基于新高考关键能力考查探析试题问题解决链式实效

2021-07-16湖北

教学考试(高考生物) 2021年4期

湖北彭俊

新高考的试题趋势强调把对学生创新思维和学习能力的考查渗透到命题的全过程，落实“重思维、重应用、重创新”的要求，使高考由“解答试题”转向“解决问题”，作为高三生物一线教师，如何结合特定的试题情境素材，在隐含信息和指向清晰的思维节点中权衡判断，显得尤为重要。采取合理的问题解决策略，达成生物学科语言解码、图文转换、信息学科化定位，达成最优的得分实效，显得尤为迫切。本文对近年来的全国各地模考试题中典型试题进行分析，浅谈在高三复习备考中构建错题资源教学互动链式，力求达成群体共性和个体个性相契合的得分实效。

一、基于关联主干知识结论试题问题解决链式

（一）试题主体考查维度

侧重考查学生实践操作能力群培育情况，主要包括：信息转化能力、语言表达能力、数据处理能力等。

（二）试题设问主要倾向

侧重学科方法模型应用的前提背景，过程关联细节的信息交联。

【典型设问1】在采取标志重捕法调查某海域某种鱼类种群数量时，若捕鱼时使用的渔网网孔设置较大，会导致种群数量统计结果______________。

【典型设问2】为评估东北虎豹国家公园对东北虎和东北豹的承载能力，研究人员对其中的森林灌草层植物进行了调查。

（1）东北虎、东北豹主要捕食马鹿、梅花鹿等大中型有蹄类动物，而这些动物主要以森林灌草层的植物为食。这些植食性动物属于该生态系统营养结构中的_______________。

（2）在调查某森林生态系统老虎的种群数量时，通常采用的方法是______________。

【典型设问3】蓝细菌中光反应将光能转化为______中的化学能，完成这一过程需要光合片层上附着的___________和酶的参与。

（三）学生高频失分的主要原因

对该类问题设问出现失分的学生，与日常阅读教材浅表化、复习过程更多关注“刷”题、缺少结合教材文本表述反思习惯有关，也与任课教师日常板书缺少针对关键信息的提示有一定关联。

（四）师生结合典型设问生成评价策略

教师需注重引导出现失分现象的学生。一方面，学生应自觉结合典型问题，反思自身学习过程中在方法达成的目标、方法针对的对象、方法适用的范围及方法可能出现的系统误差等层面，是否出现了习惯性忽视的自我认知结构的迷失之处；另一方面，师生应携手结合方法适用的前提、达成的目标，针对性地从班级总体到学生个体进行分析，统计特定教材文本信息出现的频次，在“认”和“再认”两个维度之间，培养学生关注题干信息和回溯教材原初文本的元认知直觉敏感性。

针对典型设问1，重点在于方法前提。“种群数量”包括各个年龄段的个体，网孔大会导致幼年个体整体缺少。类似的考查点有同位素示踪法、对照实验法、取样器取样法、荧光标记法、基因分离定律模拟实验等。

针对典型设问2，重点在于方法适用对象。生态系统营养结构包括食物链（网）以及生物处于第几营养级的信息，其中生产者、消费者、分解者的表述属于生态系统组成成分的表述。

如果数量较少，合理的方式是逐个计数法，如果数量较多时，合理的方式是估算法，常采用的是样方法和标志重捕法。类似的考查点有DNA 双螺旋结构模型制作过程中的三个基本组成成分、氢键标示体的位置和数量关联关系、稀释涂布平板法中涉及的三个平板的菌落数关联关系、动物交配方式的选择等。

针对典型设问3，重点在于对教材中不同区域的信息整合。需结合教材中特定的符号信息、文本信息，多层面整理信息，比如第一空，教材中虽然没有直接显示NADPH 是“高能化合物”，但教材中“C3接受ATP 和NADPH 释放的能量”“NADPH 和ATP 驱动在叶绿体基质中进行的暗反应”两处文本表述显示其参与了光合作用的能量转换。第二空，注意要明确教材中虽然没有蓝细菌不具有叶绿体结构的明确表述，但是教材文本信息中提及蓝细菌为原核生物，故可确定片层结构上的色素不能称为叶绿体中的色素。类似的考查知识点有不同体积分数的酒精适用范围及机理；DNA 连接酶在DNA 复制过程和基因工程中的不同点；酶在不同情境下（胞内、胞外）的特点；二氧化碳在胞内、胞间、外界环境中的含量；影响光合作用和呼吸作用的表现差异，卵细胞的形成和卵子发生的关联等。

二、基于关联动态物质变化试题问题解决链式

（一）试题主体考查维度

侧重考查学生思维认知能力群的培育情况，主要包括：多个生命层次维度思考问题解决路径能力、新情境背景下的迁移细节把控和调适能力、基于关键事实特征做出准确判断和结论的规范表述能力。

（二）试题设问主要倾向

侧重特定任务指向下的思维聚敛情况考查，通过题干中的关键图文信息收敛学生思维，通过设问中的前置语句着重考查学生对代谢和调节部分主干细节信息链式的建构情况。

【典型设问4】植物的二氧化碳补偿点是由于二氧化碳的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境的二氧化碳浓度。已知甲种植物的二氧化碳补偿点大于乙种植物。回答下列问题：

（2）若将甲种植物密闭在无氧气、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是___________________________________________________________。

【典型设问5】图1 为某运动员剧烈运动时，肌肉收缩过程中部分能量代谢的示意图。据图回答下列问题：图中曲线B 代表的细胞呼吸类型是____________________，判断依据是____________________。

图1

（三）学生高频失分的主要原因

对该类问题设问出现失分的学生，与对动态变化要素敏感性欠缺、对知识生成过程关注不足有关，也与任课教师日常教学中缺乏基于代谢和调节的初始物质、反应条件和过程关联物质、终点（生成）物质主干知识信息、捕捉题干情境指向性信息、聚敛学生思维的方式等引导有一定关联。

（四）师生结合典型设问生成评价策略

此种设问的核心本源是传统文化中的“一问三不知”，即事物的发生、发展、结果链式，学生极易出现的迷失点为发生、发展关联；极易出现的疏忽点为结果表述方式。而这种失分，仅凭题海训练是难以扭转的，故历年高考试题中分数波动常与此类题型直接相关。解决此类问题唯有结合动态设问信息，师生长期围绕自身“元认知”自省感悟，方能渐次提升。

针对典型设问4，重点在于引导学生养成捕捉隐含关联物质的深度阅读习惯，本题引导过程可采取有氧呼吸初始（反应）物质为以葡萄糖为代表的糖类和氧气等。（2）中题干的初始情境信息为密闭且无氧，关键性初始条件为光照，主题干信息呈现出的光合作用速率和呼吸速率变化，需结合学生明确还原性辅酶Ⅱ的相关内容进行引导得分点丢失并不是偶然原因，其实是学生日常阅读信息时，缺乏围绕“一问三不知”深度阅读教材及文本信息的习惯。类似的考查点有光合作用中围绕三碳化合物和五碳化合物的情境关联、围绕水盐平衡中涉及无机物和有机物的情境关联、围绕体温调节中涉及感受温度变化的部位、出现温度感觉的部位的情境关联、生态系统中稳态中涉及的营养结构与生态系统组成成分的情境关联等。

针对典型设问5，试题图示围绕“拐点——B 波峰出现的时刻”“B 降至零点的时刻”“趋势——C 曲线逐步上升”“B 曲线先上升而后下降直至为零”等关键信息点，试题题干呈现“剧烈运动”“细胞呼吸类型”两个关键信息，试题设问侧重考查学生依托题干信息提取教材中的理论信息“无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段相同，均能产生少量ATP”“有氧呼吸第二阶段、第三阶段也可产生ATP 且第三阶段能产生大量能量”“无氧呼吸第二阶段不产生ATP”，进而聚焦关键术语的关联表达。类似的考查点有血糖浓度、胰岛素含量或胰高血糖素含量的关联情境背景下，胰岛A 细胞、胰岛B 细胞、下丘脑相关细胞的功能变化情况；细胞伸长关联情境背景下，赤霉素、生长素、色氨酸物质关联变化情况。

三、基于关联生命系统层次变化试题问题解决链式

（一）试题主体考查维度

侧重考查学生知识获取能力群培育情况，主要包括：语言解码能力、符号理解能力、阅读理解能力、信息搜索能力、信息整合能力等。

（二）试题设问主要倾向

侧重特定认知结构节点迷失考查，通过题干中的关键符号信息收敛学生思维，通过图文转换，着重考查学生对生命结构层次中延伸细节的建构情况。

【典型设问6】感知外界环境中潜在的危险信息，快速躲避天敌并作出最适宜的防御反应是动物生存所需具备的重要能力。为探究本能恐惧内在的大脑运作机制，研究人员开展了如下实验。

图2

图3

（1）研究人员将光敏感的通道蛋白特异性表达在某一特定类型的神经元中，并通过特定波长的光刺激来调控神经元的活动。神经元未受刺激时细胞膜的静息电位为_______________，当蓝光刺激光敏蛋白C 时会导致Na+内流，使所在神经元兴奋，当黄光刺激光敏蛋白N 时，会导致Cl-内流，使所在神经元_______________。应用此技术设计实验进一步证实了VTA 区GABA 使神经元激活是诱发小鼠逃跑行为的必要条件。请从A ～H 中选择字母填入表1，将实验组的实验方案及相应结果补充完整。

表1

A.VTA 区GABA 使神经元表达光敏蛋白C 的小鼠

B.VTA 区GABA 使神经元表达光敏蛋白N 的小鼠

C.阴影刺激 D.无阴影刺激

E.黄光 F.蓝光

G.未见逃跑行为 H.迅速逃跑躲避

【典型设问7】某植物的子叶颜色和花叶病的抗性分别由等位基因A/a 和B/b 控制，已知A 基因控制绿色色素的生成，A 基因越多，子叶颜色越深。现以浅绿色抗病植株为亲本进行自交，子代成熟植株的性状分离比如图4 所示。请回答下列问题：

图4

（1）亲本浅绿色抗病植株的基因型是_____，F1产生上述比例的原因是_______。

（2）若F1所有植株随机交配产生F2，则F2成熟植株中浅绿色植株占_____。

（3）仅考虑抗病、不抗病这对相对性状，从F1中选择多株抗病植株自交，子代表现型及比例为抗病∶不抗病＝15∶1，则所选择的抗病植株中，纯合植株∶杂合植株＝_____，子代中杂合子的概率为_____。

（4）若由于环境改变，不抗病植株易遭受病菌侵袭，不抗病植株存活率只有1/2，此条件下图4 中亲本浅绿色抗病植株自交，F1的性状分离比为_____。

（三）学生高频失分的主要原因

学生在该类问题设问出现失分的主要原因，与对生命结构层次在特定生理情境中的共性、个性信息缺乏关联性理解、对图文转换中涉及的数据变化缺乏层次性建构有关，也与任课教师日常教学中缺乏基于物质元素关联，构建生命系统变化中的关联模型细节支持体系不足有一定关联。

（四）师生结合典型设问生成评价策略

此种设问的核心本源是如何结合题目中的关键信息，将其转换为合理的学科语言信息，此种题型使得学生面临各种学科文本、基本符号时既需要基于精确实证数据和事实，提取有效信息，也需要基于学科整体认知结构，总体统揽产生直觉。由于此种题型失分类型的多元化，题海训练量越大，直觉往往越容易偏差；题海训练模型接触越多，客观分析时往往越容易出现“钻牛角尖”的现象，故历年高考试题中得分难的题型常与此类题型直接相关。解决此类问题，唯有结合设问中的变量信息，师生携手围绕自身学科知识结构的固化点自省感悟，方能渐次提升。

针对典型设问6，属于开放情境下的思维聚敛考查题型，此题题干关键信息为静态信息“实验组”，动态隐含信息为通过离子跨膜运输的信息，推测黄光的实验结果信息呈现抑制、蓝光的实验结果呈现的是兴奋，实验组结果信息需追溯之前的（1）和（2）问。对学生基于文字和图示提炼文字中的学科关键信息并加以合理的解读的综合运用能力要求较高，学生得分势必会出现分散性差异，教师在教学时需结合具体问题采取“共性中寻求差异，差异中寻求关键节点”的方式，结合图文转换适应度弱势、相似图形关键信息适应度弱势、图文叠加细节信息捕捉弱势的三种学习风格，采取单点引申方式点拨，直至学生形成一定的自我调适策略。类似的考查点有动植物细胞工程、胚胎工程、基因工程、动物激素调节特定情境模式图等。

针对典型设问7，第一题的第二问，试题题干涉及“绿色色素”的关键信息，图示中隐含着未出现无绿色色素个体，侧重考查学生能否据此解读出“光合作用无法进行”这一学科信息，体悟出学科语言解码与符号理解间的关联；第二题题干涉及“随机交配”关键信息，侧重考查学生能否解读出“以种群为单位，将群体产生配子作为整体，探析后代基因型和表现型情况”，体现生命层次的整体观；第三题题干呈现“抗病∶不抗病＝15∶1”“自交”两个关键信息，侧重考查学生能否解读为“需运用数学运算模型的补集思想”捕捉到群体中的特征性信息；第四题侧重考查学生两种学科思路，一种需结合（3∶1）（3∶1）变式模型，另一种是直接将比例融入图示信息，均从总体考查学生依托“性状自由组合”的数学模型构建本质，整体实践运用，凸显学科主干知识本质与特定数学方法的契合性引导，体现动态张力，引领学生体验感悟。类似的考查点有复杂营养结构背景下能量流动传递率的转换计算、单一刺激条件下生长素含量（增加和分解情境）的转换计算、DNA 半保留复制和细胞分裂过程中特定同位素的比例换算等。

总之，新高考、新评价，试题中呈现的每一种认知失衡情境都有其解决的方式，只要师生改变过度关注功利性导向的单向认知，矫正状态，转成基于“自然试题文字”和“学科素养解码”相互契合的生成性评价策略，在点滴实例中体验和感悟成长品质，在相互生成性支持中便可达成基于关键能力和核心素养，引导学生自省自身学科元认知实际，打好人生成长“底色”的目标。

附：各典型设问答案：

典型设问1：偏小

典型设问2：（1）第二营养级（2）逐个计数法

典型设问3：ATP 和[H]藻蓝素和叶绿素

典型设问4：甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而O2与有机物分解产生的NADPH 发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节，所以当O2增多时，有氧呼吸会增加

典型设问5：无氧呼吸；该过程可在较短时间内提供能量，是在呼吸的第一阶段产生的能量，但随着运动时间的延长，无法持续提供能量，说明这不是人体主要的呼吸类型

典型设问6：外正内负抑制