基于理性思維和科學探究的生物真題的研究及備考策略

郭開秀

摘 要：對理性思維和科學探究能力的考查是近兩年浙江高考生物試題的突出特點，然而在實際的備考中，這兩種核心素養尚未在教學實踐中真正落地，教學的針對性和有效性依然有所欠缺。據此，筆者結合2017至2018年浙江省生物選考真題，從基于理性思維和科學探究的視角研究命題的特點，并提出幾點備考策略，以期能起到導向教學高效備考的作用。

關鍵詞：理性思維;科學探究;選考真題;備考策略

一、現象聚焦

圍繞生物學核心素養命題是近幾年高考生物試題的最大特點。以四次選考試卷為例，對學生理性思維與科學探究能力的考查，備受重視，傾向明顯。2017年4月的選考卷的第14、17、18、20題，2017年11月的第23、24、27、28題，2018年4月的第17、18、21、22題，2018年11月的第22、28、30、33題。這16道試題緊緊圍繞思維與探究兩大素養，著重考查獲取新知識和處理信息的能力、思維的能力、分析與解決問題的能力、科學探究能力等方面，四個層級均有涉及，略有側重，內容廣泛，打破模塊界限;在真實的情境中考查學生對問題的分析、綜合、實驗設計、建模等諸多能力。

據此，深入研究命題特點與考查方式，既可以把握生物選考命題的特點與規律，尋求有效備考策略，提高備考效率，又可以切實讓素養在復習備考中真正落地。

二、命題剖析

理性思維是科學探究的重要內涵，科學探究是理性思維的實證過程，兩者互為倚重，相輔相成，進而引導學生關注生命科學與生產生活實踐、生活的聯系，最終形成一定的社會責任意識和義務。據此，筆者將這兩種核心素養的試題合并起來研究，以期能建立二者的相關性。2017、2018年浙江省生物選考試題，通過創設真實而有價值的問題情境，對學生的理性思維和科學探究素養進行了考查。

1.在歸納和演繹中考查理性思維

理性思維是指尊重事實和依據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力，要求學生能運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題，即能對事物或問題進行觀察、比較、歸納、演繹、抽象與概括，逐步發展理性思維，學習科學研究的方法。

2017年4月選考卷的第31題便是以復等位基因、致死現象、伴性遺傳和配子的產生情況等知識為載體，考查了學生獲取信息的能力和理性思維。以本題第（2）小題為例進行分析。根據組合甲，可假設果蠅的翻翅與正常翅與性別無關（位于常染色體上）或有關（位于X染色體上），根據翅形這一性狀雌雄個體數量相等，推出A（a）基因位于常染色體上，并且翻翅為顯性性狀，由于“A是純合致死基因”，并且后代表現出2：1的比例，說明親本的基因型為Aa×Aa。果蠅眼色基因的分布仍可以采用以上方法，得到控制眼色的基因位于X染色體上;由于后代雄果蠅全為乳白色，則母本基因型為XiXi，而后代雌果蠅全部表現為淡色眼，說明淡色眼（t）對乳白色眼（i）為顯性性狀;又根據雜交組合乙，親本中的母本為伊紅眼，而后代雄果蠅出現兩種表現型，說明母本雌果蠅為雜合子，并且伊紅眼（e）對淡色眼（t）為顯性性狀，因而e對t和i為完全顯性，t對i為完全顯性。由此通過了分析和綜合、歸納與演繹便建立了假設與結論之間的邏輯關系。

2.在分析與綜合中考查理性思維

選考試題重視學生選用恰當的方式表達、闡明其內涵，在面對生活與生物學相關的問題并作出決策時，能利用多個相關的生物學大概念或原理，在分析與綜合中發展理性思維，揭示生物學規律或機制，通過邏輯推理闡明個人立場。2018年11月選考卷的第28題便創設問題情境，以希爾反應知識為背景，討論分析用不同濃度的某除草劑分別處理品種甲和品種乙雜草的離體葉綠體，從而對希爾反應的影響。不僅考查了學生的分析與綜合和歸納與演繹等理性思維的核心素養，也同樣考查了學生對光合作用等核心概念的理解。學生作答與實際相聯系，結合有關知識進行分析比較和綜合推理。此分析過程體現出對基礎知識的應用、理性思維和科學探究能力，滲透著學科思想、學科方法、學科能力和科學研究方法。

3.在操作和表達中考查科學探究

科學探究是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果交流與討論的能力。學生應在探究過程中，逐步增強對自然現象的好奇心和求知欲，掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐能力。比如2017年11月的選考卷的第33題，在教材酵母菌實驗為基本模式下，以細胞培養作為情境，就完善實驗思路一空，考查用血細胞計數板計數、臨時裝片制作觀察細胞分裂以及獲取數據的方法。而后的分析和討論又對細胞周期的調控并實施實驗方案的能力以及預期實驗結果、得出結論的能力、作圖（雙坐標）能力和完善實驗思路的書面表達能力進行了考查。

4.在假說和驗證中考查科學探究

生物科學的概念和理論是在實驗觀察和事實的基礎上形成的，可以說生物學是一門大量事實證據來驗證的學問。因此在實驗教學和實驗過程中可以適當的設置多個假說，然后設計實驗來驗證自己的假設。驗證的過程就是促進了學生對實驗材料的選擇、實驗原理、操作目的的理解以及對實驗結果的解釋能力。比如2018年4月選考卷的第33題，主要考查血細胞計數板的使用、體液調節與免疫的實驗設計，該題第（2）小題給出的特定實驗情境為“在驗證胰島素具有降低血糖濃度的實驗設計中，若以小鼠活動狀況為觀察指標”，讓學生基于情境提出可探究的生物學問題，采用假說演繹和推理的方法，從而驗證所提生物學問題的科學性和合理性。

一言以蔽之，生物選考試題凸顯對學生理性思維和科學探究這兩大核心素養的考查，設計的試題注重“基礎性、綜合性、應用性、創新性”精心選擇考點內容，突出主干知識體系和知識間的聯系，不同的模塊和章節有機融合，在一個或多個相關生物學問題的解析和解決過程，實現了知識的整合與遷移。試題向學生提供新知識或原有知識的延伸拓展，要求學生能夠基于試題情境深入思考，運用相關能力解決問題，對有效備考提出了更高的要求。

三、備考策略

1.打破模塊界限，縱橫交織，構建知識網絡

備考時，要高度重視回歸課本，對書本知識的梳理和整合，尤其應加強跨模塊復習，通過不同的切入點，打破各章節的單一知識界限，對教材內容大幅度整合，加強各章節知識點的縱橫聯系，構建知識網絡，培養學生的理性思維，提升備考有效性。比如高三復習的“水專題”，在教學過程中教師引導學生總結產生水的生理過程，如氨基酸形成蛋白質產生水，單糖形成多糖產生水，學生也就發現這些過程都是脫水縮合，這立即用到了歸納的思維;再引導學生進一步思考：其他脫水縮合過程也產生水，如DNA的復制、轉錄等過程，即概括的思維。因而培養學生“歸納與概括”科學思維。當然還可以通過“水的污染”這一內容幫助學生形成生態意識;也可以通過“水對人和動植物的作用”這一內容提升學生向他人宣傳健康生活和關愛生命等相關知識的能力，因此也就幫助學生形成了一定的社會責任意識和義務。這樣的方式方法不僅提升了學生的理性思維和科學探究能力，也培養了學生團隊合作的精神。

2.合理選取科素材，創設問題情境，提升思維和探究能力

傳統教學往往過于抽象，難以形成解決實際問題的能力，只有把抽象問題與真實情境相結合，使問題情境化，才能為學生創設能夠利用所學知識解決真實問題的機會。以“基因突變和基因重組”這一節內容為例（見表3），教師可通過設置問題情境，激發學生的探究欲望，最大程度地減少復習課的枯燥程度，加深學生對概念的理解，提高學生的認知能力，實現知識的內化。該問題以真實情境為主線，引導學生循序漸進地思考、探究相關問題，讓學生主動參與到課堂教學的情境發展中去，極大地調動了學生的思維積極性、主動性，拓展了思維，培養了學生的理性思維和科學探究能力。

3.重視教材實驗，拓展實驗設計，培養科學探究能力

生物學科的科學性質決定了學習方法的特殊性，每年選考試題的設置多以以實驗為載體，對學生的理性思維和科學探究能力提出了更高的要求。而科學探究能力的學習，學生的科學精神和科學態度以及一定的科學方法是必須通過實驗教學來獲得的。所以在教學過程中，教師應在深入研究教材實驗目的、原理和方法的基礎上，創設與教材實驗相類似或相關聯的探究課題，引導學生作進一步的探究。學生能在對生物及相關事物的觀描述過程中發現問題、提出假設、驗證假說、思維判斷、作出解釋并逐步內化為科學探究的核心素養。比如“光合色素的提取和分離”實驗中分組實驗后，引導學生得出收集到的濾液綠色過淺的原因;（1）未加石英砂，研磨不充分;（2）用放置數天的菠菜葉，濾液色素太少;（3）一次加入大量的無水乙醇，提取濃度太低;（4）未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞;（5）點到濾紙條上的色素量少。就各種原因，都可引導學生自主設計對比實驗，實驗完成后，讓不同的學生相互觀察實驗結果的不同，及時進行分析。這樣，將教材實驗作為經典案例，不斷創設出新的探究課題，讓“知行”合一，不僅利于夯實實驗原理等基礎知識，培養學生實驗探究、批判質疑等理性思維能力。

4.挖掘命題意圖，適時點撥舉一反三，提升評講效率

教材的課后習題都有特定的意圖與達成的能力目標，其具有科學性、典型性、示范性的特點，充分利用課后習題能夠幫助學生掌握科學知識、訓練解題技巧、提高思維能力。因此，教師須對課后習題進行充分的解讀，引導學生領會題目背后的知識和能力要求。

教學中學生自主合作學習中難以解決的問題，教師應及時進行指導和拓展，便于學生掌握理解知識。比如（1）噬菌體侵染細菌實驗，教師需通過圖片等形式進行適當補充、拓展。（2）有關蛋白質計算的規律和方法，教師可通過經典的題目引導學生將有關知識點歸類、總結。學生運用不了的知識，教師需要適時點撥。比如自交和自由交配問題，教材知識淺顯，而習題很深，教師可通過對該知識點延伸，配套相應的若干練習，放在一起加以練習比較，使學生有更深刻的理解。教師應明確學生的集中答題誤區和錯題分布，梳理學生不會、易混淆、易出錯的習題，并進行有針對性的試卷講評，把握住學生還對習題熟悉，印象深刻的試劑進行講評，以有效提高學生對習題相關知識點的掌握。注重課堂配套訓練講解技巧，提高課堂教學的有效性要求教師在生物學課程的教學中，以盡可能少的時間、精力和物力，獲取盡可能多的效益。進而在高效的課堂內快速提升學生的理性思維和科學探究能力。

參考文獻

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