化繁為簡巧論證，發展素養答考題
——從一道生物高考題談起

林 靜 （廈門第一中學 福建廈門 361003）

緊扣能力立意和素養導向是近幾年高考生物試題的特點。全國I卷的生物學試題連續3年以難度較大的《必修2·遺傳與進化》模塊的內容作為選擇題的“壓軸”，一定程度上成為了考查考生生物學思維和創新能力的風向標。二輪復習備考可以從研究真題中獲得一些有益的啟示。

1 基于實驗情境和現象解釋的命題

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，科學探究是人們認識自然界并做出解釋的方法。探究實驗題能很好地考查學生理解、分析、解決問題的能力。以2018年全國I卷的第6題為例，這是一道根據特定的生物實驗現象推測產生原因的題目。題干呈現的實驗情境是兩種突變的營養缺陷型菌株混合培養后，發生遺傳物質的交流（接合），出現新型的未缺陷的菌株。實驗情境是新的，學生要進行推測并解釋原因，并能從所學的知識中找到證據來論證自己的觀點。這符合探究的學習過程，也是命題者出題的意圖。

解答此題需要聯系教材中突變體細菌可遺傳變異的來源、基因對性狀的間接控制、細菌的轉化本質是基因重組等知識點；需要掌握艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化實驗的過程和結論；還需要遷移教材原型作出比較分析。可見，本題考查了考生必備的學科知識及獲取信息、理解、遷移知識等能力。據考后的本校學生訪談，認為此題有一定的難度，花費較多時間讀題和分析思考。此類考題情境化程度高、知識涉及面大。體現思維過程、有一定綜合性的題目在試卷中出現頻率越來越高。

2 設置解析試題難點的能力要求

2.1 獲取有效信息的能力

第6題命題的素材“細菌的接合”來源大學教材，實驗情境復雜，學生熟悉度低，入題慢。如何在新的實驗情境中獲取基本信息，如實驗材料的選擇、實驗的設計思路、實施的結果，并通過聯想、類比、遷移達成新舊知識的轉換是學生應對該類考題的難點。從具身學習的觀點來看，當復雜陌生的情境由外界強加時是不利學習的，應當將新知識與學生已有的知識經驗聯系起來的情境才能讓知識從學生內心生長。教材中有較多生物科學史的教學內容，與本題相關的比如“人類對遺傳物質探索過程”中的實驗也比較復雜，需要學生能重現探究，將新的經驗和過去的經驗相聯系，根據有效信息作答。

2.2 知識碎片整合遷移的能力

本題的難點在于C、D選項的判斷，它們是指向同一角度的設問，即是DNA還是RNA使得缺陷型的突變體變成了新型大腸桿菌呢？學生面對選項無法判斷的原因是：認為mRNA可以作為翻譯的模板，指導蛋白質的合成，生物的性狀主要通過蛋白質體現；而DNA作為遺傳物質，也能控制蛋白質的合成。究其原因是學生知識的碎片化。碎片化的、未建立關聯的知識是無法發生遷移的。雖然，高考試題問題情境多數原創，但所需的知識、能力仍舊是與教材教學有很大交集，實現知識的整合遷移有利于解答難題。

2.3 觀點論證與問題解決的能力

科學理論與支持它的證據有關，當新的情境出現、尋求新的理解的過程中，學生需對提出的問題，運用證據來支持主張和觀點：在細菌中發生轉移和重組的是什么物質，有無相關的證據或實驗結果來論證。從答題情況來看，學生論證問題的全景角度不夠，證據意識較弱。需支持的觀點：細菌能轉移和重組的物質是DNA，不是RNA，相關的支撐證據有：（1）DNA獨特的雙螺旋結構更穩定，可以通過半保留復制保持遺傳的穩定性。（2）RNA是少數病毒的遺傳物質，病毒必須通過侵染細胞才能成活。RNA不穩定，容易變異。（3）大腸桿菌不是靠侵染細胞來繁殖。細胞正常情況下不會發生RNA逆轉錄或RNA的復制。（4）處于感受態的大腸桿菌容易吸附外源的DNA，DNA得以重組。不同角度的知識都指向正確的觀點，解題時易受相近概念干擾、反復嘗試、思維聚焦慢都是解決問題能力欠缺的表現。

3 突破策略及二輪復習備考的建議

3.1 化繁為簡，創設情境教學

針對高考試題的“新奇”性、情境的復雜性，教師在二輪復習講評習題時應注重方法的引導、剝絲抽繭，將復雜的問題情境變成一個個由易到難的小問題。如由題干第1句解決：大腸桿菌屬于細菌，出現突變體M、N變異的來源是什么？突變體的性狀產生變化的直接原因和根本原因是什么？題干第2句轉換為：缺陷型的突變體M、N混合培養后，細菌也有“社交”，新出現的大腸桿菌X，性狀的改變是由DNA還是RNA控制的，從哪里獲得？轉化后的問題是學生感興趣的、可解決的，可以通過小問題一一尋求到所需知識。

化繁為簡，轉換成簡單的情境，并基于問題引導的學習有利于知識的獲取。因此，教師在二輪復習中應精心設計承載教學內容的情境，既能重新激發學生的興趣，又有助于知識的記憶和運用。教學時，教師不能只注重學生對事實性知識的掌握，而應通過創設相關情境，發展學生的思維。例如，關于教材中探索“遺傳物質是蛋白質還是DNA”，教師通過提出疑問、步步引導、層層追問、循序漸進，從實驗材料的選擇、實驗的設計思路、實施的結果分析，讓學生體驗探索歷程，在解決問題中學會科學探究，在情境活動中發展科學思維，最后解答疑惑，闡明結論。教師可挖掘素材，創設教學情境，精心設計引導并拓展學生的思維。

3.2 知識遷移，尋找邏輯關聯

解決的關鍵是能遷移聯系課本中知識。只有當碎片化的知識、不同類型的知識向結構化整合，才便于提取和應用，完成知識的遷移。如本題涉及的知識點間的關系如圖1所示。

這張概念圖實際上就是教材中必修2第三、四章基因的本質、基因的表達章節中重要知識點間的聯系。學生弄清這些聯系，就能運用與題目情境相似的細菌的轉化來做知識的遷移。

圖1 題6相關知識點間的邏輯關系

在二輪復習中，建構知識網絡、形成概念模型或圖表是常用的教學方法。教學時，教師不僅要讓學生記住一些零碎的生物學事實，還需從生物學事實出發，通過歸納分析，形成一般概念，并以此來建構知識框架。教學內容應從碎片化向結構化整合，設計指向同一內容的深度學習。全面的知識通過科學的思維方法整合梳理，便于遷移應用。知識是提升素養的根基，科學思維的訓練是達成素養的途徑。教師要充分調動學生運用生物學學科知識來解釋生命現象，提出觀點，并設法論證觀點，建立論據間的關系，使教學落實成為指向同一知識點的聚焦學習，并把生物學科學素養融入到知識體系中。

3.3 加強證據意識，提升文字表述能力

生物學教學的根本價值追求就是學科素養。平時的教學過程也可以看成是認知的一個過程，通過多元策略發展學生的科學思維，尤其是批判性思維。教材中的知識遷移、技能應用、思維拓展等大量內容都要求學生具備提出觀點、分析解釋、說明理由等論證能力，是教師可以利用的現成資源。

教師提供資料，鼓勵學生分析并提出不同的主張，并要生物學事實和證據來支持。這些不同的主張，有些是正確的，有些是錯誤的。學生要論證自己提出的主張需要證據，辯駁錯誤主張也需要證據。在該過程中，學生通過對比、分析、論證，了解到不同主張間不一定是對立的，只是立場和角度不同。另外，學生還可以思考觀點間的關系。基于論證的教學模式（圖2）既發展了批判性思維、創新思維，在此過程中學生也學會了表達自己的立場觀點。

圖2 論證的教學模式

3.4 鼓勵探究創新，發展學生核心素養

高考命題情境新穎、問題設計注重邏輯，綜合性強，重在考查學生在新情境下的知識遷移能力、分析應用能力、對實驗方案的評價能力等。因此，鼓勵學生參與科學體驗是提升綜合能力的有效途徑。教師要將課堂教學與實踐課程相結合，鼓勵學生參與到具體的科學探究實驗活動中，開展論證驅動的實驗教學。以第6題的情境為例，教師可以繼續設問：如何證明M突變體是氨基酸甲缺陷型的菌株？如何證明大腸桿菌X中獲得了轉移來的功能基因？教師可以提供實驗材料、試劑、微生物培養方法；也可以提供植物缺素癥的實驗思路、分子雜交技術等角度讓學生寫出實驗思路，并設計實驗，分析預期結果等，對于不同的設計方案，學生進行評價和修正。有興趣的學習小組可開展“營養缺陷型菌株的篩選”的實驗。教師還可以進一步提出問題，以拓展學生的思維：不同類細菌DNA片段的交流有何意義？具有什么應用前景？教師要求學生查閱資料撰寫關于細菌接合實驗的綜述，還可以鼓勵學生以細菌的“基因交易”為題撰寫科普小論文。這些活動能有效地訓練學生收集資料、分析與歸納、審視與評價的能力，同時也能提高科學探究及文字運用能力，發展了核心素養。