基于科技论文情境评价核心素养目标

甘耀平 童富淡

摘 要 通过对2021年6月浙江省选考生物第30题科技论文试题情境及核心素养评价目标的分析，以期为命题和生物学教学提供参考和建议。

关键词 科技论文试题情境核心素养评价生物学教学

中图分类号 Ｇ633. 91 文献标志码 B

基于核心素养的试题是教学中落实核心素养的重要途径，此类试题一般具有以下一个或多个特征：考察学科观念，即考量学生对学科知识内容的深度理解，而非对琐碎的、浅层的生物学事实的记忆；整合丰富的真实问题创设情境；需要现场学习，即通过陌生知识“现场学习”解决问题，以反映学生在学习能力方面的素养。

试题情境是实现生物学核心素养目标考查的重要载体。选取科技论文为素材，不仅有利于提高试题命制的科学性、权威性和公平性，更有利于对学生核心素养进行有效评价。基于试题情境视角，本研究通过对2021年6月浙江省普通高校招生选考科目考试（以下简称浙江省选考）生物第30题的核心素养评价目标进行评析，以期为命题和生物学教学提供参考。

1 选考试题

【例题】 （2021·6月浙江选考生物第30题）为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组進行了以下系列实验。

实验材料：蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1%、0.2%和1%酒精，去甲肾上腺素（noradrenaline，NA），酚妥拉明（phentolamine，PT），1%硫酸溶液等。

（要求与说明：间脑蟾蜍是切除了大脑和部分间脑，相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度；酒精、NA和PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜）

实验过程与结果或结论见表1。

回答下列问题：

（1）实验1结果可得出的结论是：_____。

（2）设计用于记录实验2结果的表格：_____。

（3）依据实验2、3的结论，实验3的分组应为：

A组：任氏液；B组：_____；C组：_____；D组：_____；E组：_____。

（4）酒后驾车属于危险的驾驶行为，由本实验结果推测其可能的生物学机理是_____。

2 试题情境来源分析

谢切诺夫（1862）发现，用食盐晶体刺激蛙间脑的横断面，再用稀酸溶液刺激蛙后肢，则从刺激到缩回的时间就会延长，甚至不出现屈反射。这种高级中枢兴奋抑制低级中枢的反射活动的现象称为谢切诺夫抑制。2021年6月浙江省选考第30题试题情境出自《酒精和去甲肾上腺素引起的蟾蜍谢切诺夫抑制》这篇科技论文。该论文作者依照谢切诺夫抑制实验，用酒精和去甲肾上腺素以及其他神经递质刺激蟾蜍间脑，发现施加酒精或去甲肾上腺素的效果与谢切诺夫抑制相同，会兴奋间脑并引起屈腿反射时延长。实验结果表明，肾上腺素受体参与了中枢抑制过程，揭示了施加酒精引发反射抑制的可能机制。

3 试题学科核心素养评价及目标分析

生物学学科核心素养是学生在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观、必备品格与关键能力。以生物学核心素养为依据的高中生物学学业质量标准是考试命题的重要依据。浙江省选考第 30 题围绕酒精对蟾蜍行为影响的调节机制，设置了3个实验情境和4个问题组，旨在进一步加强学生对高中生物学重要概念的理解，发展学生学科核心素养。

3.1 基于重要概念，评价生命观念

设问（1）要求学生根据酒精刺激蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本的实验结果，分析实验结论。设问（2）、（3）要求学生根据试题中已知的实验2和实验3结论，设计实验结果记录表并增设实验分组。设问（4）要求学生基于整个实验结果，推测酒后驾车属于危险驾驶行为的生物学机理。试题设问很好地考查了学生的知识迁移能力和应用能力，要求学生运用神经调节等相关知识，通过对实验新情境中陌生知识的现场学习，解决现实问题。

生命观念是指学生在理解生物学概念的基础上抽象和实证后形成的观点和思想方法。试题基于“神经系统能够及时感知机体内、外环境的变化，并作出反应调控各器官、系统的活动，实现机体稳态”的重要概念，要求学生在较好理解这一重要概念的基础上，运用结构与功能观、稳态与平衡观探究生命活动规律，阐释稳态的维持和调节机制，要求学生在新情境中，以生命观念为指导，分析生命现象，解决实际问题，形成科学的自然观。试题在考查难度上达到生命观念水平三。

3.2 分析实验结果，测评科学思维

设问（1）是对神经调节在新情境中迁移能力和信息处理与分析能力的考查，根据试题中实验结果示意图的分析，以1%酒精刺激坐骨神经-腓肠肌标本，实验前后动作电位大小、动作电位传导速率及肌肉收缩张力均无显著变化，可得出“离体条件下，施加酒精对神经肌肉接点，肌肉收缩功能没有显著影响”这一实验结论。设问（4）基于实验 1 和实验 2 结论的分析，酒精并不直接影响神经-肌肉接点的功能，但酒精会显著延长蟾蜍屈反射时长，其数值随酒精浓度升高而变大，因此酒精是通过影响中枢神经系统引发反射抑制的。由此，学生推测出酒后驾车属于危险行为的生物学机理是酒精会延长人体的反射时长，并导致反应迟钝。

科学思维是学生在学习过程中逐步发展形成的解决实际问题的思维习惯和能力。试题通过设置真实的实验情境，要求学生基于给定的实验事实和结果，运用归纳与概括方法得出实验结论，运用演绎与推理等思维推测实验机理，探究生命现象，要求学生通过主动学习和分析试题信息应用生物学知识进行实验结果的分析与推理，测评解决实际问题的思维能力。试题在考查难度上达到科学思维水平三。

3.3 设计实验分组，考查探究能力

设问（2）要求学生根据实验2的过程和结论，设计实验结果记录表。通过分析实验2可知，实验中除了空白对照外，还用任氏液和3种不同浓度酒精处理间脑断面后测定屈反射时长。所以表格的自变量是5种不同处理方式，因变量是屈反射时长。设问（3）对学生的实验设计能力提出了较高要求，要求学生根据实验2、3的结论，完善实验分组。分析试题信息，PT是NA受体抑制剂，NA与其受体结合显著延长间脑蟾蜍屈反射时长，所以可设置任氏液组、PT组、NA组和NA+PT组进行验证。酒精通过NA受体参与的途径，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长，因此需要增设酒精组和酒精+PT组。由于实验2已有酒精组，任氏液组试题中也已给出，所以学生还需设置另外 4组实验。

科学探究是学生针对现实生活中的生物学问题和现象，进行观察提问、实验设计、方案实施以及对结果分析的能力。试题基于已有的实验结果和实验结论，考查了学生表格设计和变量分析能力，在考查难度上达到科学探究水平二和四。近几年高考对科学探究能力考查比重较高，多次从实验分组设计、结果预测和问题讨论等维度考查学生的探究能力、创新能力和推理能力等多种综合能力。学生在实验探究的过程中，增强对生物学现象的求知欲和好奇心，获得生物学知识的同时领悟和掌握科学家在研究过程中进行科学探究的基本思路和方法。

3.4 关注社会热点，培养社會责任

社会责任是学生通过对生物学知识的学习，形成的科学理性的判断能力和解决生产生活问题的担当。酒后驾车也是社会关注度很高的话题，酒后驾车会导致刹车时间延长，从而威胁驾驶安全。学生在完成该试题后能够感悟到日常生活中的酒驾危险是有科学依据的，进而反思自己和家人的生活方式，最终学会关爱生命，养成健康文明的生活习惯，成为健康中国的促进者和实践者。

试题以酒精对动物行为的影响为背景，通过由经典实验到机理探讨再到社会热点的分析，让学生体会到不断前进的科学研究精神，认同对日常生活中常见现象的科学解释，培养学生的科学精神和社会责任。试题在考查难度上达到社会责任水平二。

4 教学建议

4.1 重视试题情境的创设

试题情境化是命题改革的基本要求。基于情境的试题要求学生能够综合应用多种知识和技能解决问题，有利于有效评价学生学科核心素养。试题情境突出了与日常生活和科学研究的联系，引导学生从“解题”向“解决问题”转变。在教学中，教师通过合理创设试题情境，设置新颖的试题呈现方式和设问方式，促使学生主动思考。教师应该重视通过真实情境引导学生深入探究，寻求解决问题的方法，培养学生的论证能力和批判性思维，让学生体会学科的应用价值。

4.2 拓宽试题素材的命制范围

结合生物学的学科特点，生物学试题的情境主要包括三类：生活、学习和实践情境；科学实验和探究情境；生命科学史情境。命制试题时，教师可以选择不同的素材为背景来设计试题，通过对真实问题进行科学探究，使学生在真实、互动的情境中主动获取知识，提高学生解决问题能力，做到“学业评价促发展”。

4.3 关注素养目标的达成

培养学生生物学学科核心素养是生物学课程的价值追求。生物学作为一门实验科学，试题中注重实验探究的考查是目前形成的一个共识。实验探究试题对学生的能力要求较高，是整份试卷区分度的集中体现，也是对学生能力要求的体现。在实验试题的考查中，体现试题的基础性、综合性、应用性和创新性，利于核心素养目标达成。在教学中，教师应以立德树人为根本任务，组织以探究为特点的主动学习，引导学生从生物学视角去观察分析社会现象和实际问题，促进学生对学科内容的深度理解，领悟科学研究和解决问题的思路方法，引导学生运用生物学原理指导生活实践，树立社会责任与担当意识，切实关注学生生物学核心素养目标达成。

参考文献：

［1］林亚.例谈基于核心素养评价的初中生物原创题命制［J］.中学生物教学，2017 （9）：13-16.

［2］陈守良.动物生理学［M］.北京：北京大学出版社，2012.