对一道以学科核心素养为指向试题的探析与思考

山东

目前，国家考试中心构建了“一体四层四翼”高考评价体系，其中四层考查目标指出了“考什么”的问题，为新高考试题命制指明了方向。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）明确了基于情境的教学建议和生物学命题要求。在命题建议中要求试题素材应贴近学生生活实际，以真实情境组织命题，并注重考查学生综合运用知识和技能解决问题的能力。

1.以学科核心素养为指向的试题考查目标

学科核心素养指向下生物学试题的考查目标主要包括基础目标、关键目标和深层目标三个方面。学科知识是解决实际问题不可或缺的工具，学科知识掌握情况应该是新高考试题最基础的考查目标。学科能力是指能够灵活运用学科知识解决生产、生活中实际问题的能力和水平。生物学试题考查的关键目标是学生学科能力的高低，重点考查三种能力，分别是“接受、吸收、整合生物学信息能力”“解决和分析生物学问题的能力”“生物学实验与探究能力”。生物学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是生物学试题考查的深层次目标。

2.以学科核心素养为指向的试题探析

在生物学试题中呈现真实情境，目的是还原知识产生和应用的真实场景，使学生在理解和应用知识的基础上，从中领悟科学的思维方法，为学生解决真实情境下不同复杂程度的生物学问题提供学科素养表现的机会。现以一道“免疫调节”为素材的高考模拟试题为例，分析学科核心素养、真实情境、实际问题和生物学知识四要素在命题中的定位及具体目标测试情况。

【试题】（2020年，北京市普通高中学业水平等级性考试适应性测试生物学，第21题）PD-1是表达在多种活化T细胞表面的一种受体，PD-L1是一种能够与之结合的蛋白质（见图1）。PD-1和PD-L1结合会抑制T细胞的活化、增殖。研究发现，肿瘤细胞表面的PD-L1数量较多，更有一些类型的肿瘤细胞除了表面有PD-L1，还分泌出大量的PD-L1（见图2）。

图1

图2

（1）请写出题干中未使用过的特异性免疫过程的五个术语（专业名词）。

（2）目前已研发出针对PD-L1的单克隆抗体（mAb）。结合图1信息，mAb能治疗肿瘤是因为使用mAb时，mAb通过与__________结合，阻止了__________结合，从而____________。

（3）临床试验结果显示，相同剂量的mAb对有的肿瘤患者治疗有效，有的无明显效果。请根据以上信息分析其可能的原因。

【答案】（1）细胞免疫、体液免疫、抗原、巨（吞）噬细胞、呈递、淋巴因子、效应T细胞、效应B细胞（浆细胞）、记忆T细胞、记忆B细胞、抗体等 （2）肿瘤细胞表面的PD-L1 PD-L1与T细胞表面的PD-1 解除对T细胞的抑制，使效应T细胞对肿瘤细胞能够发挥有效的杀伤作用 （3）如果病人甲的肿瘤细胞能大量分泌 PD-L1，其体内的 PD-L1浓度会高于病人乙（肿瘤细胞分泌 PD-L1的量少或不分泌）。因此，相同剂量的mAb不能使甲病人体内的PD-L1全部被mAb特异性结合，那么肿瘤细胞仍有可能抑制T细胞的正常功能，导致治疗无明显效果。

2.1 试题体现了以学科知识为解决问题的工具的命题要求

试题以图示、文字等形式提供翔实的生物学信息，围绕真实情境进行多角度设问，巧妙地将不同模块的知识内容进行关联、整合，结合情境素材考查免疫调节、肿瘤治疗等相关知识应用，是一道变中出新的好题。

问题（1）主要考查免疫调节这一核心概念的下位概念特异性免疫，考查的是教材中的基础知识。细胞间的信息传递[问题（2）]、肿瘤临床治疗机理的研究[问题（3）]属于应用层次知识的考查。虽然每个问题难度不同，但都是围绕重要概念、生物学事实和原理等学科知识设置问题，需要学生运用结构化的知识审慎作答，较好地检测了生物学知识的活学活用情况，体现了以生物学知识为解决问题的工具的命题要求。

2.2 试题体现了以实际问题为测试任务的命题要求，设问合理，具有较好的区分度

本试题依据测试宗旨与目标向学生提出了三个问题，考查要求层层深入。相对而言，问题（1）较简单，问题（2）较难，问题（3）难度最大，问题（2）、问题（3）的解答都需要在分析PD-1和PD-L1相互作用模型的基础上完成，难度逐渐增大，思维环环相扣。并且问题（2）和问题（3）还渗透着一定的生物学思想方法，如对比思维、批判性思维等。作为选拔性考试，这样的设问方式具有较好的区分度，能把综合、分析以及逻辑推理的思维能力强的学生凸显出来。

问题（2）是通过对模型的分析，运用生物学规律和原理，通过逻辑推理建构科学解释，同时为解答问题（3）做好铺垫。对肿瘤细胞表面的PD-L1与T细胞表面的PD-1图解的观察和分析，可知mAb能治疗肿瘤的原因只能是mAb与肿瘤细胞表面的PD-L1结合，阻止了PD-L1与T细胞表面的PD-1相结合，解除对T细胞的抑制，使效应T细胞对肿瘤细胞能够发挥细胞免疫作用。

问题（3）是生产生活中的实际问题，需要学生运用演绎与推理进行判断，作出合理解答。这样设计问题可让学生在完成测试任务的过程中模拟解决真实问题，充分体现了以实际问题为测试任务的命题要求。

2.3 试题体现了以真实情境为测试载体的命题要求，较好地达成了关键目标的考查

本试题利用社会热点——癌症免疫疗法为情境素材，结合高中生物学实际，围绕肿瘤免疫治疗中的关键环节，创设真实、有意义的测试情境，并在此基础上设计测试任务，不仅有利于知识的活学活用，还有利于扭转学生的思维定式，改掉墨守成规的陋习。

本着简约化原则，用图示的方式控制题干字数。借助了一个重要信息：PD-1和PD-L1结合会抑制T细胞的活化、增殖，以及题干中的两个重要文本信息：PD-L1是一种能够与PD-1结合的蛋白质；有一些类型的肿瘤细胞除了表面有PD-L1，还分泌出大量的PD-L1。它们共同构成了本试题命制采用的核心素材，这样设计的试题，不仅有效考查了学生“吸收、整合信息”“分析和解决实际问题”的能力，而且充分体现了生物学服务于人类社会发展的学科价值取向。引导中学教学重视生物学教学和学习的真实性，充分体现学科的应用价值。

该题的设问在题干情境素材的基础上进行适度拓展，对批判性思维所需的技能进行了考查。例如，临床试验结果显示，相同剂量的mAb对有的肿瘤患者治疗有效，对有的肿瘤患者无明显效果，对此现象的可能原因作出合理解释，这既检测了学生的语言表达能力，又反映了学生的思维状况和逻辑思维水平，对批判性思维提出了较高的要求。

2.4 试题能够以学科核心素养为测试宗旨，较好地实现了深层次目标的考查

试题考查了免疫调节、细胞癌变、细胞间信息传递等知识点，真实情境分析、图片、文本材料处理等学科能力，细细品味，学科核心素养指向味道浓郁，考查水平与学科核心素养的多个素养要素相呼应（如表）。

表 试题涉及的素养要素及水平

具体分析如下：问题（1）写出题干中未使用过的特异性免疫过程的五个术语，体现了信息与调控的“生命观念”；问题（2）研发出针对PD-L1的单克隆抗体，问题（3）中临床试验等信息说明了生物学在生产生活中的积极作用，体现了生物学科的核心价值，传递了“社会责任”意识。题干中PD-1和PD-L1结合会抑制T细胞的活化、增殖等文字信息暗示了解题思考的方向，体现了“科学探究”的方法，渗透了“科学思维”。T细胞表面PD-1受体与肿瘤细胞A表面的PD-L1结合图解；T细胞表面PD-1受体除了能与肿瘤细胞B表面的PD-L1相结合外，还能与肿瘤细胞B分泌的PD-L1相结合的图解作为模型，可以设计问题考查学生模型认知方面的学科核心素养水平。问题（3）要求分析相同剂量的mAb对有的肿瘤患者治疗有效，有的无明显效果的原因，与前面的问题产生冲突，要求学生具有“证据推理”意识，体现了“科学探究”和“创新意识”。

3.教学启示

深入剖析以学科核心素养为指向的生物学试题会给教师的教学带来更多的研究与思考。

3.1 注重概念教学，促进学科知识结构化

通过对上述问题的分析可以看出，基于学科核心素养指向的试题设计多是围绕一个核心概念展开，考查核心概念下的生物学事实、原理和规律的构建，让学生应用结构化的学科知识解决实际问题。在日常的课堂教学中，教师应从一般的生物学事实、原理、规律开始，引导学生建构重要概念再到核心概念，逐步构建概念框架，实现知识的结构化设计。教师在帮助学生建构概念时，要注重把事实性的生物学知识置于知识的结构化设计之中，把知识放在一定的真实情境下，使知识显得生动且有意义。只有结构化的学科知识才能把情境素材与教学内容有机地整合在一起，帮助学生从感性认识升华到理性认识。

3.2 加强陌生信息获取能力的教学

结合生产和社会生活等情境素材，考查学生对基本知识、基本技能的整合、推理和应用的思维过程，是新高考的必然选择。因此，在教学过程中教师要有计划、有步骤地开展这类问题的教学研究，教会学生解答此类试题的一般步骤：首先，引导学生通过阅读问题情境，获取需要的关键信息，特别是那些隐藏起来的关键信息，辨识问题的指向，准确把握对应的具体知识点，找出隐含条件，找到问题实质；其次，调取相关知识，将情境素材中提取的信息和已有的知识相联系，并进行吸收整合，揣摩问题意图；最后，运用所学知识，通过分析与综合、演绎与推理等方法，严谨作答。

3.3 注重真实情境的结构化设计，发挥情境的素养功能

评价学生学科能力高低的一个重要方式就是在真实的问题情境中考查学生运用学科知识的层级和水平。在日常教学中，教师要注重选择贴近学生认知感受、有内在逻辑的真实情境，比如生活常识、实验探究、学术探索和实践活动等，要充分挖掘它们与教学内容和学生学习之间的内在联系，力求让该核心情境主题贯穿课堂教学的始终，通过核心情境促进学生学习的连贯性、系统性和递进性，体现真实情境的结构化设计。课堂上让学生置身于真实情境中，通过获取证据、阐述理论和观点，呈现由事实到结论的逻辑推理过程，把学生的思维引向对新知识的学习，从而发挥情境的素养功能。

总之，真实情境的高考生物学命题理念将会由自发式探索实施阶段发展到主动式深入实施阶段。教师应加强开展基于学科核心素养的命题研究，尤其是在日常教学、教研实践中要不断关注情境素材的收集与遴选，并积极开发情境素材中隐含的知识脉络和价值功能，从思想方法层面进行提炼和整合，开展指向学科核心素养的课堂教学。