應用因果邏輯模型 提升學科核心素養
—— 對2018年全國卷相關考題的剖析

重慶

因果邏輯是邏輯思維的基礎，邏輯思維能力是科學思維的基礎，是分析問題、解決問題（科學探究）的關鍵能力，是學生形成科學觀念的重要前提，也是學生踐行社會責任的行動指南。筆者通過剖析2018年高考生物全國卷因果類考題，從而建構因果邏輯類考題模型，有利于提升學生的學科核心素養。

一、通過高考試題實現對邏輯思維能力的考查是教育改革與發展的要求

1.“掌握適應時代發展需要的基礎知識和基本技能，豐富人文積淀，發展理性思維，不斷提升人文素養和科學素養。”——《普通高中課程方案（2017年版）》

2.“生物學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。”——《普通高中生物學課程標準（2017年版）》

3.“根據普通高等學校對新生思想道德素質和科學文化素質的要求，依據中華人民共和國教育部2003年頒布的《普通高中課程方案（實驗）》和《普通高中生物課程標準（實驗）》，將理解能力、實驗與探究能力、獲取信息的能力和綜合運用能力，確定為考核目標。”——2019年《普通高等學校招生全國統一考試大綱》及《普通高等學校招生全國統一考試大綱的說明》

4.“依據高校人才選拔要求和國家課程標準，科學設計命題內容，增強基礎性、綜合性，著重考查學生獨立思考和運用所學知識分析問題、解決問題的能力。”——《國務院關于深化考試招生制度改革的實施意見》

二、因果邏輯思維的模型及變式

圖

三、因果邏輯模型的分類及特點

1.因果邏輯模型的考查可依據因果復雜程度分為一元因果和二元因果兩種類型。一元因果的特點是只涉及一次因果邏輯；二元因果通常表現出“前果后因”的特點，即第一次邏輯關系的結果即為第二次邏輯關系的原因。

2.因果邏輯模型在表述順序上通常可分為“先因后果”（正序）和“先果后因”（倒序）兩種類型。

3.因果邏輯模型在問題設置時常表現為“知因問果”“依果覓因”和“知因果求原理”三種類型。

四、因果邏輯類試題解題策略的步驟

應用因果邏輯模型解答有關試題的策略可以分成四步：讀題時明辨“因果信息”；析題時建構“因果模型”；答題時依循“因果模型”；驗題時厘清“因果邏輯”。

【例1】（2018年，全國卷Ⅲ，第30題節選）回答下列與蛋白質相關的問題：

（2）通常，細胞內具有正常生物學功能的蛋白質需要有正確的氨基酸序列和_________結構。

【參考答案】空間

【解題過程】第一步：讀題時明辨“因果信息”。題中的“果（功能）”是正常生物學功能的蛋白質，“因（結構）”是正確的氨基酸序列和__________結構。第二步：析題時建構“因果模型”。依據讀題所得信息，本題在表述時為典型的“先果后因（倒序）型”，設問方式為“依果覓因”，屬于一元因果類型，由此在解題時可以建構出本題的“因果模型”：。第三步：答題時依循“因果模型”。通過建構模型，可知蛋白質的結構決定功能，功能正常的蛋白質必須要有正確的結構，蛋白質的結構包括平面結構和空間結構，氨基酸的序列為蛋白質的一級（平面）結構，因此本題的正確答案為空間結構。第四步：驗題時厘清“因果邏輯”。答題完成后，該題的完整因果邏輯為因為細胞內蛋白質具有正確的氨基酸序列和空間結構，所以細胞內蛋白質生理功能正常。

【例2】（2018年，全國卷Ⅲ，第30題節選）回答下列與蛋白質相關的問題：

（2）某些物理或化學因素可以導致蛋白質變性，通常，變性的蛋白質易被蛋白酶水解，原因是___________________________。

【參考答案】蛋白質變性使肽鍵暴露，暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸，使蛋白質降解

【解題過程】第一步：讀題時明辨“因果信息”。題中的“果（結果）”是易被蛋白酶水解，“因（條件）”是蛋白質變性。第二步：析題時建構“因果模型”。依據讀題所得信息，可發現本題在表述時為“先因后果（正序）型”，設問方式為“知因果求原理”，該題的“因果模型”為二元因果模型：。第三步：答題時依循“因果模型”。分析模型中的條件（蛋白質變性）可知，蛋白質變性主要改變的是蛋白質的空間結構，而蛋白質的一級結構（氨基酸脫水縮合形成肽鍵生成多肽）沒有改變；因此未變性蛋白質具有空間結構與一級結構，變性蛋白質只具有一級結構，所以二者被水解的難易度應該是由空間結構是否發生改變（自變量）引起的。分析模型中的結果（蛋白質被蛋白酶水解）可知，蛋白酶分解蛋白質生成的產物是多肽或氨基酸，其作用對象為肽鍵，蛋白質被水解的難易程度與肽鍵有關。綜合分析可得出答案：蛋白質變性使肽鍵暴露，暴露的肽鍵易與蛋白酶接觸，使蛋白質降解。第四步：驗題時厘清“因果邏輯”。答題完成后，厘清本題的完整因果邏輯為某些物理或化學因素可以導致蛋白質變性，因為變性，蛋白質的空間結構改變，所以蛋白質的肽鍵暴露；因為肽鍵暴露，所以蛋白酶易與之結合，使變性的蛋白質易被水解。

五、因果邏輯模型綜合運用典例剖析

【典例】（2018年，全國卷Ⅰ，第31題）題干略

（1）該同學發現，與a相比，b處理后實驗兔尿量減少，其主要原因是_____________________________________________________________。

【參考答案】垂體提取液中含有抗利尿激素，促進了腎小管和集合管重吸收水

【模型分類】①二元因果；②先果后因（倒序）；③知因果求原理。

【解題策略】（下劃線斜體字為題目要求作答內容）

（2）題第一空：c處理后，腎小管腔內液體的滲透壓會升高，實驗兔的尿量會_____________________。

【參考答案】增加

【模型分類】①二元因果；②先因后果（正序）；③知因問果

【解題策略】（下劃線斜體字為題目要求作答內容，雙刪除線為隱藏內容）

（2）題第二空：取尿液加入斐林試劑做尿糖定性實驗出現磚紅色，說明尿液中含有_______________________________________。

【參考答案】葡萄糖

【模型分類】①二元因果；②先果后因（倒序）；③依果覓因。

【解題策略】（下劃線斜體字為題目要求作答內容，雙刪除線為隱藏內容）

（3）若某實驗兔出現腹瀉，尿量減少現象，導致尿量減少的主要原因是血漿滲透壓升高，刺激了存在于_____的滲透壓感受器，從而引起尿量減少。

【參考答案】下丘腦

【模型分類】①二元因果；②先果后因（倒序）；③知因果求原理。

【解題策略】（下劃線斜體字為題目要求作答內容，雙刪除線為隱藏內容）

六、應用因果邏輯模型，提升學生學科核心素養

對邏輯思維能力的考查是生物高考試卷命題的必然趨勢，考查邏輯思維能力的試題在全國卷中的分布范圍、分值比例呈逐年上升的狀態。以建構模型的方式來分析、思考、練習，不僅可以讓學生快速掌握答題技巧，還能培養學生的學科核心素養。

1.應用因果邏輯模型，能夠促進學生形成生命觀念。因果邏輯模型的建構過程是學生形成結構與功能觀的過程；因果邏輯模型的運用過程是運用生命觀念認識生物的多樣性、統一性、獨特性和復雜性的過程，是形成科學的自然觀和世界觀，并以此指導探究生命規律，解決實際問題的過程。

2.應用因果邏輯模型，有利于培養學生科學思維。基于高考試題的模型與建模過程，是學生科學與熟練地運用歸納與概括、演繹與推理等思維方法的過程，是體現尊重事實與證據，崇尚嚴謹的科學態度的過程；因果邏輯模型的運用過程是秉承科學態度、運用科學方法，認識事物、解決實際問題、解釋生命現象的過程。

3.應用因果邏輯模型，有利于培養學生的科學探究能力與社會責任感。因果邏輯模型的建構與運用過程是學生針對特定的因果事例，進行觀察、分析、探究、表達、交流的過程，是一個充滿好奇心與求知欲的過程。運用生物學知識與方法解決生產、生活實際問題的過程，是高效培養學生科學探究能力與社會責任感的過程。