胡孟慧 俞如旺 林穎韜
摘 要 基于對生物學核心素養的理解,以2015年高考浙江卷第30題為例,探討如何在生物學試題命制中滲透生命知識觀。
關鍵詞 核心素養 生命知識觀 生物學 命題
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
核心素養是指學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。核心素養是在一定時期內,促進學生實現個人價值和社會價值的最重要最關鍵的知識、能力與態度。生物學核心素養是個人通過生物學科的學習和實踐而獲得的生物知識、技能、方法與觀念,能夠從生物學的角度或視野觀察事物,應用掌握的生物學技能解決相關問題的涵養。生命知識觀、生命科學思維和方法、生命實踐觀體現出生物學教育的核心目標,是生物學教育在學生那里最終留下的,是學生可帶走的、可發展的素養,是名副其實的生物學核心素養。
生命知識觀是站在生命視角對傳統知識觀的審視與發展。在生命理論看來,知識并不是客觀存在于某地等學生去發現的東西,而是在學生參與其中時才能生成的東西。由此可知,生命知識是實踐產生的,充滿著“生命意義”的;生命知識是過程的發展,不是結果的呈現。生命知識觀在高中生物課程中的主要體現是:掌握生命的物質基礎和結構基礎,理解結構與功能相適應,理解生命活動中物質的變化、能量的流動和信息的傳遞;學習生命的進化與發展,理解遺傳與變異在進化中的對立與統一;理解調節方式實現生物個體穩態和環境穩態,形成可持續發展觀。所以,生物學試題考查的內容不應該是以結論形式表達出的知識“填鴨”,而應體現綜合的、整體的、關鍵的生命知識觀念,充分體現生命科學的重要理念和價值觀。下面以2015年高考浙江卷第30題為例,討論如何在生物學命題中滲透生命知識觀的考查。
1 2015年高考浙江卷第30題考查基本情況
例題:植物葉肉細胞光合作用的碳反應、蔗糖與淀粉合成代謝途徑如圖1所示。圖中葉綠體內膜上的磷酸轉運器轉運出1分子三碳糖磷酸的同時轉運進1分子Pi(無機磷酸)。
請回答下列問題:
(1) 磷除了是光合作用相關產物的組分外,也是葉綠體內核酸和 的組分。
(2) 卡爾文循環中3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的還原反應屬于 。
(3) 若蔗糖合成或輸出受阻,則進入葉綠體的
數量減少,使三碳糖磷酸大量積累于 中,也導致了光反應中合成 數量下降,卡爾文循環減速。上述這種三碳糖磷酸對卡爾文循環的調節屬于 。此時過多的三碳糖磷酸將用于 ,以維持卡爾文循環運行。
2015年高考浙江卷第30題是一道注重生命系統知識考查的試題。試題以光合作用中ATP與ADP的快速相互轉換與碳反應之間的內在機制為素材背景,考查考生對葉綠體結構與功能相適應、物質變化與能量流動、調節與穩態的理解和應用。具體而言,在知識方面,該題考查了光合作用的碳反應、能量轉換、負反饋調節、蔗糖與淀粉的合成等內容;在能力方面,考查考生的理解能力和獲取信息能力,要求考生能從引申型素材中獲取相關信息,掌握葉綠體結構和光合作用之間相適應,理解知識間的內在聯系,建構系統的知識框架;在認知水平方面,三個小題依次涉及記憶、理解、運用和分析等認知層次,從低級認知水平向高級認知水平遞進的考查。命題設置遵循考生認知發展規律,有利于考生在試題中較好發揮知識和能力水平。
2 生物學試題中滲透生命知識觀的命題策略
2.1 命題素材:源于教材而高于教材
命題者應考慮到考生獲得的生命知識觀是通過生物課程的學習和實踐獲得的,教材是生物課程中一個重要的學習載體。教材的呈現在一段時期內變化不大,但是對教材的理解和利用是“仁者見仁,智者見智”的。命題者應以教材為本,站在生命知識觀的高度,進一步拓展知識深度,延伸、細化生命知識框架,適當創設處于考生“最近發展區”的新情境,讓考生可以在原有基礎上,通過對生命知識觀的理解,運用生命科學思維回答問題,實現生命知識觀的考查。
該題的命題素材是關于光合作用的相關內容,《普通高中生物課程標準(實驗)》對光合作用有明確內容標準:“說明光合作用以及對它的認識過程”,這一內容標準對教學和命題都提供了較廣的拓展空間。試題情境設計光合作用中ATP與ADP的快速相互轉換與碳反應之間的內在聯系機制,人教社教材中沒有詳盡涉及葉綠體中Pi的轉運、蔗糖與淀粉的合成代謝途徑。在命題選擇素材上,命題者基于考試要求和考生實際情況,以光合作用為內容基礎,選取處于考生“最近發展區”的拓展型素材,建立了拓展型素材與試題考查之間的聯系,巧妙考查考生對生命物質基礎、物質與能量相統一、調節與穩態的生命知識觀。
基于“源于教材而高于教材”的原則選取命題素材,試題的整體考查“氛圍”就不再是對教材原話進行挖空,而是對生物學核心概念、生命知識觀的宏觀考查。考生不再僅憑對事實和概念的記憶就可填空,考生需要將試題的新知識素材與已有知識進行知識系統重構,運用科學思維回答問題。
2.2 命題主題:圍繞生物學核心概念展開
生物學核心概念位于學科中心,是能展現當代生物學圖景的概念性知識,包括重要概念、原理、理論等的基本理解。在學習中,學生不需要記憶所有孤立的生物學事實,而應該深刻理解統攝和概括出的生物學規律和原理。在命題中,應注重考查考生是否掌握生物學核心概念并能遷移應用到新情境中。命題者需要在創新情境中處理生物學事實之間的可銜接點,將生物學核心概念的考查置于事實性知識之中,考查考生運用生物學核心概念、原理和方法去解決實際問題的能力,進而考查生命知識觀。該題以事實性知識為載體,圍繞生物學核心概念,對生命知識觀的考查設計結構(表1)。
圍繞生物學核心概念展開對生命知識觀的考查,是命題改革的關鍵。考查重點從知識、能力轉變到對生物學核心素養的考查,因為“始于知識止于知識”的知識立意和“始于知識止于能力”的能力立意不再適應課程目標。沒有轉化、內化為素養的知識、能力,只是空虛的符號。命題主題從事實性知識轉變為生物學核心概念,幫助考生從繁雜的知識點、事實、定義中跳出來,建立生物學事實之間的聯系,從而理解生物學核心概念,發展生物學思維能力,實現對生命知識觀的考查。
2.3 命題設問:“變異”設問法
學生以生物學核心素養為“根”,可以生長出新的“枝葉”(知識和能力),命題中應設法考查考生能否利用生物學核心素養生長出新的知識和能力。“變異學習”理論認為學習是為了獲得應對新問題的能力,強調該理論學習離不開對事物不同角度的感知。運用到生物學試題命制中,可通過“變異”設問,變化設問角度,考查考生解決多種問題的能力。
第(1)題結合情境和考生認知水平設問,首先考查簡單認知水平問題。第(2)題依據暗反應中的能量問題,圍繞“細胞的生命活動需要物質變化和能量流動統一推動”設計問題,考查考生對“ATP的利用”的理解。考生不熟悉3-磷酸甘油酸生成三碳糖磷酸的還原反應,但站在宏觀角度考慮暗反應能量變化對應的是ATP水解,便知應填寫“吸能反應”。第(3)題利用引申型材料設問,重點考查考生獲取信息能力和遷移應用的能力。該題依據課標和考綱的目標要求,結合引申型情境,多角度“變異”設問,并遵循考生的認知發展規律,逐步提高科學思維難度,較好地實現考查目標。
設問要求考生在試題情境中作出相應響應,關系到試題的信度和效度。命題者通過“變異”設問,考查角度靈活多樣,保證試題效度,并且容易調節試題難度。考生在應對“變異”問題時,結合試題情境和生命知識觀,運用不同思維和方法解決生物學問題。“變異”設問使試題情境與設問有機連接,有效考查了考生的生命知識觀。
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