生命觀念素養的考查分析及教學啟示
——以2019 年全國卷部分試題為例

四川 申定健

《普通高中生物學課程標準（2017 年版）》（以下簡稱《課程標準》）將生物學學科核心素養水平劃分了四個等級，以準確刻畫學生學業質量和學業成就表現，并以此作為考試命題的重要依據。生命觀念作為生物學學科核心素養的重要組成之一，不僅是生物學學科核心素養的標志，更是高考生物試題滲透考查的關鍵素養。筆者以2019 年全國卷部分生物試題為例，嘗試從生命觀念素養水平的考查進行分析，以求把握高考的教學導向，為培養學生生命觀念素養提出教學建議。

1.生命觀念素養和素養水平等級劃分

1.1 生命觀念素養定義和類群

“生命觀念”是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是人們經過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學相關事件和現象的意識、觀念和思想方法。基于不同生物學概念，學生會養成不同的生命觀念，包含了結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀等，每種觀念類群均能體現學生生命觀念素養的發展水平。

1.2 生命觀念素養水平等級劃分

以《課程標準》中學生生命觀念素養的學業質量水平為依據，將生命觀念素養劃分為四級水平，如下表所示。生命觀念素養的每一級水平代表著學生不同發展水平，具體體現為學生在不同復雜程度的問題情境中運用不同的生命觀念解決實際問題的水平差異，素養水平逐級提升。一、二級水平要求學生解決實際問題的情境相對簡單，素養水平層次相對較低，三、四級水平則要求較高，但均作為高考的素養考查要求和命題依據。

生命觀念素養四級水平細化表

2.基于生命觀念素養四個水平考查的高考試題分析實例

2.1 一級水平考查

【例1】（2019 年，全國卷Ⅲ，第1 題）下列有關高爾基體、線粒體和葉綠體的敘述，正確的是 （ ）

A.三者都存在于藍藻中

B.三者都含有DNA

C.三者都是ATP 合成的場所

D.三者的膜結構中都含有蛋白質

【答案】D

【分析】本題以高爾基體、線粒體和葉綠體三種重要的細胞器為情境載體，要求從三種細胞器的分布、結構組成和功能角度比較三者異同點，歸屬于“運用結構與功能觀說明細胞器的多樣性和統一性”，考查生命觀念素養一級水平。

2.2 二級水平考查

【例2】（2019 年，全國卷Ⅲ，第4 題）若將n 粒玉米種子置于黑暗中使其萌發，得到n 株黃化苗。那么，與萌發前的這n 粒干種子相比，這些黃化苗的有機物總量和呼吸強度表現為 （ ）

A.有機物總量減少，呼吸強度增強

B.有機物總量增加，呼吸強度增強

C.有機物總量減少，呼吸強度減弱

D.有機物總量增加，呼吸強度減弱

【答案】A

【分析】本題以玉米種子置于黑暗中萌發得到的黃化苗為試題情境載體，要求對比分析黃化苗與干種子的細胞物質代謝和細胞呼吸強度變化過程，屬于“能運用物質與能量觀，說明細胞呼吸中的物質與能量轉換”，考查生命觀念素養二級水平。

2.3 三級水平考查

【例3】（2019 年，全國卷Ⅲ，第31 題）回答下列與種群數量有關的問題。

（1）將某種單細胞菌接種到裝有10 mL 液體培養基（培養基M）的試管中，培養并定時取樣進行計數。計數后發現，試管中該種菌的總數達到a時，種群數量不再增加。由此可知，該種群增長曲線為________型，且種群數量為________時，種群增長最快。

（2）若將該種菌接種在5 mL 培養基M 中，培養條件同上，則與上述實驗結果相比，該種菌的環境容納量（K 值）________（填“增大”“不變”或“減小”）。若在5 mL 培養基M 中接種該菌的量增加一倍，則與增加前相比，K 值________（填“增大”“不變”或“減小”），原因是______________________________。

【答案】（1）“S”a/2（2）減小 不變

K 值是由環境資源量決定的，與接種量無關

【分析】本題以某種單細胞菌在有限的液體培養基中種群數量變化為情境材料，要求依據種群“S”型增長曲線原理分析種群增長速率，分析并解釋環境資源量（液體培養基體積）與種群增長K 值的變化關系，屬于“能運用穩態與平衡觀，解釋說明種群水平的穩態維持和調節機制、種群數量的平衡原理”，考查生命觀念素養三級水平。

2.4 四級水平考查

【例4】（2019 年，全國卷I，第29 題節選）將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干早處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，葉片氣孔開度減小。回答下列問題。

（3）有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA 引起的。請以該種植物的ABA 缺失突變體（不能合成ABA）植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。

【答案】取 ABA 缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經干旱處理后，再測定氣孔開度。預期結果是干旱處理前后氣孔開度不變；將上述干旱處理的 ABA 缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進行 ABA 處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預期結果是ABA 處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。

【分析】本題第（3）小題給定“干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA 引起的”這一新的問題情境，要求以ABA 缺失突變體植株為材料，設計實驗來驗證該結論，需要運用適應觀闡釋生物與環境的關系，在新的問題情境中能以適應觀為指導，解釋干旱條件下ABA 能調節氣孔開度，探究氣孔開度變化的規律，歸屬于“基于進化與適應觀，能夠將科學、技術、工程學和數學綜合運用于實驗探究中，解決生產中的實際問題”，考查生命觀念素養四級水平。

3.基于生命觀念素養水平培養的教學啟示

3.1 充分挖掘教材中的觀念素材，構建生命觀念

教材是教學的第一手資料，也是高考命題的重要資料。無論在新授課還是在復習課中，教師都要充分挖掘教材中的觀念素材，針對四大生命觀念類群進行專項訓練。

3.1.1 結構與功能觀

高中生物學教材體現結構和功能觀的教學內容眾多，但觀念不是單純的知識傳授和學習就能養成的。在復習教學中，教師應該指導學生運用結構與功能觀對已學過的知識進行整理、歸納和拓展，并以此來指導分析和解決學科問題，同時拓展到解決生產生活中的實際問題。例如，在復習“生態系統及其穩定性”時，教師可先指導學生梳理基礎知識，再以結構與功能觀來統領整章知識內容。從邏輯關系上看，本章內容依據結構與功能觀展開陳述，先講解生態系統的結構，包括生態系統成分、食物鏈和食物網，然后闡述能量流動、物質循環、信息傳遞這生態系統三大功能。教材明確指出食物鏈和食物網是生態系統的物質循環和能量流動的渠道，體現了結構決定功能、功能與結構相適應的辯證關系。生態系統穩態的實質是生態系統的結構和功能保持相對穩定的狀態，而穩態的形成又依賴于生態系統結構和功能的相互作用，通過自我調節來實現。只要把握好結構和功能的主線，主干知識顯而易見。可見，運用結構與功能觀來構建知識體系，不失為章節復習的有效方法。

3.1.2 進化與適應觀

基于前期學習，學生已經熟悉生物進化是一個從簡單到復雜、從水生到陸生的演化過程，但對于進化與適應過程中生物多樣性與統一性的關系，“自然選擇”觀點的辨析還存在疑惑。因此，教師應結合具體實例，讓學生理解“適應是自然選擇的結果”，科學解釋生物多樣性與統一性形成的原因。例如，近年多地出現的“超級細菌”——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA），其極強的耐藥性幾乎能夠抵抗所有的抗生素，造成患者肺部感染而死亡。教師可針對“超級細菌”的極強耐藥性，讓學生思考濫用抗生素與細菌耐藥性增強的聯系，同時從進化與適應角度解釋“超級細菌”及其潛在的危害，樹立學生公共衛生意識和社會責任感。復習教學時，教師還可以順勢拋出開放性問題：有什么方法能有效阻止“超級細菌”的出現？提出可行的解決方案。在實際問題情境中，學生運用已學知識分析并解決問題，既活躍了課堂氣氛，又建構了生命觀念。

3.1.3 穩態與平衡觀

從細胞到生態系統，每個生命系統都是一個穩態平衡的系統，都通過調節來實現穩態平衡。在復習教學中，教師有針對性地滲透穩態與平衡觀，有助于學生全面系統地分析生命現象，真正理解生命的本質，樹立正確的生命觀念。以“生態系統穩定性”為例，可采用“材料分析+問題指引”的方式進行復習。材料：①一場火災后，森林中各種群密度降低，但由于光照更加充足、土壤無機養料增多，許多種子萌發后，會迅速長成新植株；②當森林遭受持續干旱時，植株往往會擴展根系的分布空間，保證獲取足夠的水分，維持生態系統正常的功能；③硫循環的穩態被破壞，會形成酸雨，酸雨可損害植物新生的葉芽，影響植物生長發育，導致森林生態系統的退化，嚴重威脅生物圈的穩態，最終影響人類自身生存。問題：材料①②分別說明了什么類型的生態系統穩定性？材料③說明生態系統的穩定性有什么特點？為了讓森林資源可持續發展，結合生態平衡原理，對于森林資源應該怎樣合理利用？

3.1.4 物質與能量觀

對于物質與能量觀這一觀念類群教材所涉及的相關素材有細胞呼吸、光合作用、生態系統的營養結構、物質循環、能量流動的規律、信息傳遞功能、生態系統抵抗力和恢復力穩定性等內容。內容層層遞進，在復習教學中，教師可引導學生從物質與能量觀角度來構建知識體系。如教師可讓學生以植物葉肉細胞為例，結合光合作用和細胞呼吸過程，以“細胞呼吸和光合作用相互之間以及各自與環境之間在物質上有何聯系？光能在植物細胞內能進行怎樣的轉化？”等問題為指引，在細胞水平上理解物質轉移和能量轉換的過程。再以“能量輸入個體后，可能有哪些去向？種群水平上輸入的能量可能有哪些去向?與個體水平有什么區別？在食物鏈中，輸入種群的能量會有哪些轉移和轉換途徑？”等一系列問題引導學生嘗試從個體逐步上升到種群水平，同時構建生態系統能量流動過程。以“用14C 標記CO2，在足夠長的時間下，生態系統中的哪些成分可能存在14C？”這一問題引導學生結合上述總結和相關素材，構建碳循環過程。最后，通過“生物體內部以及生物和環境之間物質的轉移有什么不同和聯系？能量流動的渠道是什么？能量流動和物質轉移之間有什么聯系？生態系統維持穩態可以體現在哪些方面？”等一系列問題幫助學生理解各種概念之間的內在聯系，既實現了知識的整體構建，又促進了物質與能量觀的養成。

3.2 注重生物核心概念教學，內化生命觀念素養

教學要以生命觀念為統領，以概念聯系問題為指引，采用多種方式（如實驗分析和歸納、文字信息獲取、圖形分析等）建構概念之間的內在聯系，再讓學生運用文字、符號、圖示等將這些概念形成一定的組織架構，以思維模型表現出來，再讓學生通過模型分析逐漸抽象出生命觀念。以光合作用和酶的核心概念教學為例，可以以科學家發現史作為情境材料，對科學家的研究歷程進行角色扮演，讓學生體會科學探究的過程，使核心概念的各個要素生動地呈現出來，達到在深刻理解概念的基礎上內化生命觀念素養的目的。

3.3 注意素養水平遞進關系，分級培養生命觀念素養

教學要促成學生生命觀念素養的形成，準確刻畫學生思維素養水平是前提，而素養的一、二級水平又是三、四級水平發展的基礎，教學就更應注意學生生命觀念素養水平發展的遞進關系。依據《課程標準》中素養水平標準和要求，將思維素養細化為四個等級，準確把握素養水平的遞進關系，有助于準確評價學生素養水平，從而提高教學的針對性和實效性。

3.4 創設真實情境，促成學生生命觀念素養養成

生命觀念是生物學科所特有的關鍵素養。有研究表明，運用正確生命觀念指導問題的提出，恰當選取研究素材，創設真實的問題情境，是促進學生生命觀念養成的良好途徑。就高考考查生命觀念素養水平而言，試題素材大部分來源于教材，試題創新了考查問題的情境，真實的生物學問題分析才能有效檢測學生觀念素養水平。在復習教學中，教師可從教材多個實驗中的研究背景、目的意義、材料選取、方法運用、步驟解析、現象結果、結論交流等方面進行有選擇的情境創設，使學生在真實的生物學情境中促進生命觀念素養的養成，運用相應的概念、原理和方法來解決生產生活實際問題。