指向学科核心素养的区域试题命制策略及教学启示

安徽 黄振锋 禹 萍

《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》)明确了以学科核心素养为宗旨的课程理念，围绕学科核心素养制订了课程目标，并基于学科核心素养的目标制订了学业要求。教学过程中生物学学科核心素养有没有落实，在对学生的评价中会得到体现，因此在命制试题时要关注对学科核心素养的测评，从而促进学生学科核心素养的发展。

笔者以2022年我市4道高三模考生物学试题的命制为例，从学科核心素养的视角进行分析，归纳区域试题命制策略及对教学的启示，具体如下。

1.区域试题命制策略

1.1 立足教材，注重基础

教材是实现课程目标最基本的教学资源，挖掘教材中的素材命制的试题具有情境典型的特点，学生容易找到试题切入点。以最基本的问题情境作为任务创设和基本知识考查的载体，能很好地区分不同学科核心素养水平的学生。

【例1】浆细胞是由B细胞分化而来能产生抗体的免疫细胞。下列有关浆细胞和B细胞的叙述错误的是

( )

A.浆细胞中内质网、高尔基体较B细胞更为发达

B.浆细胞中核膜、核仁不发生周期性的消失与重建，B细胞能发生

C.浆细胞在体液免疫过程中不能识别抗原，B细胞能特异性识别抗原

D.浆细胞与B细胞在结构和功能上出现差异的根本原因是遗传信息不同

【参考答案】D

【试题分析】本试题以B细胞分化成浆细胞的过程为情境，情境主要来源于新人教版教材选择性必修1第4章第2节中体液免疫的内容。本题利用教材中的情境，对细胞的结构、增殖、分化及免疫学相关基础知识等进行综合性考查，所考查的学科核心素养、学科核心素养表现和学科核心素养水平分析如表1。

表1

根据全区10 613份测试结果分析，本题难度系数为0.81，区分度为0.43，难度适中，区分度较好。作为理科综合试卷的第1题，试题情境来自教材，学生容易找到切入点，试题既有对基本知识、基本技能的考查，又有跨模块知识的融合，能够对学科核心素养中的生命观念和科学思维进行测评。

1.2 源于生活，体现应用

好的试题一般具有联系生活的真实情境，能够让学生在生活情境中表现自己的真实水平，且情境越贴近生活越能反映学生的学科核心素养水平。故命题时以贴近生活的实际问题情境为载体，将教材中的知识、技能与生活中的生命现象、社会现象进行有机整合与应用，可以达成对生命观念、科学思维、社会责任等学科核心素养的考查。

【例2】多巴胺是一种神经递质，能引起下一神经元兴奋。研究发现经常吸食可卡因(一种毒品)会导致多巴胺受体减少，可卡因能影响多巴胺在反射活动中兴奋的传递，过程如图1所示。下列叙述错误的是

( )

A.①中多巴胺释放到②的过程体现了细胞膜的结构特点

B.与正常情况比，吸食可卡因会引起②中多巴胺量增多

C.多巴胺与③结合后，突触后膜对钾离子通透性增加

D.为获取相同强度的愉悦感，吸食者需不断加大剂量

【参考答案】C

【试题分析】本试题以吸食可卡因对生命活动的影响为情境考查神经递质的释放、神经递质的作用、突触的结构和兴奋在神经元之间的传递过程，所考查的学科核心素养、学科核心素养表现和学科素养水平分析如表2。

表2

根据全区测试结果分析，本题难度系数为0.78，区分度为0.46，难度适中，区分度较好，其中有13.01%的同学选择B项，说明该部分同学未能从题干中准确获取信息，不清楚多巴胺作用后的去向。以吸食可卡因对人体生命现象产生的影响这一事实和证据为试题情境，希望能引起学生深思，形成远离毒品、珍爱生命的健康生活观念。

1.3 基于论文，守正创新

《课程标准》在命题原则中指出：组织命题时对于素材的选择应遵从真实问题情境，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。以科研论文为情境不仅具有真实、科学的特性，还具有时效性、新颖性、创新性等特点；同时基于科研论文命制试题能很好地引导学生综合运用所学知识和技能解决实际生活生产中的问题或针对问题提出合理建议，最终达到培养科学思维、科学探究和社会责任感的目标。

【例3】为研究不同波长的光质对西瓜幼苗代谢的影响，研究者做了以下实验。以白光(W)作为对照，设置了红光(R)、蓝光(B)、红蓝光(R2B3，红光∶蓝光=2∶3)、红蓝光(R5B2，红光∶蓝光=5∶2)四个实验组，保持各组光照强度、温度等环境条件相同且适宜，检测不同光质类型照射下西瓜幼苗的相关指标。结果如表3。

表3

回答下列问题：

(1)RUBP羧化酶可以催化CO2的固定，该酶存在于叶绿体的________中。

(2)据表3分析，单色光R、B处理下的西瓜叶片叶绿素含量均低于对照组，而红蓝组合光处理下的叶绿素含量却高于对照组，推测其原因是________。

(3)据表3分析，在呼吸速率不变的前提下，蓝光比白光下西瓜幼苗净光合速率低的原因有________和___________________。

(4)通过该实验________(填“能”或“不能”)说明R5B2是促进西瓜幼苗生长最合适的光质类型，原因是___________________。

【参考答案】(1)基质 (2)光质对叶绿素含量的影响不是简单的叠加，而是存在某种互作效应(答案合理即可) (3)蓝光照射下西瓜幼苗的叶绿素含量较低，光反应弱 RUBP羧化酶的活性较低，暗反应弱 (4)不能 实验的光质类型组数太少(或R5B2只是本实验中的最适光质类型，答案合理即可)

【试题分析】该题情境来自科研论文《不同光质光照对西瓜幼苗光合作用、碳氮代谢及酶活性的影响》。以研究不同光质及光质组合对西瓜幼苗代谢的影响为情境考查光合作用过程、不同光质对叶绿素含量的影响。本试题以科学实验与探究过程为情境设置题目，有助于学生角色的转变，模拟在真实情境中分析实验数据、得出相应结论、优化实验方案，在理论上指导生产，从而激发学生的科学探究热情，培养学生科学思维、科学探究和社会责任。本题所考查的学科核心素养、学科核心素养表现和学科核心素养水平分析如表4。

表4

续表

根据全区测试结果分析，本题难度系数为0.42，区分度为0.33，难度较大，区分度相对较好。试题的设问(2)难度较大，不仅需要学生深度思考、反复对比几组实验数据关系，还需要用精准的书面语言表达。测试结果显示只有少部分学生能突出重围，答出相对完整的答案，也可能是大部分学生在做理科综合试卷的时间较紧张，没有充分的时间思考所致。试题设问(3)的作答情况显示很多学生只回答了问题的一个方面，没有对表3中的数据做出全面的分析。科学探究是科学思维的实证过程，在本试题中两者一并呈现，将生物学自然科学属性充分地展现出来。

1.4关注科技进展，考查跨学科思维

命题时，教师应关注科学进展，提供科学进展真实情境，引导学生综合调用多个学科知识分析情境、解决问题，从而考查跨学科思维，发展学生的学科核心素养。

【例4】黄曲霉产生的黄曲霉素(C17H12O6)具有极强的毒性和致癌性。研究人员利用黄曲霉素筛选出能高效降解黄曲霉素的菌株，部分实验过程如图2所示，回答下列问题：

图2

(1)研究人员常从霉变的花生、玉米中采样，原因是________________。

(2)过程②为选择培养，常将1号培养基置于摇床上震荡，其目的是____________________。

(3)过程③接种后的培养皿不能立即倒置培养的原因是________。2号培养基应以________为唯一碳源。利用2号培养基计数，实验结果一般比实际活菌数________，原因是___________________。

(4)该降解菌能合成某种酶从而降解黄曲霉素，为探究这种酶是在细胞内起作用还是分泌到细胞外起作用，研究人员将降解菌的培养液进行离心，分别取适量上清液和沉淀物加入到一定量的黄曲霉素溶液中，一段时间后发现，加适量上清液的实验组，其黄曲霉素的残留量明显降低，由此可推测该酶主要在________起作用。科学家正研究将分离出的该酶分子固定于磁性纳米粒子上，从而成为生物酶传感器，并用于检测黄曲霉素，这种生物酶传感器的优点

是___________________。

【参考答案】(1)霉变的花生、玉米中含有黄曲霉素，在此环境下可能含有能降解黄曲霉素的菌株 (2)有助于菌株与营养物质充分接触、增加溶氧量(答出一点即可) (3)防止培养液滴落 黄曲霉素 少 两个或多个细胞在一起形成了一个菌落 (4)细胞外 既能检测黄曲霉素，又能降解黄曲霉素；重复利用，减少浪费，节约成本(答出一点即可)

【试题分析】设问(4)的第一空考查学生的分析判断能力，推测出此酶应是分泌到细胞外而起到降解黄曲霉素的作用。设问(4)的第二空关注了最新科研动态，考查跨学科思维。将降解黄曲霉素的酶与传感器结合成为生物酶传感器，体现物理学、工程学和生物学知识的综合。命题者给定一种实验情境，引导学生分析该酶作用的场所，同时给出一个新的科技情境，引导学生体会并分析科学家正在进行的科研的意义，从而发展学生的学科核心素养。该题所考查的学科核心素养、学科核心素养表现和学科核心素养水平分析如表5。

表5

续表

根据全区域学生测试结果分析，本小题难度系数为0.65，区分度为0.4，难度适中，区分度较好。设问(4)答题情况不够好，说明部分学生在运用跨学科知识进行分析与归纳方面还有待加强，教师应适当鼓励学生运用跨学科思维的方法解决实际难题。

2.教学启示

2.1 深度理解概念，摆脱死记硬背

生物学是具有理科性质的学科，很多生物学概念需要深入理解。建议教师在教学过程中多提问、多让学生表达他们对生物学概念的理解，学生的答案是否完全正确并不重要，重要的是在此过程中可以加深学生对概念的理解，教师最后给予补充、指正和评价，从而帮助学生构建更为完善、准确的生物学概念。例如在例1中如果学生不能深刻理解细胞分化、细胞周期等概念，会导致题目出错。

2.2 厘清关联知识，强化学以致用

测评学科核心素养，一般以概念为依托，因此在教学过程中应高度重视概念教学。可以通过构建跨模块概念图的形式，将核心主干知识体系融合，从而找出不同模块知识点的关联处，并借助情境与生活中常见的生命现象进行融合，引导学生关心生命健康、热爱生命、关爱他人、保护人们赖以生存的生态环境。

2.3 重视问题情境，培养思维能力

以具有一定信息量和适当复杂度的情境为载体，将陈述性知识与程序性知识有机整合和运用类试题在高考真题中比重逐渐增大，此类试题能很好地体现学生课堂迁移所学内容、理论联系实际的能力。在日常教学过程中，无论是原创试题的命制还是经典试题的讲解，应重视问题情境的选择，注重科学思维能力的培养。