指向学科核心素养不同水平的高中生物学命题模型

摘要 基于课程标准、考试目标分类理论和教育成就测量理论，提出了指向学科核心素养不同水平的高中生物学命题模型。该模型包括认知内容、认知能力、试题情境有用信息、试题情境干扰信息、问题目标等5个维度。同时分析了模型的涵义，并举例说明模型的运用。

关键词 高中生物学 学科核心素养 学业质量水平 命题模型

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

随着《普通高中课程方案（2017年版2020修訂）》（以下简称《课程方案》）《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）的

实施，考试评价如何能够清晰地实现对高中生物学学科核心素养不同水平的考查，成为了当下教学研究的紧要任务。下面将阐述一命题模型，意在为考查高中生物学学科核心素养不同水平的命题提供指南。

1模型理论

1.1课程标准的评价建议

1.1.1指向学科素养的不同水平

《课程标准》与实验版课标的一个明显变化是，明确规定了学业质量标准，并依据生物学学科核心素养中的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任的四个维度分别划分了四级水平。

《课程标准》在命题原则部分指出：命题应以课程标准中的内容要求、学业质量标准为依据，指向生物学学科核心素养的发展水平。《课程标准》在命题程序部分指出：基于试题情境的设问要有清晰的层次和严谨的逻辑，指向核心素养的不同水平。

1.1.2创设真实情境

《课程方案》在关于考试评价方面指出：考试命题应注重紧密联系社会实际与学生生活经验，强调综合运用知识分析解决实际问题能力的考查，要有利于促进学生核心素养的发展。

《课程标准》在命题原则部分指出：试题素材应贴近学生生活实际，以真实问题情境组织命题，应注重考查学生综合运用所学的知识和技能解决问题的能力。《课程标准》在命题程序部分指出：创设真实情境，试题情境应围绕现实问题（包括热点问题）展开，尽量做到新颖、真实、科学、恰当，有一定的信息量和适当的复杂度，能够成为学生运用学科知识分析和解决实际问题的载体。

1.1.3学业质量水平与试题情境的关系

学业质量标准的每一级水平间的差异主要表现在不同复杂程度的情境中运用各种重要概念和方法解决问题的程度，水平从低到高具有递进关系。一、二级水平解决问题的情境相对简单，解决问题的程度相对较低，三、四级水平解决问题的情境相对复杂，解决问题的程度要求相对较高。

1.2考试目标的分类和分层

《浙江省普通高校招生选考科目考试说明》和《浙江省普通高中学业水平考试说明》中，高中生物学科的考核要求均包括了知识、能力、个性品质3个方面。其中的知识考核要求分为了解、理解、应用3个层次;其中的能力包括理解与表达能力、获取与处理信息能力、实验与探究能力、综合运用能力4项。

1.3学科成就测验的对象

基于测量对象的分类，心理与教育测验包括智力测验、能力倾向测验、成就测验（学科成就测验和综合成就测验）、人格测验。学科成就测验是测量受教育者在某一科目上的学习成就，测得的是个体经过学习或训练后所取得的成绩，表现为认知内容的多寡、认知能力的高低，也就是通常所说的知识与能力两个方面。普通高考或选考、学考中的文化学科考试均为学科成就纸笔测验，考试内容主要是认知内容和认知能力两方面。

2模型涵义

根据上述理论，结合以往的高考和学考试题、结合自身多年的命题经历，提出如图1所示的高中生物学命题模型，意在能够为指向高中生物学学科核心素养不同水平的命题起到指导作用。

该命题模型包括5个维度，其中认知内容（D1）、认知能力（D2）、情境的有用信息（D3）和情境的干扰信息（D4）共同构成了问题的起始条件。

2.1认知内容（D1）

认知内容（D1）在试题中并不呈现，认知内容（D1）是解答试题所需要的生物学事实、概念和原理、生物学研究方法和技术等基础知识。它来自课程标准的课程内容部分，是必修课程和选择性必修课程共5个模块中10个大概念统领下的生物学基础知识。认知内容（D1）与考试说明-考核要求中的知识内容相当，在多版本教材的情况下，认知内容（D1）是多个版本教材的交集部分。

2.2认知能力（D2）

认知能力（D2）主要是解答试题所需要的科学思维能力、科学探究能力，与考试说明-考核要求中的能力部分相当。科学思维能力主要是基本的思维能力（分析与综合、归纳与演绎），也包括批判性思维能力和创造性思维能力。科学探究能力主要是观察、调查和实验的研究能力，也包括运用生物学术语、图表等进行表达的能力。

2.3情境信息（D3、D4）

我国有学者提出了核心素养的三层结构，从下到上为双基、问题解决、学科思维。三者有层次的划分，但不是彼此分离的，从下到上是条件和基础，从上到下是辐射和指引，积下而得上，因上而生下，无下就无上，无上则无下。对学科思维的评价需要根植于具体问题解决的情境当中，考查学生对具体的问题解决背后所隐藏的世界观和方法论。

情境的有用信息（D3）是情境中对于问题解决必要的信息，还包括与问题解决相关的正确价值观（造福人类、生态观等）。情境的有用信息（D3）与认知内容（D1）和认知能力（D2）共同构成了问题解决的充分和必要条件。情境的干扰信息（D4）是情境中对于问题解决非必要的信息，可能还会对问题解决起到或多或少的负面作用。真实情境往往包含很多干扰信息。情境信息可能来自教材，也可能来自教材之外，还可能是教材内外的结合。当某些教材中的内容作为试题情境信息时，往往可以减轻学生识记要求的学习负担。

2.4问题目标（D5）

问题目标（D5）包括算子、问题的开放性、答案的复杂性三方面，为简化模型，把问题的目标状态作为一个维度呈现。算子是问题解决的认知操作次数，在某些试题中可以认为是解题步骤。问题开放性是答案的多样性程度，答案唯一的试题，问题的开放性最小，答案可有所不同甚至很不相同的开放性较大。单项选择题、判断题的答案复杂性最小，涉及多个要点的答案相对复杂，多个要点之间有严密逻辑关联的答案复杂性更大。

需要说明三点：1本模型以5个维度呈示，也可把认知能力（D2）和问题目标（D5）細化成为多个维度。2本模型以量化形式的雷达图呈现，但各指标不是严格的量化指标，只是一种相对的半定量化的比较，雷达图使抽象的理论模型具有了较强的直观性。3该模型可用于指导命制一道试题。而严格来说，由于一道试题中常常包含多个需要解决的问题，本模型的5个维度是就一个问题解决而言的。

2.5模型涵义例析

[例1]（2020·全国理综III卷）新冠病毒是一种RNA病毒。新冠肺炎疫情给人们的生活带来了巨大影响。下列与新冠肺炎疫情防控相关的叙述，错误的是（）

A.新冠病毒含有核酸和蛋白质，通过核酸检测可排查新冠病毒感染者

B.教室经常开窗通风可以促进空气流动，降低室内病原微生物的密度

C.通常新冠肺炎患者的症状之一是发烧，因此可以通过体温测量初步排查

D.每天适量饮酒可以预防新冠肺炎，因为酒精可以使细胞内的病毒蛋白变性。

参考答案：D。

分析：认知内容（D1）：病毒的组成物质;酒精清毒的原理。认知能力（D2）：理解能力和演绎推理能力。情境的有用信息（D3）：新冠病毒是一种病毒;开窗通风可以促进空气流动;新冠肺炎患者的症状之一是发烧;适量饮酒。本题的情境结构是，题干提供了一个总情境，在各选项中又有一些小情境，关注社会热点，紧密联系生活。情境的干扰信息（D4）：新冠肺炎疫情给人们的生活带来了巨大影响。本题的干扰信息对于引导学生关注社会，崇尚健康文明的生活方式有一定的积极作用。问题目标（D5）：答案唯一，选出一个叙述错误的选项，其中主要的认知过程是判断D项叙述的正误，酒精可以使蛋白质变性，但需要较高的浓度，饮酒摄入酒精，浓度过低起不到消毒作用。

3模型运用

3.1模型运用指引

《课程标准》对高中生物学学业质量水平划分了四级水平，其中水平一（L1）、水平二（L2）是学业水平合格考试（学考）的命题依据，水平三（L3）、水平四（L4）是学业水平等级性考试（选考）的命题依据。指向学科核心素养不同水平的试题，在模型中可呈现为图2。

图2具有如下含义：1五项参数作为顶点的五边形面积与与学业质量水平正相关;2各参数与学业质量水平的相关性来看，其变化不是等比例的，随着学业质量水平的提高，5个维度或参数中，认知内容（D1）的变化相对最小，与学业质量水平的相关性较小，而其它参数增幅较大。

3.2模型运用示例

[例2]（2017·江苏卷）研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答下列问题：

（1）要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的物质是否发生了变化。（2）在选择育种方法时，需要判断该变异株的变异类型。如果变异株是个别基因的突变体，则可采用图3中的育种方法1，使早熟基因逐渐，培育成新品种1。为了加快这一进程，还可以采集变异株的进行处理，获得高度纯合的后代，选育成新品种2，这种方法称为育种。

（3）如果该早熟植株属于染色体组变异株，可以推测该变异株减数分裂中染色体有多种联会方式，由此造成不规则的，产生染色体数目不等、生活力很低的，因而得不到足量的种子。即使得到少量后代，早熟性状也很难稳定遗传。这种情况下，可考虑选择育种方法3，其不足之处是需要不断制备，成本较高。

（4）新品种1与新品种3均具有早熟性状，但其他性状有差异，这是因为新品种1选育过程中基因发生了多次，产生的多种基因型中只有一部分在选育过程中保留下来。

参考答案：（1）遗传（2）纯合花药单倍体（3）染色体分离配子组培苗（4）重组

分析：本试题情境相对简单，几乎没有干扰信息，采用了填空题的题型，问题解决的认知操作直接简单，答案唯一，试题的认知内容属于必修模块，因而该试题考查的学业质量水平应属于二级水平（L2）。

（改编题）中国是柑橘的重要原产地，优良品种繁多。柑橘为小乔木，两性花，花单生或2-3朵簇生。研究人员现发现了一棵具有明显早熟特性的变异株，欲以此为基础培育早熟柑橘新品种。请回答：实现培育目标的可能技术途径有哪些？说明这些技术途径的名称、大致流程和适用条件。

分析：与原题相比，改编题的试题情境较为复杂，增加了适量的干扰信息，把“可以自交”的信息隐含在了“两性花”中。改编题的题型由填空题改成了论述题，原题的图示和填空题题干提供的指向性信息被删除，大大增加了认知操作的难度。唯一性的填空答案，变成了较长篇幅文字或图文结合的答案，更有利于考查对认知内容的提取、理解和运用能力，更有利于考查科学思维的分析和综合能力，更有利于考查科学探究的科学假设能力，更有利于考查生物学表达能力。因此，改编题考查的学业质量水平可归为三级水平（L3）。

高中生物学学业质量评价要在素养考查立意的基础上，合理选择试题情境，设置问题形式和结构;要在确认素养类型和水平的基础上，科学拟订四项学科素养与学生表现（答案）间的关联。要按上述要求命制效度良好的试题，可从本研究提出的命题模型出发，综合考虑和把握每道试题的5个维度，为指向高中生物学学科核心素养不同水平的命题，提供比较理性的质性区分。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中课程方案（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[3]浙江教育考试院.浙江省普通高校招生选考科目考试说明[S].杭州：浙江摄影出版社，2019.

[4]戴海崎，张锋，陈雪枫主编.心理与教育测量[M].广州：暨南大学出版社，2011.

[5]钟柏昌，李艺.核心素养如何落地——从横向分类到水平分层的转向[J].华东师范大学学报（教育科学版），2018，（1）：55-61.

[6]周炳渠.高中生物学学业质量评价的案例评析[J].生物学教学，2020，（6）：64-67.