核心素养立意的高中遗传学试题命制策略

林 英

（厦门集美中学，福建 厦门 361021）

随着《普通高中生物学课程标准（2017 版）》（下文简称“课程标准”）以及《中国高考评价体系》的颁布，生物学学科核心素养不仅成为高中生物学课程目标，同时成为生物学高考试题的考查目标。2016 年以来，全国高考生物学试题凸显生物学学科核心素养的考查，其中遗传学试题考查学生面对复杂问题时，能以生物学思想观点为指导，运用生物学相关知识、方法及思维方式高质量地认识问题、分析问题、解决问题的综合品质。［1］可以说，高中遗传学试题（下文简称遗传题）是考查学生生物学学科核心素养发展的重要手段。笔者尝试以一道原创的市质检的遗传题为例，阐述核心素养立意的遗传题命制策略。

一、命题素材的收集与选择

命题素材的收集和选择是编制原创试题的第一步。实验过程、实验现象和实验数据等素材是命题的依据和基础。合适的素材能激发命题者的灵感，编制出知识、能力及素养相融合的试题。可以说，获得好的命题素材，试题命制成功一半。

（一）命题素材的来源

遗传题命制素材来源一般有三个方面：一是收集自中学学生学习用书、教师教学用书及大学生物学专业教科书。近年高考全国卷的遗传题常常源于教材。如2017 年遗传题的背景“羊的白毛和黑毛这对相对性状”，出现于人教版《高中生物·必修2·遗传与进化》第8 页。本市质检命题素材多源自教科书中“拓展题”等栏目。二是从全国各地高考遗传题中获得。如挖掘全国卷、北京卷及浙江卷遗传题的背景资料，可以编制成非常不错的试题。三是通过上网查阅、下载有关生物学科技论文获得。生物学科技论文是命题素材的主要来源，在一定程度上保证试题的科学性及权威性。本文例题的命题素材就是来自遗传学学术期刊，该实验思路清晰、设计合理，且提供实验数据分析，科学性强。

2.命题素材的选择

生物学科技论文有很多，但不完全皆适合作为命题素材，需要精心选择。从遗传题命制角度看，需要生物学科技论文是针对性状遗传，遗传方式要符合遗传基本规律，这样的素材才能很好地契合高中遗传学课程，成为实现考查目标的载体。上述例题所用的生物学科技论文是阐述豌豆叶绿素突变体遗传特性的研究，研究结果表明，控制突变性状的基因是单隐性核基因，遗传方式符合基因分离定律，这些与高中学生的遗传学知识及能力水平相适应。同时突变性状为黄化致死突变，突变基因具有不完全显性的特点，这是该素材特有的，为命题提供拓展和应用的空间，并体现命题的独特性和新颖性。总的来说，选择命题素材时应该关注适合性与新颖性。

二、试题情境的创设

试题情境是实现素养考查目标的载体，创设合理的试题情境能有效地激发学生思考与作答。试题情境是联系试题的背景素材与考查目标的“纽带”。课程标准要求试题情境应联系现实问题或热点问题，做到科学、真实、新颖及适当，有一定的信息量和合理的复杂度。［2］《2019 年普通高等学校招生全国统一考试大纲》明确要求生物学高考试题应理论联系实际，关注生物学知识在日常生活、生产实践等方面的应用。这些都为试题情境的创设指明了方向。为此，创设试题情境时，需要精心地打磨试题素材，凸显试题情境的简约性与有效性。

1.试题情境的简约性

学生是从阅读、理解试题情境开始解题过程的。由于考试时间有限，因此试题情境一定要简洁明了，避免学生在阅读情境方面花费过多时间。

生物学科技论文一般较详细地记录科学实验过程、实验步骤复杂，不能照搬作为试题的情境。在确保试题科学性的基础上，命题者必须从论文中选择与学生知识和能力水平相契合的实验现象与实验数据，并加以简化处理为试题情境。本文例题所用的生物学科技论文对突变体有相应的学术专有名称，并阐述突变体获得的方法。为减少学生读题干扰，创设试题情境时，“以野生型豌豆为材料利用基因编辑技术获得两株单基因突变植株甲与乙”简要地描述突变体的名称及其获得的方法。此外，试题情境创设时，仅保留了论文最基本的一组杂交实验数据，即突变植株甲自交后代的表现型及比例，使得试题情境简明扼要，确保学生读题顺畅，迅速“入题”。

2.试题情境的有效性

试题情境说明试题的背景及需要解决的问题，同时隐含着解答问题需要的条件。追求试题情境简约性的同时，要强调试题情境的有效性。所谓有效性是指在尊重原论文基础上，试题情境应该为问题设置服务，为素养目标的考查服务，为学生解决问题服务。因此，创设试题情境时，与学生解决问题无关的信息尽量删除，但有用的信息一个也不能少。例如本文例题（见图1）情境阐述了“黄色叶片植株出苗10 天后自然死亡”，这个信息对学生的解题很重要，要保留。由于试题的问题设置要考查到不同性状个体的杂交，试题情境仅说明突变体的叶片颜色的性状，所以增加了备注“突变型植株的其他性状均由纯合野生型基因控制”。为学生解决问题提供有效的信息，同时也提醒学生关注有用的信息。

图1

总之，创设试题情境时，需要在尊重科学性、真实性的基础上，关注简约性和有效性，并不断打磨，使得文字表达通顺，没有逻辑上的错误，不产生歧义，尽量扫除学生读题障碍。

三、试题问题的创设

创设试题问题是原创命题的核心环节。要实现试题从知识能力目标考查发展到素养目标的考查，不是知识难度的加深，而是在真实、复杂的情境下巧妙地创设解决问题的角度和方向，激发学生积极、深入地思考，灵活应用所学知识解决问题。在解决问题的过程中，让学生通过文字表达，外显思维过程，考查学生的生物学学科核心素养水平。

1.以重要概念为载体达成生命观念的考查

生命观念是学生在高中阶段生物学知识学习基础上进一步抽象和概括后所形成的观念和思想方法。［3］本文例题的第（1）小题，要求学生以试题情境中的甲的自交后代的性状分离比例，判断甲是否为杂合子，再计算F1 植株自交所得F2 的成熟植株中突变基因的基因频率。这一小题的设置，其实质是考查学生对基因分离规律和基因频率等概念的理解与应用。第（2）小题以茎的高度和叶片颜色的两对相对性状，考查基因自由组合定律的实质。第（3）小题实验设计考查基因定位的问题。可以说，这三个问题的设置是围绕重要概念“阐明有性生殖中基因的分离和自由组合使得子代的基因型和表型有多种可能，预测子代的遗传性状”，具有层次性。这些问题的解决有助于学生正确理解重要概念，并能够迁移应用，旨在引导学生领悟“生物是通过生殖、发育和遗传实现生命的延续和种族的繁衍”。

2.科学方法的应用凸显科学思维的考查

科学思维是指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。［2］遗传是生命体的显著特征，彰显生命的特质，遗传学发展过程充分体现严谨的科学思维和人类认知生命规律的探究精神。由于遗传学的学科特色，考查遗传学的试题必然是实现科学思维考查目标的重要途径。本文例题中的第（1）小题要解决基因频率的计算，需要学生结合基因分离定律，运用数学概率理论进行推理判断。第（2）小题要求学生应用假说－演绎法验证两对基因是否独立遗传，注重演绎推理思维的考查。第（3）小题设置复杂的情境，需要学生综合应用基因在染色体上、减数分裂、基因分离定律等知识，创新性地运用图解法解决问题，指向模型与建模、批判性思维等高层次思维的考查。要解决这个问题，学生可以假设两个突变基因位于1 号染色体的相同位置，那么这两个突变基因与野生型相应的基因为复等位基因，假设野生型基因为A，突变甲基因为a，突变乙基因a′，并把基因标注在染色体上，用图解去演绎推理甲乙杂交的预期结果（如图1）。同时假设两个突变基因位于1 号染色体的不同位置，那么这两个突变基因为同源染色体上的非等位基因，演绎推理得到另一个预期结果（如图2）。对两个预期结果进行比较，找出差别，并转化成文字来说明两种假设下的杂交组合后代的表现型及比例，才能得出答案。整个解题过程需要运用比较分析、演绎推理、模型与建模、批判性思维等思维方法。

图1 突变基因位于相同位置上的遗传图解

图2 突变基因位于不同位置上的遗传图解

3.设计杂交实验强化科学探究的考查

科学探究是能够提出问题、做出假设、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。［3］本文例题的第（2）小题要求学生根据题意，选择合适的植株进行杂交实验，推测杂交后代的表现型及比例，探究两对基因是否独立遗传，考查科学探究的实验设计和预期结果交流的能力。第（3）小题在第（2）小题的基础上，要求学生利用遗传的杂交实验，探究两个突变基因是否位于同一染色体的相同位置，进一步考查预期实验结果及得出结论的能力。可以说，该试题强调科学探究的考查。

总之，问题的设置需要关注层次性、逻辑性、指向性及创新性，同时融合遗传学特点，突出考查生命观念、科学思维、科学探究等生物学学科核心素养。

试题是评价学生学业成就的重要方式，试题的考查目标和考查方向的提升和改进，既促进学生生物学学科核心素养的发展，也促进教师教学水平的提高。如何命制基于核心素养的遗传学试题，尚值得深入研究。