彰显生物学科本质 发挥学科育人功能——评析2020 年高考全国卷Ⅰ生物试题

河北

2020 年全国卷Ⅰ生物试题具有以下特点：落实立德树人的根本任务，贯彻德智体美劳全面发展的教育方针，体现了高考的服务选才和引导教学作用；试题重视生物学学科本质，突出核心价值、学科素养、关键能力和必备知识等考查内容；试题体现了基础性、综合性、应用性和创新性的考查要求；试题在保持难度稳定的基础上，注重引导学生思考方向，适当降低了试题信息量和作答书写量。本文尝试从《中国高考评价体系》的“一核四层四翼”三个要素的视角对2020 年高考全国卷Ⅰ生物试题进行分析，以期对2021 届高考复习起到抛砖引玉的作用。

一、“一核”落实考查目的，凸显高考核心功能

结合生物学科的必备知识，2020 年全国卷Ⅰ生物试题有机融入了重大的社会生活事件，创设真实的情境，具有鲜明的时代特色。如第1 题以“新冠肺炎疫情”这一生活实践为情境素材，引导学生从“传染病与防控”“病毒增殖”“蛋白质的结构与功能”角度分析如何“养成良好的生活习惯，提高公共卫生安全意识”，意在增强学生的社会责任感和使命担当意识。

试题的设计还关注高中生物教学的实际情况和我国劳动人民的智慧，精选生物学科在农业生产实践中的应用实例，着意增强学生学以致用和科学劳动的意识，提升民族自豪感。如第2 题以种子储藏为实践情境，考查学生对必备知识——细胞呼吸的理解；第30 题以“中耕”“施肥”“灌溉”“间作”等栽培措施对农作物生理活动的影响为实践情境，考查学生运用必备知识——细胞的分子组成、细胞呼吸、光合作用、群落等解决问题的能力；第32 题以生物育种为实践情境，考查学生对必备知识——孟德尔遗传规律、基因突变等的理解能力。

二、“四层”规定考查内容，突出考查学科素养

《中国高考评价体系》中的“四层”，既有递进关系，又相互关联。学科素养是必备知识和关键能力制定的基础，是连接必备知识、关键能力与核心价值的重要环节。本文以杨帆老师、郭学恒老师在《基于高考评价体系的生物科考试内容改革实施路径》一文中表述的学科素养四个维度进行分析。

1.知识与观念

生物学是由事实、概念、定律等组成的结构化的知识体系，因此知识与观念是指学生在高中阶段所学的生物学知识以及在这些知识的基础上进一步抽象和概括后所形成的观点和思想方法，是必备知识的组成之一。2020 年全国卷Ⅰ生物试题对该维度的考查主要有两个方面：

（1）解释或预测情境中现象

学生基于知识与观念的理解，借助基本逻辑方法，解释或预测问题情境中现象。如第1 题的C 选项“高温可破坏病原体蛋白质的空间结构，煮沸处理餐具可杀死病原体”涉及的必备知识是次位概念“阐明蛋白质通常由20 种氨基酸分子组成，它的功能取决于氨基酸序列及其形成的空间结构，细胞的功能主要由蛋白质完成”；涉及的关键能力是理解能力；涉及的科学思维是演绎推理。解决本选项的思维路径为大前提：“病原体的功能与蛋白质有关”，小前提：“高温可破坏病原体蛋白质的空间结构”。因此推理得出：煮沸处理（高温）餐具可杀死病原体。第3 题以小鼠甲状腺的科学实验和探究为情境，要求学生基于对实验操作的理解预测实验结果。本题涉及的必备知识是重要概念“内分泌系统产生的多种类型的激素，通过体液传送而发挥调节作用，实现机体稳态”；涉及的关键能力是实验探究能力；涉及的科学思维是演绎推理。

（2）列举生物学事实（或次位概念）

学生基于知识与观念的理解，确定、辨认概念或原理的特征，选择或列举这个概念或原理的具体例子或次位概念。如第29 题要求学生从系统观的视角分析生物膜的组成成分、种类、结构和功能，并列举出与之相关的生物学事实或下位概念。

2.科学思维

科学思维是建构知识与概念的重要路径之一，是考查必备知识和关键能力的理解与运用的重要载体。而思维的外显化的形式是语言表达，因此近几年真题中赋予科学思维的考查逐年增加，具有很高的区分度。

本套试卷既有低阶思维方法的运用，如第2 题要求学生运用演绎与推理预测实验结果；第31 题要求学生运用归纳与概括得出“药物W 破坏了胰腺中的胰岛B 细胞”，又有高阶思维方法的考查，如第30 题（3）问，要求学生基于给定的“4 种作物在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点”这一事实、证据，运用科学推理的方法对“选择出最适合间作的两种作物”的理由做出合理的论证，进而培养学生创造性见解的能力和品格。

3.探究与创新

科学探究是建构知识与概念的重要路径之一，是体现科学思维的重要落脚点，是创新的基础，是基础教育和高等教育重点关注的关键能力，能非常好地体现高考服务选才、引导教学的核心功能。然而高中实验教学中仍存在“重讲轻做”的现象，因此本套试题继续加强对实验探究能力的考查，意在促进高中生物实验教学改革。

本套试卷探究与创新素养维度的考查主要涉及选择实验材料、理解实验原理、书写实验思路、预期实验结果、得出实验结论。如第3 题考查基于实验操作预测实验结果；第4 题考查根据实验目的选择适宜的实验材料；第5 题考查基于实验过程和结果预测实验结论；第37 题（4）问和第38 题（2）问均考查书写实验步骤；第38 题（3）问考查基于实验步骤逆向书写实验原理；第31 题（4）问是本卷中一个亮点设问，首先要求学生基于实验证据得出实验结论“药物W 破坏了胰腺中的胰岛B 细胞”，即获得“糖尿病模型鼠”，然后基于该实验材料的理解逆向考查实验目的。

4.责任与担当

高中生物学学习成果之一是基于对生物学知识的理解，形成尊重生命、健康生活、保护环境等责任意识，也包括积极参与个人与社会事务的讨论，作出理性的解释和判断。

如第1 题引导学生以生物学视角加深对新冠病毒增殖方式、传播路径和防治措施的理解，主动向他人宣传健康文明的生活方式；第37 题创设“分离得到高效降解S 的细菌菌株”的科学实验和探究情境，考查考生对微生物培养、分离、计数、筛选等内容的理解和运用，凸显环境保护理念，着意体现保护生态环境的社会责任担当意识。

三、“四翼”保障考查要求，加强应用性、创新性

根据国家所需要的人才特征和素质教育的培养目标，《中国高考评价体系》从 “基础性、综合性、应用性和创新性”四个维度评价学生素养达成度。本套试卷加强了应用性和创新性两个维度。

1.基础性

基础性考查要求是最基本的，体现了高考强调基础扎实。这类试题要求考生调动某一生物学概念、方法或技能解决问题，考查对适合高校人才选拔、未来工作和终身学习所需具备的必备知识和关键能力的理解和掌握。如第1 题考查病毒增殖特点、蛋白质变性，第2题考查细胞呼吸的概念。基础性考查往往位于第1 题、第2 题，题目难度小，有利于增强考生的获得感、成就感。

2.综合性

综合性考查要求相对较高，体现高考强调的融会贯通。这类试题要求考生在正确思想观念引领下，综合运用生物学学科某一或多个重要概念、方法和技能解决问题，促进学生形成全面、完整的认知结构，鼓励学生从整体上把握各种自然现象的本质和规律。如第29 题以生物膜为核心考查对重要概念“细胞各部分结构既分工又合作，共同执行细胞的各项生命活动”的理解；第30 题不仅考查学生对多个核心概念的理解，如必修课程的概念1（组成细胞的化合物）、概念2（物质跨膜运输、细胞呼吸、光合作用）和选择性必修课程概念2（竞争、群落空间结构），还涉及演绎、论证等科学思维方法的运用。

3.应用性

应用性强调生物学与生产生活的紧密联系，体现高考强调的学以致用。这类试题要求学生在正确思想观念引领下，深入挖掘问题情境中的学科本质和应用价值，考查学生独立思考、灵活运用所学知识分析问题和解决问题的能力。如第5 题要求学生根据果蝇杂交实验结果判断长翅/截翅的遗传方式、显性性状和亲代雌蝇是否纯合；第38 题以单克隆抗体制备为载体考查学生运用生物学原理和方法解决“抗新冠药物和疫苗的研发”问题的能力，体现时代主题，增强学生的社会责任感和使命担当意识。

4.创新性

党的十九大报告把加快建设创新型国家作为新时代国家发展战略。与以往教育理念中智育不同，素质教育强调创新性，因此创新性体现高考强调的创新意识和创新思维。与创新性密切相关的能力和素养有发散思维、逆向思维，捕捉新事物萌芽的能力、新颖的推测和假设并周密论证的能力等。例如第30 题（1）问是一个开放性试题，具有多种合理答案；在考查发散思维能力的同时，对种间竞争概念内涵、细胞呼吸的影响因素进行了考查；第31 题（2）问要求学生结合所学知识“渗透压”的基础上，能够依据“肾小管液中的葡萄糖含量增加”这一新证据推出“尿量增加”的新结论；第31 题（4）问要求学生捕捉新事物“糖尿病模型鼠”的价值，勇于大胆创新，筛选“治疗糖尿病药物”。

四、复习建议

今年使用全国卷Ⅰ的省份中，明年部分省份（如河北、湖北、湖南、广东、福建等）将使用“一核四层四翼”的高考评价体系。笔者结合今年试卷分析，谈谈2021 年新高考复习建议，希望起到抛砖引玉作用，不当之处恳请批评指正。

1.创设情境，涵盖“四层”内容

《中国高考评价体系》中“四层”考查内容是素质教育在高考中的表达，利于推动核心素养在高中教育中的落地，从而推动高中素质教育的发展。在新授课、复习课教学中，教师应合理创设情境，激发学生的学习兴趣和深入思考。笔者以“生长素的发现”的复习为例谈一谈情境创设与“四层”内容之间的关系。

复习过程中展示生长素发现的科学史事实，重点不在要求学生识记事实，而是引导学生像科学家一样在对事实的分析过程中建构和理解概念，挖掘和提炼出科学家在研究过程中的学科思想、实验方法以及思维品质，在学习生物科学史的过程中汲取更多科学精神，进而实现高考评价体系“四层”考查内容。

笔者以“植物向水性”创设生活情境、科学实验与探究情境，并提出如下问题：①比较不同植物的根在生长方向上有什么共性？②植物向水性的原因是什么？

设计意图：

（1）用植物向水性这一真实的新情境替换植物向光性这一熟悉情境，激发学生探究其原因的兴趣。此外我国科研人员以拟南芥为实验材料在向水性机理方面取得了重大突破，能激发学生的爱国热情。

（2）问题①启迪学生通过比较、归纳等思维方法概括出向水性定义；问题②通过类比思维方法，迁移运用植物生命活动调节理论解释植物向水性的原因。

2.精选试题，进阶“四翼”要求

学习进阶是学生在一个时间范围内学习和探究某一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述，一般呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列的描述。笔者认为可以采用学习进阶思想，选编针对某一概念、方法或技能的题组，使学生看得见自己在学业方面的“成长”过程，利于教师进行针对性的个性化指导。实践表明，题组是通向理解的阶梯、是突破难点的钥匙。

下面笔者以“生长素理论”为核心尝试设计某一题组。

植物在单侧光照射下会弯向光源生长。回答下列问题：

（1）生长素在胚芽鞘中的运输属于极性运输，这种运输的方向是______________。

（2）单侧光照射后，燕麦胚芽鞘向光性的原因是_____________。

（3）科学家发现：向光素接受光信号后会发生某种化学变化，使它从细胞膜上脱离。脱离下来的向光素形成浓度梯度，并与生长素转运蛋白相互作用，进而可能诱导生长素向胚芽鞘背光侧运输。请以燕麦胚芽鞘的向光素缺失突变体和野生型为材料，设计实验来验证“生长素在胚芽鞘横向运输是由向光素引起的”。要求简要写出实验思路和预期结果。（注：向光素缺失突变体是不能合成向光素的个体。向光素是接受光的受体，其化学本质是蛋白质）

【参考答案】

（1）从形态学上端到形态学下端

（2）单侧光照射后，胚芽鞘尖端产生的生长素由向光一侧向背光一侧运输。尖端的生长素运输到伸长区，因此背光一侧的生长素含量多于向光一侧。生长素具有促进细胞伸长的作用，胚芽鞘背光一侧比向光一侧生长得快，从而造成向光弯曲生长

（3）实验思路：

①取相同生长状况的燕麦胚芽鞘的野生型和突变体为实验材料。

②A 组：单侧光照射野生型燕麦胚芽鞘；

B 组：在黑暗条件下培养野生型燕麦胚芽鞘；

C 组：单侧光照射向光素缺失突变体燕麦胚芽鞘；

③在适宜条件下培养一段时间后，观察A、B、C 组燕麦胚芽鞘的生长情况。

预期结果：

A 组燕麦胚芽鞘弯向光源生长，B 组燕麦胚芽鞘直立生长，C 组燕麦胚芽鞘直立生长

【设计意图】

第（1）小问对应“基础性”考查要求，目标指向“生长素极性运输的方向”。

第（2）小问对应“综合性”考查要求，目标指向生长素的产生、运输、分布、生理作用四个视角，综合考查学生对“生长素理论”这一必备知识的理解能力和演绎思维等学科素养。

第（3）小问对应“应用性”“创新性”考查要求，目标指向能够借鉴、应用科学家的研究思路、方法，写出实验思路，能够依据新证据得出新结论。