学科素养视角下天津市普通高中学业水平等级性考试生物试题特点评析

陈义

2020年，首次高考综合改革后的天津市普通高中学业水平等级性考试命题平稳顺利完成。为“全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育，推进教育公平”[1]，2020年天津市普通高中学业水平等级性考试生物学试卷（以下简称“试卷”）进行了重大调整。试卷结构上，选择题数量增至12道，增设了材料阅读题组题；非选择题信息更贴近科学研究实际，图表结合，从学科素养角度考核学生的综合能力。在内容覆盖上，试卷保持与生物学教学实际和课程改革现状同向同行，突出基础性，对学生获取信息、分析处理数据、解决实际问题的能力考核尤为突出。对生物学科的科学素养和实验探究能力考核是2020年试卷的重要特点。

一、聚焦主干知识，体现生命观念

新一轮课程改革以2017年新课标为依据，通过引导学生正确使用教材、深入理解教材中重要的生物学概念及规律，使学生能够掌握知识之间的内在联系，在理解或解释生物学概念的基础上形成生命观念[2]。只有深入理解核心概念，学生才能够在面对新情境时，准确把握情境中展现的生物学问题，迅速实现知识迁移，游刃有余地解决问题。2020年试卷聚焦主干知识，在考试范围内5个模块总计27章的教学内容中，涉及22章，章节覆盖率达81.5%，涵盖47个知识点。试题重点考查了细胞的结构、细胞代谢、细胞的增殖、遗传的基本规律、遗传的分子基础、动物生命活动的调节、生态系统的功能、基因工程、植物组织培养、微生物实验培养、动物细胞工程及生物实验操作等主干知识，体现了结构与功能、物质与能量、稳态与平衡等生命观念。

试卷充分考虑了疫情防控常态化背景下的实际学情，设计了不同难度梯度的问题。一方面，试题注重基本概念的考查：如试题1考查了动物细胞工程部分的主干知识——核移植受体细胞选取，试题2考查细胞分子组成部分的主干知识——组成多聚体的单体的种类，试题3考查遗传的分子基础部分的主干知识——不同核酸的功能，试题13（1）考查生态系统部分的主干知识——生态系统的功能。这些题目聚焦学科的核心概念，并对结构与功能观、物质与能量观有所体现。另一方面，试题也在新情境下呈现核心概念，需要考生对概念本质有较深刻的理解，亦即对生命观念有所领悟，才能实现知识迁移，从而准确作答：如试题5的“半人工光合作用反应体系”新情境，其素材来源于2020年5月8日发表在国际顶级刊物《Science》上的研究成果，该题情景超出教材，但理在书中，其试题设计本质是考查学生对光反应与暗反应的过程与场所是否真正理解。试题14涉及三个细胞间的突触联系，这种突触连接有别于教材上两个神经元间的突触结构，要求考生从核心概念出发，进行知识的迁移，考查考生是否真正掌握了突触的本质和负反馈机制。试题17没有呈现常见的基因控制表现型情境，而是展示了基因对表达产物蛋白质结构的控制，所有信息都是原始研究数据，综合在一张表格上，这需要考生对基因与性状的关系和遗传的基本规律了然于心，但更需要考生能够有效分析数据，理清数据间的关系，掌握了数据规律，此题就是最基本的概念题。2020年试卷题目以主干知识的考查为前提，在能力要求上体现出区分度，同时对结构与功能观、稳态与平衡观等生命观念以不同方式实现了考查，详见表1。

表1 2020年生物等级考试题知识范畴分析表

二、灵活呈现题目，考查科学思维

科学思维是新课程的能力要求之一。作为研究生命现象和生命活动规律的科学，生物学蕴含着人类认识自然现象和自然规律的一些特有的科学思维和探究过程[3]。生物学科考试，旨在引导学生习得生物学知识，获取生物学研究过程中分析和解决问题的独特思路和方法，养成科学的思维习惯、科学精神和科学品质[4]。2020年生物试题以多种方式灵活呈现题目，从多个角度考查了科学思维。如试题9~12是新增设的材料阅读组题。考生需要对看似复杂的背景信息抽丝剥茧，运用分析与综合的思维方法冷静筛选信息；试题7细胞分裂、试题8核糖体合成以示意图的形式呈现信息，若陷于惯性思维，容易选到错误答案，考生需要运用批判性思维，跳出思维定式；试题13通过柱状图给出科学研究的结果，并通过文字给出由结果推出的假说，要求考生给出验证假说的实验思路，考查考生的演绎、推理与创造性思维；试题17以表格形式给出不同小麦与育种目标对应基因表达产物的有无，考生需要综合运用归纳、概括、演绎、推理思维，分析清楚不同小麦与育种目标的基因型，对思维力度考查要求较高。

对科学思维的考查延续了天津生物高考试卷“能力立意”的命题思路，考生在运用科学思维分析问题时，需要具备较强的获取信息、分析图表、知识迁移与综合运用能力，从而能够在获取相关的生物学信息后，结合所学知识对新情境中的问题进行解释推理，做出合理推断。

三、巧妙设置情境，落实科学探究

包括实验设计、数据处理、信息转化、语言表达等能力要素在内的实践操作能力是理论联系实际所必须具备的能力基础[5]。培养学生实验与探究能力，既是生物学学科特色的体现，也是新课程理念的要求。试题在实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论方面均进行了考查。对科学探究核心素养的考查体现在各种情境设置中，从而引导学生进入情境，展现科学探究能力。在实验设计方面，试题13（3）以“假说—演绎”的形式给出科研人员的推测，要求考生完成“演绎”部分，进行实验设计；试题15（3）给出参照品种的植物激素浓度，要求考生设计要研究的品种应如何确定适宜的植物激素浓度。在方案实施方面，主要考查考生对教材实验的实施方案是否真正理解，如试题4考查考生对如何准备有丝分裂实验材料的理解；试题15（4）考查考生对生长素诱导植物生根实验操作方法的理解。在结果的交流与讨论方面，考查考生是否能够精准把握呈现研究结果的图表的含义并进行文字描述，如试题10考查考生准确分析研究结果的能力，试题13（2）考查考生用文字准确描述研究结果的能力。另外，试题3虽未涉及科学探究能力的考查，但其以科学史的情境展现考生熟悉的知识，体现了假说提出到验证的科学探究历程。

加强科学过程和方法的训练，培养实验和探究能力是提高科学探究素养的重要途径。在试题中充分利用教材中的生物科学探究资源，引导学生理解实验原理、体验研究过程、掌握研究方法、提高探究能力，并推动自主设计合理的实验思路，验证假设是对科学探究这一核心素养的渗透。

四、紧密联系实际，凸显社会责任

理论联系实际，综合运用生物学知识解决自然环境和社会生活中的问题，是新课程标准对学生能力的最高要求。试题紧密联系生产、生活实际，关注对科学技术和社会发展有重大影响、与生命科学相关的突出成就及热点问题，体现STS（科学·技术·社会）思想，激发引导考生参与个人及社会事务的讨论，作出理性解释与判断，培养解决生产与生活问题的担当和能力，形成生态意识，崇尚健康、文明生活方式。在生产方面，试题9、10涉及食品生产，取材于常见调料豆瓣酱的生产过程；试题17涉及面粉的生产，在农业生产方面生产适用性强的高品质专用面粉是考生们没考虑过的重大课题。在生活方面，试题6与16分别涉及疫苗、糖尿病等与公众健康密切相关的议题：试题6展现的是人类在制备天花疫苗方面的新进展，在新冠疫情席卷世界的背景下，这一话题格外牵动人心，引导学生增强运用生物科学知识与技术解决重大问题的意愿与信心；糖尿病是现代生活中难以克服的人类常见病症，这一话题将学科与生活紧密联系起来，让学生了解科学研究就在身边，与自身健康生活密切相关。对科技前沿进展的体现一直是天津高考试卷的特色之一，2020年的等级考试题同样追踪学科前沿，试题素材有3项国际顶级期刊上的重要研究成果，一项国家科学进步奖成果。如题11、12展现了中国科学家在利用基因工程进行生物防治方面的杰出贡献，对考生深入认识基因工程的应用及理解生物防治机理具有积极的作用，激发学生学习生命科学的热情，增强民族自信心和自豪感。

2020年天津市高中学业等级考生物学试题既关注对教材基础知识的掌握程度，又通过图形变换、信息获取、实验设计等增加试题区分度，使不同层次学生的差异性得以体现，便于赋分和高校选拔。本试卷作为天津市第一次生物学业水平等级性考试试卷，在分值、题目呈现形式上做了重大调整，但依然秉持关注主干知识、能力立意、注重核心素养等命题思路，为未来中学生物教学及复习提供了重要的参考。