生物學核心素養本位的靶向情境設計及試題編制

閆白洋

摘要 本研究論述了情境在測評學生核心素養中的重要性;比較了靶向情境和教學論情境的差異;在靶向情境中，比較了生物學知識技能本位和核心素養本位這兩種取向。在此基礎上，舉例說明生物學核心素養本位的靶向情境設計及試題編制。

關鍵詞 生物學核心素養 靶向情境 試題編制

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼B

當代教育和課程變革中，“核心素養”被賦予了重要的時代意義，特別是在一些國家或地區，“核心素養”正在或者已經成為統領性的發展理念。2014年，伴隨《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》的頒布，我國學術界對“核心素養”的關注急劇上升。近年來，國內外教育測評對情境的獨特價值有所認可，基于情境的測評實踐也逐漸豐富，并強調通過情境設計整合發展學生的核心素養。下面圍繞生物學核心素養本位的靶向情境設計及測評這一具體維度，對核心素養的測評進行初步探討。

1 情境是測評生物學科核心素養的重要途徑

人類活動都是在一定情境中展開的，基礎教育階段更是如此。學生核心素養的形成和發展與生活中的具體情境關系密切。目前國際知名的核心素養框架均高度強調情境的重要性，關注特定的生活情境，強調通過情境設計整合發展學生的素養（表1）。

生物學核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的必備品格和關鍵能力。生物學核心素養主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。因此，讓學生經歷各種復雜開放性的現實情境，解決有意義的真實任務，是評價學生生物學科核心素養發展水平的重要依托。

2 靶向情境和教學論情境的差異

靶向問題情境主要是在學習結束時運用情境讓學生學習如何對學業進行整合，并對自己的學業做個總結。靶向情境并不是小練習的堆積，而是一個復雜情境，要求學生在其中對已學過的若干知識和技能進行聯接和合并。

教學論問題情境是在某個新學習（新的知識、新的技能等）的背景中，教師為全班學生組織的情景。教學論問題情境幫助學生對某個主題知識或技能加以概念化。這樣，學生會更好地掌握自己努力建立的、經過思考的、經過探討探究的知識和技能。

靶向情境和教學論情境的本質區別是：靶向情境是用來讓學生學習整合多種學業知識和技能，并進行測評;而教學論情境是用來進行新的學習。如表2中的案例，教學論情境為學生提供了學生建構細胞膜是磷脂雙分子層組成的情境，要求學生針對這個主題進行建構細胞膜是由磷脂雙分子層組成。案例中的靶向情境是對細胞膜成分、細胞器、原核生物與真核生物結構特點等知識和技能進行整合和應用程度的測評。

3 生物學知識技能本位和核心素養本位的靶向情境

生物學知識技能本位的靶向情境是以生物學科知識或技能為目標設計情境。如以質壁分離及復原、光合作用過程、微生物營養等知識設計情境。此類情境圍繞知識和技能而尋找情境。核心素養本位的靶向情境則是圍繞生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任核心素養而尋找相應的生物學知識和技能設計情景。例如表3的2個案例均是源于微生物的靶向情境，但是在設計的目的和方式不同。知識技能本位的案例圍繞著微生物營養包括碳源、氮源、水、無機鹽和生長因子而尋找的情境。而核心素養本位案例圍繞著科學探究核心素養的水平四中“基于對相關資料的查閱，設計并實施恰當可行的方案”，微生物的營養知識只能作為基礎。因此，兩個靶向情境有著本質區別。

4 生物學核心素養本位靶向情境設計及試題編制

生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個素養，每一個素養分別包括4個水平。為客觀測評學生核心素養水平，靶向情境至關重要。

4.1 生命觀念核心素養靶向情境設計及試題編制

生命觀念核心素養水平四的要求是：“具有結構與功能相適應的觀念和生物進化觀念，并能基于這些觀念識別身邊的虛假宣傳和無科學依據的傳言。具有物質和能量觀，并能指導、解決生產和實踐中的具體問題。具有穩態與平衡觀，并能指導人的健康生活方式;指出某一生態系統的構成要素及影響其平衡的因素。”生命觀念核心素養圍繞著結構與功能相適應觀念、生物進化觀念、物質能量觀、穩態與平衡觀等觀念的形成及在生活實踐中的應用，其涉及的靶向情境如表4所示。

例如測評物質能量觀水平四的靶向情境選擇光合作用，具體情境如下（情境改編于2016年上海市生命科學高考試題）。

【例1】玉米葉肉細胞中又有C02“泵”，使其能在較低的C02濃度下進行光合作用，水稻沒有這種機制。圖1顯示了在相同的光照和溫度條件下，不同植物在不同胞間C02濃度下的光合速率。各曲線代表的植物情況見表5。

（1） C02可參與水稻光合作用暗反應的過程，此過程發生的場所是____。在胞間CO2濃度200～300之間，水稻光合速率逐漸上升而玉米的不再變化，原因是什么？

（2）現代工業使得大氣中C02的濃度不斷提高，全球氣候不斷變暖，這一環境變化趨勢人類應該種植什么農作物？為什么？

此靶向情境利用光合作用著重考查學生的生命觀念。問題（1）通過光合作用過程、場所和影響因素測評學生對物質能量觀的形成，問題（2）測評學生用物質和能量觀指導、解決生產和實踐中的具體問題。學生的答題分數可一定程度上反映出學生物質和能量觀的差異，具有測評價值。

4.2 科學思維核心素養靶向情境設計及試題編制

科學思維核心素養水平四的要求是“能夠在新的問題情境中，基于事實和證據，采用適當的科學思維方法揭示生物學規律或機制，并選用恰當的方式表達、闡明其內涵。在面對生活中與生物學相關的問題并作出決策時，利用多個相關的生物學大概念或原理，通過邏輯推理闡明個人立場。”科學思維核心素養圍繞根據情境資料通過科學思維方法揭示生物學規律或機制，并進行表述，能利用生物學原理闡明個人立場。理性核心素養靶向情境來源也較為廣泛，可以來自于神經調節、內分泌調節、免疫調節、植物激素調節、遺傳信息、細胞分裂和分化、遺傳方式、微生物、內環境及調節等。

例如通過植物激素靶向情境測評學生的科學思維，具體情境如下（情境改編于2014年上海市生命科學高考試題）。

【例2]開花是多年生植物由營養生長轉向生殖生長的重要標志，受日照長度、低溫誘導、植物年齡等因素的共同調節。實驗表明，只有當FLC的含量達到最低值時方能解除對開花的抑制效應;并且，只有當植株內m1R156含量低于圖2所示的開花臨界值時，彎曲碎米薺才具備開花的潛能。

（1）彎曲碎米薺體內FLC的含量變化如圖2所示，若一株彎曲碎米薺長到第7個夏季，此時該植物總共開花了

次，寫出分析過程。

（2）依據上述原理，如要將經濟作物的營養生長期縮短，可行的操作是

此靶向情境來自植物激素調節內容。問題（1）測評學生根據情境中描述植物開花條件，通過科學思維解釋植物開花次數。問題（2）是在生產中利用開花條件的生物學原理闡明自己立場。學生的答題分數可一定程度上反映出學生科學思維的差異，具有測評價值。

4.3 科學探究核心素養靶向情境設計及測評

科學探究核心素養水平四的要求是“能夠恰當選用并熟練運用工具展開觀察;針對日常生活的真實情境提出清晰的、有價值的、可探究的生命科學問題或可達成的工程學需求;基于對相關資料的查閱，設計并實施恰當可行的方案;運用多種方法如實記錄，并創造性地運用數學方法分析實驗結果;能夠在團隊中起組織和引領作用，運用科學術語精確闡明實驗結果，并展開交流。”科學探究核心素養圍繞提出問題、設計方案、記錄數據、分析實驗結果、交流表達結論以及在小組和作用表現。科學探究核心素養靶向情境來源較為廣泛，可以來自于酶活性的實驗探究、影響光合作用因素實驗探究、呼吸作用影響因素探究、神經調節、植物激素調節探究、遺傳方式探究、微生物實驗探究等，也可是非教材教學內容的探究實驗。

例如測評學生實驗設計能力和分析實驗結果能力，具體情境如下（情境改編于2016年上海市生命科學高考試題）。

[例3]分析關于科學探究的資料，回答下列問題。

問題提出：尾損傷是否影響蝌蚪的游泳速度？

研究假設：輕微尾損傷對游泳速度不會有明顯的影響。

實驗設計：

（1）為使蝌蚪更好地適應飼養箱環境，控制因素應包括______（多選）。

A.水溫

B.室溫

C.濕度

D.水生植物

（2）選尾部完整的蝌蚪，統一編號后分為3組，用于尾損傷處理。分組的最重要依據是______和______（從下列關鍵詞中選擇：蝌蚪顏色，尾長，來源地，游泳速度，蝌蚪編號）。根據尾損傷處理情況，將上述3組蝌蚪命名為輕微損傷組（QW）、嚴重損傷組（YZ）和對照組（不損傷，CO），待傷口愈合后進行后續實驗。

數據采集：記錄實驗數據，包括編號、組別、原始尾長、斷尾前游泳速度（V1）、斷尾后尾長以及斷尾后游泳速度（V2）。

實驗結果：

（3）圖3所示實驗數據處理方式中，能支持研究假設的有_______________ 和_____________。

此靶向情境來自非教材教學內容。問題（1）（2）測評學生的實驗設計能力，包括取樣、控制變量和分組依據;問題（3）測評學生運用數學方法分析實驗結果，并得出實驗結論的能力。學生的答題分數可一定程度上反映出學生科學探究的差異，具有測評價值。

4.4 社會責任核心素養靶向情境設計及測評

社會責任心素養水平四的要求是“針對現代生物技術在社會生活中的應用，基于生物學的基本觀點，辨別并揭穿偽科學;制訂并踐行健康生活計劃;向他人宣傳毒品的危害及傳染病的防控措施;參與當地環保建議的討論;能通過科學實踐，嘗試解決現實生活中的生物學問題。”社會責任核心素養圍繞生物技術在生活中應用、健康生活方式、保護生物多樣性等。社會責任核心素養靶向情境來源包括基因工程、克隆技術、細胞工程、酶工程、水和電解質調節、體溫調節、血糖血脂血壓調節、免疫、微生物傳染病、神經調節、內分泌調節、生物多樣性的價值及保護、遺傳病的預防等。

例如利用內分泌調節測評學生社會責任核心素養，具體情境如下（情境改編2015年教育部基礎教育課程教材發展中心“普通高中課程標準核心素養測試題目”）。

[例4]國際禁毒日宣傳周活動期間，某校報擬以“珍愛生命、拒絕毒品”為主題出一期專刊，你準備為校報撰寫宣傳稿件，所以搜集了吸食阿片類毒品（如嗎啡、海洛因等）的吸毒者與健康人的激素檢測結果，如表6。根據表中數據及內分泌系統的知識分析，吸毒對未成年人生長發育造成的危害可能有哪些？你對待毒品的態度是什么呢？

靶向情境來自毒品對人體內分泌調節的影響，問題測評學生了解毒品危害和形成健康生活方式的社會責任。學生答題分數在一定程度上可反映出學生社會責任的差異，具有測評價值。

5 小結與討論

靶向情境是核心素養測評的重要途徑，核心素養本位的靶向情境設計以核心素養為主線，尋找相應的情境。由于核心素養的復雜性，如“參與當地環保建議的討論”“參與社區生物多樣性保護以及環保活動的宣傳和實踐”“能夠在團隊中起組織和引領作用”靶向情境測評難度較大，還需要不斷地研究和改進。

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