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考查生物学核心素养 体现立德树人的国家意志 ——兼评2018年全国高考生物试题

[日期:2018-10-24] 来源:《中国考试》2018年第10期  作者:吴成军 [字体: ]

    摘要:考查学生的生物学核心素养是高考生物命题的目标。高考生物要针对生命观念、科学探究、科学思维和社会责任等生物学核心素养命制试题,以体现立德树人的国家意志;在命题技术上尽量创设真实的试题情境,设置合理的问题任务,以考查学生的生物学核心素养发展水平;生物学专业语言体系是生物学的独有特色,要有针对性地命制试题,以考查学生的专业语言表达能力。 

    关键词:高考;高考生物;高考评价;核心素养 

  立德树人是党的教育方针,是教育工作的根本任务,《普通高中课程方案(2017年版)》中明确指出:“中国学生发展核心素养是党的教育方针的具体化、细化。”因此,在高考命题中体现党和国家意志,考查学生的核心素养,体现立德树人是必然要求。《普通高中生物学课程标准(2017年版)》(以下简称《新课标》)中提出发展学生的生物学核心素养,由此,生物学科的高考命题应以考查学生的生物学核心素养发展水平作为方向和目标。本文以2018年高考生物试题为素材,分析生物试题在考查学生生物学核心素养、体现立德树人方面的做法和特色。

 

精选试题内容,考查生物学核心素养

 

  生命观念、科学探究、科学思维、社会责任是生物学核心素养的有机组成部分。生命观念是生物学所独有的对生命现象和生命活动规律的认知结论和认知方式的统一体,在生物学核心素养中处于中心位置;科学探究和科学思维互为倚重,科学探究是科学思维的实证过程,科学思维是科学探究的内在本质,它们共同形成生命观念,同时发展学生的科学探究能力和科学思维方法;在生命观念、科学探究和科学思维的基础上形成一定的社会责任意识和义务。高考生物命题需要综合考虑生物学核心素养的4个方面。

 

1.1 考查重要概念,渗透生命观念

  生物学是由一系列重要的事实、概念(包括原理、定律、规律)所组成的认知结论和认识过程,学习生物学的主要任务之一是建构重要概念,形成一系列的生命观念。因此,高考生物试题以重要概念为载体,考查学生的生命观念就成为必然选择。生命观念主要包括:生命的物质观、结构与功能观、系统观、能量观、信息观、稳态与调节观、遗传与变异观、进化与适应观、生态观等。每个观念都有丰富的内涵,分别由一系列的重要概念作为支撑。

  以“分子与细胞”模块中的重要概念为例。从分子水平来看,核酸和蛋白质这两类生物大分子是非常重要的概念:核酸分为DNA和RNA,DNA是绝大多数生物的遗传物质;蛋白质是生命活动的主要承担者。它们的结构决定其功能,结构组成的多样性决定功能表达的多样性,结构与功能相适应是进化的产物。因此,高考生物常以核酸(DNA和RNA)、蛋白质作为考查的重要内容。例如,2018年高考理科综合能力测试全国Ⅰ卷第2题考查了“DNA和蛋白质复合物”的类型及功能判断;全国Ⅱ卷第1题专门考查了“蛋白质的功能”;全国Ⅲ卷第30题以蛋白质为专题,考查了形成蛋白质的细胞器、蛋白质的结构与功能的关系。这些试题都渗透考查了结构与功能观,以及生命的物质观和信息观。从细胞水平来看,细胞的结构及其功能,细胞中重要的生命活动如光合作用和呼吸作用,细胞的分裂、分化、衰老、癌变,这些都是重要的概念,也是考查的重点。例如,2018年高考理科综合能力测试全国Ⅱ卷第2题考查了不同种类物质的“跨膜运输”,第6题考查了“癌细胞的特点”;全国Ⅲ卷第2题考查了“细胞的结构和生命活动”,第4题考查了“有丝分裂和减数分裂的比较”,第5题考查了“细胞呼吸”。在考查这些重要概念的同时,也考查了学生对于结构与功能观、物质与能量观的理解。
  生态观是人类对生态问题总的认识或观点,是重要的生命观念,它包含了一系列的基本概念、原理和规律,以及人对自然和环境的认识,如种群的特征和群落的演替,生态系统的结构、功能及稳定性,保护环境、合理利用资源、保护生物的多样性,人与自然的和谐共生等。在高考生物试题中体现生态观,用生态观解决生产和生活中的实际问题,既是生物学核心素养的重要体现,也是当今社会现实的需要,与国家的大政方针保持高度一致。

 

1.2 重视科学探究和科学思维的考查

  科学探究和科学思维是建构概念、形成生命观念的重要方式,是高考生物的重点考查内容。《2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲》生物科在“考核目标与要求”的第2条就是考查“实验与探究能力”。《新课标》对于科学探究的要求是:能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。科学思维是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度、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。科学思维方法包括比较与分类、分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎等方法。加强科学探究和科学思维的考查,除了可以考查学生的科学探究能力、科学思维方法及思维的深入程度,还可以改变学生在试卷上做实验的学习方式,改变教师在黑板上讲实验、背步骤的教学模式,促进教师引导学生深入理解科学实验,注重科学思维的培养。
  高考生物试题常常将科学探究和科学思维结合在一起考查,在科学探究中考查科学思维是常考方式,如考查基于逻辑提出问题、作出假设和预期的能力,考查探究步骤的设计和评估能力,考查对科学方法的运用能力,考查对探究结果的分析和评估能力,等等。2018年高考理科综合能力测试全国Ⅱ卷第29题所用的实验方法在教材中没有出现过,试题通过要求学生完善实验步骤,考查了学生对实验设计中“控制变量和设计对照实验”这一科学方法的运用能力。
  假说-演绎法在孟德尔基因的分离定律、自由组合定律和摩尔根的果蝇实验中起到了重要作用,因此,考查“假说-演绎”的科学思维方法是高考生物的重要内容,以全国Ⅰ卷第32题为例具体说明。

  此题第(1)问需要根据杂交实验的结果来推理判断“有眼/无眼性状的基因是位于 X染色体上还是常染色体上”,并判断显性性状和写出判断的依据;第(2)问要求学生设计实验来确定无眼性状的显隐性,明确写出杂交组合和预期结果;第(3)问考查学生进行推理和判断的逻辑思维水平。遗传题的这种考查方式,把考查重点放在遗传定律的形成过程、科学思维方法的理解和运用以及设计实验解决实际问题的科学探究能力上,改变了通常以遗传概率计算为重点的考查思路,以此促进教学重视遗传定律的形成过程以及其中的科学思维方法的讲授,推动重科学探究、重科学思维的课堂教学观念的转变。

1.3 体现社会责任,渗透家国情怀

  社会责任是作为一个社会人所必须遵守和执行的一整套行为思想和行为规则。社会责任要求学生参与社会事务的讨论,能够作出理性解释和判断,并具备解决生产生活实际问题的能力。社会责任要求学生具有高度的家国情怀,关心国家发展,具有公民意识、民族自豪感和强烈的爱国主义,等等。
  为落实社会责任的考查要求,2018年高考生物试题全国卷在命题立意上有不少亮点。全国Ⅲ卷第1题考查由我国科学家完成的科学成果,即“世界上首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成”这一巨大成就,渗透了民族自豪感;第38题以我国科学家率先成功应用体细胞对非人灵长类动物进行克隆,获得了两只克隆猴——“中中”和“华华”为例,结合学生所学的克隆和细胞工程的知识,考查体细胞克隆的相关原理和技术,让学生真实体会到我国科学研究的重大成就及世界领先水平,在提高学生的民族自豪感和国家认同感的同时,也激发了学生刻苦学习、立志为国家科技发展作出贡献的使命感。
  习近平总书记在党的十九大报告中指出,要“加快生态文明体制改革,建设美丽中国”。生态文明建设是我国经济、政治、文化、社会、生态总体布局的重要组成部分,因此,高考试题在考查学生生态观的同时,也渗透考查了学生的社会责任意识。例如,2018年理科能力测试全国Ⅰ卷第5题考查种群密度时,考查了鱼塘中某种鱼的养殖密度与单位水体产量之间的关系;第29题考查了在一个自然生态系统中,被捕食者和捕食者之间可以通过协同进化而共同进步,也可以通过捕食者捕食个体数量多的物种,为其他物种的生存提供条件而达到生物多样性的目的,这两问渗透了自然法则,即生态系统有自身的调控机制,以达到平衡和稳定,人为干扰不适合自然生态系统的稳定法则;全国Ⅲ卷第32题以某农业生态系统为例,考查了生活垃圾的处理需要考虑的3个方面因素,生动形象地反映了生态农业对物质循环、高效利用、环境友好的突出优势。这些试题要求学生运用已学过的生态学原理解释或解决生产或生活中的实际问题,既考查了学生的生命观念,又有利于学生建立正确的生态文明观,形成爱护自然、保护生态的社会责任意识。
  社会责任还表现为关注社会问题、关心他人,并尝试提出解决问题的思路和方案。2018年高考生物单科卷第28题充分体现了这种理念。

  这道遗传题设计得十分巧妙,第(1)问依据单基因和多基因的特点,要求学生分析、比较和作出判断;第(2)问在第(1)问的基础上,考查控制变量和设置对照实验的科学思维和科学探究能力;第(3)问基于前两问的情境,要求学生分析白化病的控制和哮喘病的预防措施。用所学过的知识关注社会问题,关注公民的健康,并提出科学的解决办法,这就是一种重要的社会责任意识和能力。

 

设计真实的问题情境,考查生物学核心素养

  生物学的知识体系来源于真实的科学研究,包括对原核生物、真核生物、病毒等生物的研究,对人类自身健康的研究,与农业生产效率相关的研究;因此,在高考生物试题中创设真实的研究情境考查学生的核心素养就成了生物学科鲜明的特色。真实的情境包括:科学实验、农业生产、遗传现象、人体健康等与生活、生产实践相结合的事例等,这些事例具有新颖性和趣味性,可以在真实的情境下呈现真实可靠的问题任务,学生的观念、能力和社会责任意识可以得到真实的体现。

 

2.1 以科学实验为情境,考查科学探究和科学思维

  科学实验是生物学的重要组成部分。高考考查的科学实验主要包括教材中的学生实验,科学家的研究过程、方法和成果,热点科学研究进展等。科学实验由科学原理、方法、过程、现象和结果组成,可以通过设置相应的情境来考查学生的科学探究和科学思维水平。在2018年高考生物4套全国卷中,以科学实验的过程、方法和结果作为命题情境的试题,仅Ⅰ卷就有6道题,占Ⅰ卷生物试题题量的50%,分别涉及药物对细菌增殖的影响、大肠杆菌在不同培养基上的生长、影响光合作用的因素、不同因素对尿量的影响、果蝇的性状遗传、微生物的筛选实验。这些试题都在不同程度上考查了学生的科学探究和科学思维水平。

 

2.2 以农业生产为情境,考查科学探究、科学思维和社会责任

  光合作用可以将太阳能转化为化学能并储存在糖类等有机物中,是地球上所有生物得以生存和发展的基础;呼吸作用与光合作用相对应,为生物进行生命活动提供能量。因此,光合作用和呼吸作用是生命活动的两大基础代谢,是生物学中的重要概念,是每年高考生物必考的考点。光合作用、呼吸作用与农业生产关系非常密切,利用其中的原理可以分析和解决农业生产中的问题,可以考查学生的科学探究、科学思维和社会责任,以2018年高考理科综合能力测试全国Ⅰ卷第30题为例说明。

  本题考查了学生对信息进行比较、分析和逻辑推理的科学思维水平,同时还考查了社会责任意识。农业生产中有时也会涉及生物与生物之间的关系、人与生物的关系、人在自然中的作用、人对资源的合理利用等,因此与农业生产有关的情境试题常用于考查学生的科学探究、科学思维,同时也渗透考查了学生的社会责任意识。

2.3 以与健康生活有关的情境,考查生命观念和社会责任

  了解人体的调节机制,学会健康地生活,是学习生物学的目的之一。神经、体液、免疫调节与人体的健康密切相关,既是稳态与调节生命观念的直接体现,其中也渗透着学会个人健康生活,关注他人健康,宣传不吸烟、不酗酒、远离毒品,关爱艾滋病患者的社会责任意识。
  与身体健康有关的试题情境,可以最大限度地激发学生解释生理现象、过程和结果的潜能,让学生学以致用。例如,2018年高考理科综合能力测试全国Ⅱ卷第3题考查激素调节,4个选项都有情境,分别涉及肾上腺素、胰高血糖素、胰岛素和性激素,该题在考查学生对相关激素调节机制掌握程度的同时,也激发了学生分析人体健康和发育的兴趣。

 

2.4 以遗传现象为情境,考查科学思维和科学探究

  遗传学是普通高中生物学中对逻辑思维水平要求最高的内容。遗传定律及其形成过程是科学思维的产物。传统的遗传学试题以分析基因型和表现型以及计算遗传概率为主,主要考查学生常规的分析与推理能力,近几年则充分挖掘遗传情境中的科学探究思路和方法以及演绎推理的科学思维,考查学生进行逻辑推理、设计实验方案、预期实验结果的科学探究能力和科学思维水平。
  孟德尔采用豌豆进行杂交实验,发现了基因的分离定律和自由组合定律,摩尔根利用果蝇进行杂交实验,证明了遗传定律的重要性,同时还发现了伴性遗传。孟德尔和摩尔根进行杂交实验时都采用了假说-演绎法,即根据实验现象进行分析和推理,提出相应的假说,为证明假说的正确性进行演绎推理,并设计实验证明假说的正确性,这其中有着严密的逻辑推理,是考查学生分析问题和解决问题的极好素材。因此,借鉴豌豆和果蝇的杂交实验方法,采用其他植物或动物进行杂交实验,使学生呈现分析和解决实际问题的能力,以此考查学生的科学探究能力和科学思维水平,这成为高考生物命题的重要方向。
  此外,生态环境和生物多样性的保护、人对资源合理而持续高效的利用,都与个人生活和社会发展有很大的关系,符合人与自然和谐共生的理念,也是创设真实情境的常考试题。

 

重视专业语言的应用,考查生物学核心素养

 

  语言表达能力在生物学中体现为对概念、原理、定律的运用,即用生物学的专业语言来分析生命现象、解释形成生命现象的原因、推理生命活动的规律、领悟科学研究的过程和思维方法,是学习生物学的重要目标之一;但是,由于考试的标准化和阅卷时间的制约,长期以来,高考生物试题在命制时有意回避问答中出现比较长的文字表述,如此这样造成了教师在教学时只关注零散的知识点,忽视了对学生进行专业语言表达能力的培养,造成学生在考试中只会做选择题和填空题,对于需要分析原因、逻辑推理、阐述理由的试题望而生畏,极大地抑制了学生生物学科素养的发展,影响了学生对于生物学价值的判断和独特魅力的理解。
  高考生物对生命现象思考深度的考查,有利于区分学生的综合能力水平,有助于高校梯度选才,有利于改善目前学生语言表达与文字书写能力整体薄弱的状况。基于专业语言表达的重要性,近些年的高考生物试题明显增加了这方面内容的考查,但从学生答卷和实际得分情况来看,确实是学生的弱项,很多学生放弃这类试题的作答,就是作答了也是逻辑混乱、表述不清,可以说学生的生物学专业语言表达能力极其欠缺,亟待提高。
  2018年高考生物全国4套试题继续考查学生的专业语言表达能力,在23道非选择题中需要用专业语言回答“原因”“依据”或“杂交组合和预期结果”的试题有17道,占比74%。可以预见,这类试题在高考生物中还会加强,以更有针对性地考查学生的生物学专业语言表达能力。

  综上所述,高考要充分体现“立德树人、服务选才、引导教学”的核心功能,体现积极正确的育人导向,具体到生物学科,就是要紧紧围绕生物学核心素养命题,尽量在真实的情境中考查学生的生物学核心素养发展水平,为落实党的教育方针、选拔国家所需要的人才作出贡献。

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