學科素養視角下天津市普通高中學業水平等級性考試生物試題特點評析

陳義

2020年，首次高考綜合改革后的天津市普通高中學業水平等級性考試命題平穩順利完成。為“全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務，發展素質教育，推進教育公平”[1]，2020年天津市普通高中學業水平等級性考試生物學試卷（以下簡稱“試卷”）進行了重大調整。試卷結構上，選擇題數量增至12道，增設了材料閱讀題組題；非選擇題信息更貼近科學研究實際，圖表結合，從學科素養角度考核學生的綜合能力。在內容覆蓋上，試卷保持與生物學教學實際和課程改革現狀同向同行，突出基礎性，對學生獲取信息、分析處理數據、解決實際問題的能力考核尤為突出。對生物學科的科學素養和實驗探究能力考核是2020年試卷的重要特點。

一、聚焦主干知識，體現生命觀念

新一輪課程改革以2017年新課標為依據，通過引導學生正確使用教材、深入理解教材中重要的生物學概念及規律，使學生能夠掌握知識之間的內在聯系，在理解或解釋生物學概念的基礎上形成生命觀念[2]。只有深入理解核心概念，學生才能夠在面對新情境時，準確把握情境中展現的生物學問題，迅速實現知識遷移，游刃有余地解決問題。2020年試卷聚焦主干知識，在考試范圍內5個模塊總計27章的教學內容中，涉及22章，章節覆蓋率達81.5%，涵蓋47個知識點。試題重點考查了細胞的結構、細胞代謝、細胞的增殖、遺傳的基本規律、遺傳的分子基礎、動物生命活動的調節、生態系統的功能、基因工程、植物組織培養、微生物實驗培養、動物細胞工程及生物實驗操作等主干知識，體現了結構與功能、物質與能量、穩態與平衡等生命觀念。

試卷充分考慮了疫情防控常態化背景下的實際學情，設計了不同難度梯度的問題。一方面，試題注重基本概念的考查：如試題1考查了動物細胞工程部分的主干知識——核移植受體細胞選取，試題2考查細胞分子組成部分的主干知識——組成多聚體的單體的種類，試題3考查遺傳的分子基礎部分的主干知識——不同核酸的功能，試題13（1）考查生態系統部分的主干知識——生態系統的功能。這些題目聚焦學科的核心概念，并對結構與功能觀、物質與能量觀有所體現。另一方面，試題也在新情境下呈現核心概念，需要考生對概念本質有較深刻的理解，亦即對生命觀念有所領悟，才能實現知識遷移，從而準確作答：如試題5的“半人工光合作用反應體系”新情境，其素材來源于2020年5月8日發表在國際頂級刊物《Science》上的研究成果，該題情景超出教材，但理在書中，其試題設計本質是考查學生對光反應與暗反應的過程與場所是否真正理解。試題14涉及三個細胞間的突觸聯系，這種突觸連接有別于教材上兩個神經元間的突觸結構，要求考生從核心概念出發，進行知識的遷移，考查考生是否真正掌握了突觸的本質和負反饋機制。試題17沒有呈現常見的基因控制表現型情境，而是展示了基因對表達產物蛋白質結構的控制，所有信息都是原始研究數據，綜合在一張表格上，這需要考生對基因與性狀的關系和遺傳的基本規律了然于心，但更需要考生能夠有效分析數據，理清數據間的關系，掌握了數據規律，此題就是最基本的概念題。2020年試卷題目以主干知識的考查為前提，在能力要求上體現出區分度，同時對結構與功能觀、穩態與平衡觀等生命觀念以不同方式實現了考查，詳見表1。

表1 2020年生物等級考試題知識范疇分析表

二、靈活呈現題目，考查科學思維

科學思維是新課程的能力要求之一。作為研究生命現象和生命活動規律的科學，生物學蘊含著人類認識自然現象和自然規律的一些特有的科學思維和探究過程[3]。生物學科考試，旨在引導學生習得生物學知識，獲取生物學研究過程中分析和解決問題的獨特思路和方法，養成科學的思維習慣、科學精神和科學品質[4]。2020年生物試題以多種方式靈活呈現題目，從多個角度考查了科學思維。如試題9~12是新增設的材料閱讀組題。考生需要對看似復雜的背景信息抽絲剝繭，運用分析與綜合的思維方法冷靜篩選信息；試題7細胞分裂、試題8核糖體合成以示意圖的形式呈現信息，若陷于慣性思維，容易選到錯誤答案，考生需要運用批判性思維，跳出思維定式；試題13通過柱狀圖給出科學研究的結果，并通過文字給出由結果推出的假說，要求考生給出驗證假說的實驗思路，考查考生的演繹、推理與創造性思維；試題17以表格形式給出不同小麥與育種目標對應基因表達產物的有無，考生需要綜合運用歸納、概括、演繹、推理思維，分析清楚不同小麥與育種目標的基因型，對思維力度考查要求較高。

對科學思維的考查延續了天津生物高考試卷“能力立意”的命題思路，考生在運用科學思維分析問題時，需要具備較強的獲取信息、分析圖表、知識遷移與綜合運用能力，從而能夠在獲取相關的生物學信息后，結合所學知識對新情境中的問題進行解釋推理，做出合理推斷。

三、巧妙設置情境，落實科學探究

包括實驗設計、數據處理、信息轉化、語言表達等能力要素在內的實踐操作能力是理論聯系實際所必須具備的能力基礎[5]。培養學生實驗與探究能力，既是生物學學科特色的體現，也是新課程理念的要求。試題在實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論方面均進行了考查。對科學探究核心素養的考查體現在各種情境設置中，從而引導學生進入情境，展現科學探究能力。在實驗設計方面，試題13（3）以“假說—演繹”的形式給出科研人員的推測，要求考生完成“演繹”部分，進行實驗設計；試題15（3）給出參照品種的植物激素濃度，要求考生設計要研究的品種應如何確定適宜的植物激素濃度。在方案實施方面，主要考查考生對教材實驗的實施方案是否真正理解，如試題4考查考生對如何準備有絲分裂實驗材料的理解；試題15（4）考查考生對生長素誘導植物生根實驗操作方法的理解。在結果的交流與討論方面，考查考生是否能夠精準把握呈現研究結果的圖表的含義并進行文字描述，如試題10考查考生準確分析研究結果的能力，試題13（2）考查考生用文字準確描述研究結果的能力。另外，試題3雖未涉及科學探究能力的考查，但其以科學史的情境展現考生熟悉的知識，體現了假說提出到驗證的科學探究歷程。

加強科學過程和方法的訓練，培養實驗和探究能力是提高科學探究素養的重要途徑。在試題中充分利用教材中的生物科學探究資源，引導學生理解實驗原理、體驗研究過程、掌握研究方法、提高探究能力，并推動自主設計合理的實驗思路，驗證假設是對科學探究這一核心素養的滲透。

四、緊密聯系實際，凸顯社會責任

理論聯系實際，綜合運用生物學知識解決自然環境和社會生活中的問題，是新課程標準對學生能力的最高要求。試題緊密聯系生產、生活實際，關注對科學技術和社會發展有重大影響、與生命科學相關的突出成就及熱點問題，體現STS（科學·技術·社會）思想，激發引導考生參與個人及社會事務的討論，作出理性解釋與判斷，培養解決生產與生活問題的擔當和能力，形成生態意識，崇尚健康、文明生活方式。在生產方面，試題9、10涉及食品生產，取材于常見調料豆瓣醬的生產過程；試題17涉及面粉的生產，在農業生產方面生產適用性強的高品質專用面粉是考生們沒考慮過的重大課題。在生活方面，試題6與16分別涉及疫苗、糖尿病等與公眾健康密切相關的議題：試題6展現的是人類在制備天花疫苗方面的新進展，在新冠疫情席卷世界的背景下，這一話題格外牽動人心，引導學生增強運用生物科學知識與技術解決重大問題的意愿與信心；糖尿病是現代生活中難以克服的人類常見病癥，這一話題將學科與生活緊密聯系起來，讓學生了解科學研究就在身邊，與自身健康生活密切相關。對科技前沿進展的體現一直是天津高考試卷的特色之一，2020年的等級考試題同樣追蹤學科前沿，試題素材有3項國際頂級期刊上的重要研究成果，一項國家科學進步獎成果。如題11、12展現了中國科學家在利用基因工程進行生物防治方面的杰出貢獻，對考生深入認識基因工程的應用及理解生物防治機理具有積極的作用，激發學生學習生命科學的熱情，增強民族自信心和自豪感。

2020年天津市高中學業等級考生物學試題既關注對教材基礎知識的掌握程度，又通過圖形變換、信息獲取、實驗設計等增加試題區分度，使不同層次學生的差異性得以體現，便于賦分和高校選拔。本試卷作為天津市第一次生物學業水平等級性考試試卷，在分值、題目呈現形式上做了重大調整，但依然秉持關注主干知識、能力立意、注重核心素養等命題思路，為未來中學生物教學及復習提供了重要的參考。