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核心素养导向的高考生物实验题命题策略分析

[日期:2016-08-11] 来源:中学生物学 2016年7期  作者:林莉 俞如旺 林颖韬 [字体: ]

  摘 要 从生命知识观、科学思维与方法、生命实践观三个维度,对2015年全国高考天津生物卷第7题展开分析,提出生物学核心素养导向的高考实验题命题策略。 
  关键词 高考生物实验题 核心素养 命题策略 

  1 生物学核心素养 
  素养教育已成为21世纪全球教育发展的重大课题和紧迫任务。新一轮的课程改革把学科素养置于课程目标的核心地位。学生核心素养是指学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。它跟能力有所不同,能力被认为“能够做某事”,必须通过外显的可观察到的行为表现出来。而素养还涉及内在品质,通常可以理解为:素养=(知识+技能)×态度,素养是较能力更为上位、更具包容性的概念。核心素养是落实十八大确立的以立德树人为教育根本任务的重要抓手,也是解决“知识本位”、“应试教育”问题的根本途径。 
  生物学核心素养就是通过生物学课程的学习和实践获得的认识,以及解决社会生产生活中生物学问题的能力、品质和价值判断,通常包括生物学知识、技能、方法与观念。生物学核心素养是可以“带得走”“留得下”和“可发展”的,即当所学的生物学知识都遗忘时,人们仍可用通过生物学学习获得的科学生命观、科学思维与方法,去认识世界、探索生命奥秘,主动践行生命科学原理与方法,并且积极影响其他人。生命知识观、科学思维与方法、生命实践观是生物学课程的核心内容,也是学生通过学习生物学获得的生物学核心素养。 
  2 核心素养导向的高考命题策略分析 
  2015年全国高考天津生物卷第7题(以下简称“天津第7题”)是一道充分体现生物学核心素养的实验探究题。试题以“选育高产DHA融合藻”为背景,结合细胞融合技术,考查对实验原理、方法和结果的分析,要求考生从所给材料中获取有效信息,结合课堂所学的生物学知识解决实际问题。试题考查的“知识内容——能力目标——认知水平”结构如表1所示。

现从生命知识观、科学思维与方法、生命实践观等三个维度对天津第7题展开分析,挖掘试题中蕴含的生物学核心素养,提出核心素养导向的若干高考命题策略。 
  2.1 知识内容的考查设计,体现生命知识观 
  生命知识观不能简单理解为传统的知识内容,作为素养的组成部分,它更强调对生命科学本质、内涵的理解,充分体现生命世界的基本理念和价值观。生命知识观是站在生命的视角对传统知识观的审视与发展。生命知识观是学生通过认识、实践、运用和创造过程获得的一种内省状态,这种状态能让学生主体在实践中自觉应用知识、动态发展能力。生命课程中,学生需要理解和获得的知识不是缺乏“生命意义”的经验知识,而是在实践中产生的、充满“生命意义”的科学本质。 
  高中生物课程生命知识观的主要内容:正确认识生命的物质基础和结构基础,理解结构与功能的统一;认识生命的进化与发展,理解遗传与变异在进化中的对立与统一;理解生命活动中物质变化、信息传递和能量转换方式;认识生物个体稳态和环境保护的意义,具有生态可持续发展观。 
  天津第7题围绕“选育高产DHA融合藻”这一情境,综合多个知识点设计若干问题: 
  题(1)要求考生在掌握亲本藻特性的基础上,理解融合藻具备的优点。融合后的微藻含有叶绿体,能进行光合作用自养生活;异养型融合藻排除制约因子光照的影响,大大提高生长速率。该小题说明叶绿体是微藻自养生活的必要条件,在一定程度上体现细胞结构与功能相统一的原则。 
  题(2)从实验原理入手,考查对纤维素酶作用本质的理解。纤维素酶溶解细胞壁中纤维素,微藻失去了细胞壁的保护和支持。说明细胞壁结构与植物细胞的保护、支持功能息息相关,阐述了结构与功能的统一性。 
  题(3)考查筛选融合子的方法。异养型亲本B藻无叶绿体,可用不含有机物的培养基进行培养,达到剔除的目的。该小题中微藻叶绿体结构与其光合作用相统一,进一步阐明结构与功能相适应的生物学基本观点。 
  题(4)的第①题结合实验条件构成试题情境,延伸考查光合作用、呼吸作用各阶段发生的场所及其产物,强调线粒体、叶绿体这两个细胞器功能与结构的统一性,再次体现生命知识中结构与功能相统一的基本观点。 
  试题注重从结构考查功能或从功能考查相应的结构,突出生命世界的适应性观点。试题整体的问题设计层层递进,引导学生通过细胞壁、叶绿体、线粒体等相关生物学概念知识,以实际实验现象、结果为依据,认同结构与功能相适应的观点,主动运用结构与功能观解决实际生产问题(如阐述乙组微藻快速生长的原因,选用甲组培养方案的原因)。试题内容还涉及人为选择进化的过程,即将融合藻具有的自养、高产DHA和快速生长的特点进行人为选育,为实际生产服务。 
  2.2 递进的能力要求与认知水平设计,体现科学思维与方法 
  高考是一场选拔性的考试,其主要功能是以学术性转向测验性,自然科学的研究方法与科学思维方法密不可分。科学思维方法的两大特征是逻辑思维和理性思维。逻辑思维是运用逻辑工具对思维内容进行抽象推演的思维活动。理性思维的主要形式是科学抽象,其本质是通过现象获取事物的本质。在高中生物的学习过程中,学生常用的科学思维包括归纳与概括、比较与类比、演绎与推理、分析与综合、批判性思维等。科学研究方法是有目标的、能动的、严谨的思维活动过程。高中生物学常用到的科学研究方法包括建构模型、探究与合作、科学假说和数学的方法等。 
  如表1中的“能力目标”,试题能力目标的考查遵循从易到难、层层递进的原则。题(1)考查对表格信息的获取和理解,属于图表理解的考查,主要体现在考查考生应用图形图表方式描述生物学信息的能力。题(2)考查对纤维素酶、原生质体等相关知识的应用,涉及实验技术与方法。题(3)涉及实验的探究过程——如何筛选融合藻。该过程要求考生从表格和题干中获取相关信息,如B藻营异养生活,不能光合作用;A藻生长速率较慢形成的菌落较小等。进一步分析得出,用不含有机碳的培养基剔除B藻,通过测定DHA含量筛选所需融合藻。题(4)理论联系实际,考查综合运用所学的生物学知识、解决实际生产问题的能力,要求考生选择最佳的融合藻培养方案,属于实验结果与分析的考查。根据布鲁姆的教育目标分类学理论,试题在认知水平上依次涉及理解、应用、分析和评价,呈现逐级递增的趋势。
  天津第7题以科学思维和方法为命题线索,通过对实验目的、方法、实验技术、探究过程、实验结果与分析的考查,强化考生科学思维的训练,符合生物学核心素养导向的要求。试题形成完整的问题串,使得知识的考查不再零散,保证试题的完整性,充分体现生物学核心素养。在能力方面,要求被试运用分析综合、归纳概括、比较等科学思维以及实验探究、数学方法等科学研究方法,探究生物学相关问题,符合新课程高考倡导的知识、能力和素质一体化的命题思想。在认知水平方面,试题命制呈现由低层次到高层次的趋势,贴近被试由浅入深的思维习惯,考生的思维能沿着试题的线索发生同步变化,提高试题效度。 
  2.3 以生产生活实际为命题素材,体现生命实践观 
  生命实践观是以提升生命价值和意义为初衷,对生命本质、生命价值和生命责任的深层次剖析。通过对生物学课程的学习和实践,学生能够在生产生活中学以致用,自觉地践行生命科学,做到主动传播正确的生物学知识,对社会上生物学热点问题做出正确、客观的评价,增强公民的生物学社会责任感,健康生活、热爱生命、保护环境。《普通高中生物课程标准(实验)》明确地提出情感、态度与价值观的课程目标,就是要求生物学课程应贴近学生经验、联系社会实际,学生能自觉应用所学的生物学知识、技能和方法解决生物学问题,实现全面发展。 
  试题选用科技论文《细胞融合法构建EPA和DHA高产异养藻株的研究》(《中国水产科学》2001年第2期)作为命题素材,能紧密联系细胞融合技术、高产DHA等社会热点。应用实际生产背景作为命题素材,不仅让试题贴近生产、生活,还能提高思维能力考查的灵活性和创造性,使试题更加饱满、鲜活,充分体现生物学核心素养。试题要求考生运用已有的学习经验和能力解答实际生产中相关的生物学问题,利于生物学核心素养的考查。 
  选取充分体现生产生活实际的科技论文作为命题素材,考查学生的生命知识观、科学思维和方法、生命实践观,是试题全面融入生物学核心素养的好策略。这样既可以帮助学生认识生物科学与社会发展之间的紧密联系,还引导学生关注和思考生活中出现的相关生物学问题,以此增强学生的社会责任感,体现生命实践观。 
  参考文献: 
  [1] 编辑部.核心素养:重构未来教育图景[J].人民教育.2015(7):1. 
  [2] 裴新宁,刘新阳.为21世纪重建教育——欧盟“核心素养”框架的确立[J].全球教育展望.2013(12):89-102. 
  [3] 戴国,罗丹晨.初中生物学试题的命制策略——科学素养评价新理念的渗透[J].生物学教学.2014,39(11):44-46. 
  [4] 鲍健强.科学思维与科学方法[M].贵阳:贵州科技出版社.2009:87-93. 
  [5] 沈继红,林学政,刘发义等.细胞融合法构建EPA和DHA高产异养藻株的研究[J].中国水产科学.2001,8(2):64-66.

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