABA缺失突变体的含义是不能合成ABA。其次,学生需分析出实验目的包括两方面:①验证干旱条件下气孔开度减小不是缺水直接引起的;②验证ABA含量升高导致气孔开度减小,对应的自变量分别为水含量、ABA含量,因变量均为气孔导度的变化。同时,学生需要掌握实验设计的三大基本原则:对照原则、单一变量原则、控制无关变量原则。例如,针对“验证干旱条件下气孔开度减小不是缺水直接引起的”,需要设计两组实验,实验组干旱处理,对照组维持正常水分供应,其他条件相同,测定气孔导度(因变量),分析结果得出结论即可。

1.4关注生态文明,倡导环境保护理念

非选择题选考题37题,以高效降解环境污染有机物的细菌为情境材料,深度考查对微生物分离、纯化、培养、计数等内容,着意传递“绿水青山就是金山银山”的环保社会责任意识与应用科学技术建设生态文明的使命担当。

2教学启示

高考是連接基础教育和高等教育的重要枢纽,其导向性对我国基础教育“培养什么人”有重要影响。通过对高考全国I卷生物试题特点、对教学的价值引领与导向作用的分析,对今后教学的思考如下。

2.1立足教材,深挖细品,开展大概念教学

高考全国I卷生物试题内容对教材的挖掘越来越深,注重一般概念、事实性知识的考查,也注重学生对大概念的理解。这要求教师注重日常教学过程立足教材,对教材内容深挖细品。教材浓缩了科学探究过程中的重要知识,鉴于部分内容篇幅有限,学生可能存在认知障碍。教师通过深入挖掘教材中的显、隐性知识,对教材内容进行补充完善或重组,充当学生与教材之间的联系枢纽,真正实现从教教材走向用教材。教师要重视大概念的学习,高中生物课程中的必修课程和选修课程都是围绕几个大概念展开的,大概念是学科知识的主干部分。教师围绕大概念展开教学,有助于学生构建知识的整体框架,促进知识的深入理解和迁移应用。

2.2注重科学史和科学本质的学习

科学史体现了科学发展的动态过程。科学史的学习能使学生重温科学探究之路,使学生掌握科学探究的基本思路和方法,发展科学思维,学会合作创新,明确使命担当。教师要充分利用科学史开展教学,促进学生领悟科学本质,把握自然科学的特点,以此辨别现实生活中的伪科学。

2.3组织以探究为特点的主动学习,完善生物学实验教学

教学过程重实践是生物课程基本理念之一,以探究为特点的主动学习可以让学生亲历知识的形成过程,学会分析问题、解决问题,学会合作交流,培养学生创新精神和实践动手能力。生物学实验是提升科学思维、科学探究、社会责任等生物学学科核心素养的重要途径,也能锻炼学生动手操作、解决问题的能力。实验的开展不局限于室内、校内、教材,教师要在立足教材的基础上拓宽思维,鼓励学生进行创新、优化实验。

2.4关注学科核心素养的达成

生物学的根本任务是提高学生终身发展所需的生物学学科核心素养。核心素养的内化不能一蹴而就,也非朝夕之间,这要求教师在每节课都需要制定详细的核心素养任务,针对不同的教学内容,有侧重点的进行落实,逐步发展学生的关键能力。

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