核心素養立意的高中遺傳學試題命制策略

林 英

（廈門集美中學，福建 廈門 361021）

隨著《普通高中生物學課程標準（2017 版）》（下文簡稱“課程標準”）以及《中國高考評價體系》的頒布，生物學學科核心素養不僅成為高中生物學課程目標，同時成為生物學高考試題的考查目標。2016 年以來，全國高考生物學試題凸顯生物學學科核心素養的考查，其中遺傳學試題考查學生面對復雜問題時，能以生物學思想觀點為指導，運用生物學相關知識、方法及思維方式高質量地認識問題、分析問題、解決問題的綜合品質。［1］可以說，高中遺傳學試題（下文簡稱遺傳題）是考查學生生物學學科核心素養發展的重要手段。筆者嘗試以一道原創的市質檢的遺傳題為例，闡述核心素養立意的遺傳題命制策略。

一、命題素材的收集與選擇

命題素材的收集和選擇是編制原創試題的第一步。實驗過程、實驗現象和實驗數據等素材是命題的依據和基礎。合適的素材能激發命題者的靈感，編制出知識、能力及素養相融合的試題。可以說，獲得好的命題素材，試題命制成功一半。

（一）命題素材的來源

遺傳題命制素材來源一般有三個方面：一是收集自中學學生學習用書、教師教學用書及大學生物學專業教科書。近年高考全國卷的遺傳題常常源于教材。如2017 年遺傳題的背景“羊的白毛和黑毛這對相對性狀”，出現于人教版《高中生物·必修2·遺傳與進化》第8 頁。本市質檢命題素材多源自教科書中“拓展題”等欄目。二是從全國各地高考遺傳題中獲得。如挖掘全國卷、北京卷及浙江卷遺傳題的背景資料，可以編制成非常不錯的試題。三是通過上網查閱、下載有關生物學科技論文獲得。生物學科技論文是命題素材的主要來源，在一定程度上保證試題的科學性及權威性。本文例題的命題素材就是來自遺傳學學術期刊，該實驗思路清晰、設計合理，且提供實驗數據分析，科學性強。

2.命題素材的選擇

生物學科技論文有很多，但不完全皆適合作為命題素材，需要精心選擇。從遺傳題命制角度看，需要生物學科技論文是針對性狀遺傳，遺傳方式要符合遺傳基本規律，這樣的素材才能很好地契合高中遺傳學課程，成為實現考查目標的載體。上述例題所用的生物學科技論文是闡述豌豆葉綠素突變體遺傳特性的研究，研究結果表明，控制突變性狀的基因是單隱性核基因，遺傳方式符合基因分離定律，這些與高中學生的遺傳學知識及能力水平相適應。同時突變性狀為黃化致死突變，突變基因具有不完全顯性的特點，這是該素材特有的，為命題提供拓展和應用的空間，并體現命題的獨特性和新穎性。總的來說，選擇命題素材時應該關注適合性與新穎性。

二、試題情境的創設

試題情境是實現素養考查目標的載體，創設合理的試題情境能有效地激發學生思考與作答。試題情境是聯系試題的背景素材與考查目標的“紐帶”。課程標準要求試題情境應聯系現實問題或熱點問題，做到科學、真實、新穎及適當，有一定的信息量和合理的復雜度。［2］《2019 年普通高等學校招生全國統一考試大綱》明確要求生物學高考試題應理論聯系實際，關注生物學知識在日常生活、生產實踐等方面的應用。這些都為試題情境的創設指明了方向。為此，創設試題情境時，需要精心地打磨試題素材，凸顯試題情境的簡約性與有效性。

1.試題情境的簡約性

學生是從閱讀、理解試題情境開始解題過程的。由于考試時間有限，因此試題情境一定要簡潔明了，避免學生在閱讀情境方面花費過多時間。

生物學科技論文一般較詳細地記錄科學實驗過程、實驗步驟復雜，不能照搬作為試題的情境。在確保試題科學性的基礎上，命題者必須從論文中選擇與學生知識和能力水平相契合的實驗現象與實驗數據，并加以簡化處理為試題情境。本文例題所用的生物學科技論文對突變體有相應的學術專有名稱，并闡述突變體獲得的方法。為減少學生讀題干擾，創設試題情境時，“以野生型豌豆為材料利用基因編輯技術獲得兩株單基因突變植株甲與乙”簡要地描述突變體的名稱及其獲得的方法。此外，試題情境創設時，僅保留了論文最基本的一組雜交實驗數據，即突變植株甲自交后代的表現型及比例，使得試題情境簡明扼要，確保學生讀題順暢，迅速“入題”。

2.試題情境的有效性

試題情境說明試題的背景及需要解決的問題，同時隱含著解答問題需要的條件。追求試題情境簡約性的同時，要強調試題情境的有效性。所謂有效性是指在尊重原論文基礎上，試題情境應該為問題設置服務，為素養目標的考查服務，為學生解決問題服務。因此，創設試題情境時，與學生解決問題無關的信息盡量刪除，但有用的信息一個也不能少。例如本文例題（見圖1）情境闡述了“黃色葉片植株出苗10 天后自然死亡”，這個信息對學生的解題很重要，要保留。由于試題的問題設置要考查到不同性狀個體的雜交，試題情境僅說明突變體的葉片顏色的性狀，所以增加了備注“突變型植株的其他性狀均由純合野生型基因控制”。為學生解決問題提供有效的信息，同時也提醒學生關注有用的信息。

圖1

總之，創設試題情境時，需要在尊重科學性、真實性的基礎上，關注簡約性和有效性，并不斷打磨，使得文字表達通順，沒有邏輯上的錯誤，不產生歧義，盡量掃除學生讀題障礙。

三、試題問題的創設

創設試題問題是原創命題的核心環節。要實現試題從知識能力目標考查發展到素養目標的考查，不是知識難度的加深，而是在真實、復雜的情境下巧妙地創設解決問題的角度和方向，激發學生積極、深入地思考，靈活應用所學知識解決問題。在解決問題的過程中，讓學生通過文字表達，外顯思維過程，考查學生的生物學學科核心素養水平。

1.以重要概念為載體達成生命觀念的考查

生命觀念是學生在高中階段生物學知識學習基礎上進一步抽象和概括后所形成的觀念和思想方法。［3］本文例題的第（1）小題，要求學生以試題情境中的甲的自交后代的性狀分離比例，判斷甲是否為雜合子，再計算F1 植株自交所得F2 的成熟植株中突變基因的基因頻率。這一小題的設置，其實質是考查學生對基因分離規律和基因頻率等概念的理解與應用。第（2）小題以莖的高度和葉片顏色的兩對相對性狀，考查基因自由組合定律的實質。第（3）小題實驗設計考查基因定位的問題。可以說，這三個問題的設置是圍繞重要概念“闡明有性生殖中基因的分離和自由組合使得子代的基因型和表型有多種可能，預測子代的遺傳性狀”，具有層次性。這些問題的解決有助于學生正確理解重要概念，并能夠遷移應用，旨在引導學生領悟“生物是通過生殖、發育和遺傳實現生命的延續和種族的繁衍”。

2.科學方法的應用凸顯科學思維的考查

科學思維是指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。［2］遺傳是生命體的顯著特征，彰顯生命的特質，遺傳學發展過程充分體現嚴謹的科學思維和人類認知生命規律的探究精神。由于遺傳學的學科特色，考查遺傳學的試題必然是實現科學思維考查目標的重要途徑。本文例題中的第（1）小題要解決基因頻率的計算，需要學生結合基因分離定律，運用數學概率理論進行推理判斷。第（2）小題要求學生應用假說－演繹法驗證兩對基因是否獨立遺傳，注重演繹推理思維的考查。第（3）小題設置復雜的情境，需要學生綜合應用基因在染色體上、減數分裂、基因分離定律等知識，創新性地運用圖解法解決問題，指向模型與建模、批判性思維等高層次思維的考查。要解決這個問題，學生可以假設兩個突變基因位于1 號染色體的相同位置，那么這兩個突變基因與野生型相應的基因為復等位基因，假設野生型基因為A，突變甲基因為a，突變乙基因a′，并把基因標注在染色體上，用圖解去演繹推理甲乙雜交的預期結果（如圖1）。同時假設兩個突變基因位于1 號染色體的不同位置，那么這兩個突變基因為同源染色體上的非等位基因，演繹推理得到另一個預期結果（如圖2）。對兩個預期結果進行比較，找出差別，并轉化成文字來說明兩種假設下的雜交組合后代的表現型及比例，才能得出答案。整個解題過程需要運用比較分析、演繹推理、模型與建模、批判性思維等思維方法。

圖1 突變基因位于相同位置上的遺傳圖解

圖2 突變基因位于不同位置上的遺傳圖解

3.設計雜交實驗強化科學探究的考查

科學探究是能夠提出問題、做出假設、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。［3］本文例題的第（2）小題要求學生根據題意，選擇合適的植株進行雜交實驗，推測雜交后代的表現型及比例，探究兩對基因是否獨立遺傳，考查科學探究的實驗設計和預期結果交流的能力。第（3）小題在第（2）小題的基礎上，要求學生利用遺傳的雜交實驗，探究兩個突變基因是否位于同一染色體的相同位置，進一步考查預期實驗結果及得出結論的能力。可以說，該試題強調科學探究的考查。

總之，問題的設置需要關注層次性、邏輯性、指向性及創新性，同時融合遺傳學特點，突出考查生命觀念、科學思維、科學探究等生物學學科核心素養。

試題是評價學生學業成就的重要方式，試題的考查目標和考查方向的提升和改進，既促進學生生物學學科核心素養的發展，也促進教師教學水平的提高。如何命制基于核心素養的遺傳學試題，尚值得深入研究。