新高考評價體系下生物學(xué)情境化試題研究及備考策略

湖北 龐 淳

山東、浙江等地近兩年的高考真題、模擬題及2021 年1 月結(jié)束的新高考八省（市）聯(lián)考適應(yīng)性考試試題體現(xiàn)了新時代高考由傳統(tǒng)的“知識立意、能力立意”評價模式向“價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導(dǎo)向、能力為重、知識為基”評價模式的轉(zhuǎn)變。這些試題能準(zhǔn)確定位“立德樹人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”的核心功能，著力考查了“核心價值、學(xué)科素養(yǎng)、關(guān)鍵能力和必備知識”的“四層”內(nèi)容，鮮明彰顯了“基礎(chǔ)性、綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性”的“四翼”考查要求。這些試題共性特點就是情境化。試題通過設(shè)置農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐、科學(xué)實驗探究、醫(yī)療衛(wèi)生健康等情境，考查考生綜合運用生物學(xué)知識解決實際問題、在新穎的情境中完成探究性或開放性的任務(wù)以及能基于新證據(jù)得出新結(jié)論的素養(yǎng)。歸根結(jié)底，情境化試題的信息及設(shè)問能很好地考查考生在不同復(fù)雜情境下解決問題的能力，是基于學(xué)科核心素養(yǎng)下的體現(xiàn)新高考評價體系的直接載體。

高三沖刺階段的復(fù)習(xí)備考應(yīng)在深度研究情境化試題的基礎(chǔ)上，有效實施復(fù)習(xí)策略、強化學(xué)生能力培養(yǎng)、提升解決問題素養(yǎng)，從而適應(yīng)新時代高考改革的要求。

一、一道情境化試題的深度剖析

【例1】黃芪多糖（APS）具有很好的降血糖作用。為了探究黃芪多糖的降糖機理，科研人員先用高熱量飼料飼喂小鼠8 周后，用小劑量鏈脲佐菌素注射小鼠，2 周后測定其血糖和血清胰島素含量，篩選獲得Ⅱ型糖尿病模型鼠。利用Ⅱ型糖尿病模型鼠進行APS 降糖實驗，主要處理及實驗結(jié)果如下表（其中GLUT4 為葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白）。請回答：

（1）胰島素可促進組織細胞________________________，從而實現(xiàn)降血糖功能。

（2）在培育Ⅱ型糖尿病模型鼠的過程中，長時間飼喂高熱量飼料，可引起胰島B 細胞代償性增殖，_______增加，最終導(dǎo)致小鼠產(chǎn)生胰島素抵抗。再給胰島素抵抗小鼠注射小劑量鏈脲佐菌素以殺死部分______________，快速獲得Ⅱ型糖尿病模型鼠。

（3）本實驗中，比較第1、3 組實驗結(jié)果說明______________；比較第1、2、4 組實驗結(jié)果可知，中藥APS 降血糖的機理是___________________________。

（4）本研究中制造Ⅱ型糖尿病模型鼠的過程給健康生活上的啟示是____________________。

【答案】（1）攝取、利用和儲存葡萄糖（2）胰島素分泌 胰島B 細胞（3）APS 對正常小鼠的血糖平衡調(diào)節(jié)幾乎沒有影響 提高GLUT4 表達量，加速細胞攝取葡萄糖（4）控制高熱量食物的攝入

【解析】（1）胰島素是唯一可以降低血糖的激素，胰島素可促進組織細胞攝取、利用和儲存葡萄糖，進而降低血糖濃度。（2）長時間飼喂高熱量飼料，可引起胰島B 細胞代償性增殖，胰島B 細胞數(shù)目增加，導(dǎo)致胰島素分泌量增加，最終導(dǎo)致小鼠產(chǎn)生胰島素抵抗。給胰島素抵抗小鼠注射小劑量鏈脲佐菌素殺死部分胰島B 細胞，使胰島素濃度恢復(fù)正常水平，即可快速獲得Ⅱ型糖尿病模型鼠。（3）1、3 組實驗自變量是是否灌喂APS 溶液，實驗結(jié)果幾乎沒有變化，說明APS 對正常小鼠的血糖平衡調(diào)節(jié)幾乎沒有影響。2、4 組實驗自變量是糖尿病模型鼠是否灌喂APS 溶液，胰島素濃度幾乎沒有變化，GLUT4 相對表達量明顯增加，說明APS 對糖尿病模型鼠是通過提高GLUT4 表達量，加速細胞攝取葡萄糖來降低血糖濃度的。（4）制造Ⅱ型糖尿病模型鼠的過程給我們健康生活上的啟示是控制高熱量食物的攝入，降低患病概率。

【分析】本題以“探究實驗”“生命健康”為載體，以正常鼠和糖尿病模型鼠的藥物對照實驗為情境，考查動物生命活動調(diào)節(jié)中的血糖平衡的調(diào)節(jié)相關(guān)內(nèi)容。

“四層”內(nèi)容體現(xiàn)如下：

（1）核心價值：通過對人體血糖平衡這一穩(wěn)態(tài)維持的考查，引導(dǎo)考生正確理解生命的價值，尊重和熱愛生命，養(yǎng)成健康的生活方式；題目情境中的中藥黃芪治療糖尿病的信息，體現(xiàn)中醫(yī)的傳承和價值，體現(xiàn)了社會主義核心價值觀和家國情懷。

（2）學(xué)科素養(yǎng)：通過第（1）問對胰島素的生理作用的設(shè)問、第（2）問對獲得Ⅱ型糖尿病模型鼠的生理分析，促使考生利用穩(wěn)態(tài)與平衡觀、結(jié)構(gòu)與功能觀答題；通過第（2）問培育Ⅱ型糖尿病模型鼠的生理分析，考查考生基于科學(xué)實驗事實、數(shù)據(jù)進行符合邏輯的推理與判斷、比較與分類、分析與綜合的科學(xué)思維；通過第（3）問對實驗結(jié)論的描述，考查考生在給出實驗?zāi)康摹嶒灧桨浮嶒灲Y(jié)果的基礎(chǔ)上得出實驗結(jié)論的科學(xué)探究能力；通過第（4）問該實驗在健康生活上的啟示設(shè)問，考查考生健康、文明的生活方式和珍愛生命的社會責(zé)任，以響應(yīng)新時代中國特色社會主義“健康中國”的建設(shè)戰(zhàn)略。題干信息中藥黃芪治療糖尿病，滲透了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的教育。

（3）關(guān)鍵能力：第（1）問側(cè)重考查理解能力；第（2）（3）問側(cè)重考查信息獲取、實驗探究能力；第（3）（4）問側(cè)重考查文字表述能力。

（4）必備知識：本題選取選擇性必修課本《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》第三章“體液調(diào)節(jié)”的內(nèi)容，考查血糖平衡及其激素調(diào)節(jié)機制、糖尿病的治病機理和預(yù)防等必備知識。

“四翼”要求體現(xiàn)如下：

（1）基礎(chǔ)性：本題以正常小鼠和糖尿病模型鼠藥物對照實驗為情境，考查胰島素、相關(guān)內(nèi)分泌腺、糖尿病等基本概念、原理。如第（1）（2）問。

（2）綜合性：本題實驗情境有一定的復(fù)雜性。有四組實驗，自變量有小鼠類型、灌喂溶液種類，選擇哪些組進行對照分析較難；因變量有三個，其中“GLUT4 相對表達量”也增加了分析思維的難度，能夠反映生物學(xué)科知識、能力、素養(yǎng)的整合及綜合運用水平。如第（2）（3）問。

（3）應(yīng)用性：本題以糖尿病為情境，緊密聯(lián)系新時代中國特色社會主義部署的建設(shè)健康中國等現(xiàn)實問題，考查學(xué)生遷移課堂所學(xué)的血糖平衡調(diào)節(jié)的理論內(nèi)容、理論聯(lián)系實際的應(yīng)用水平。如第（3）（4）問。

（4）創(chuàng)新性：一是，題干中“用高熱量食物飼喂小鼠，用鏈脲佐菌素注射小鼠，獲得Ⅱ型糖尿病模型鼠”這一實驗情境是新穎、陌生的，所以在解答第（2）問時，學(xué)生需將熟悉的胰島素調(diào)節(jié)血糖的原理遷移到此情境中，擺脫思維定式，運用逆向思維，獨立解決新問題；二是，圖表中因變量“GLUT4 相對表達量”的檢測，將宏觀的血糖調(diào)節(jié)深入到分子水平，讓學(xué)生將表觀的生理現(xiàn)象與微觀的分子機制相聯(lián)系，進行第（3）問實驗結(jié)論作答；三是，第（4）問設(shè)置開放性問題，將探究實驗聯(lián)系到人的健康生活的社會責(zé)任上來，對“啟示”的闡述圍繞低糖、低脂等減少高熱量飲食的做法即可得分，答案發(fā)散而多樣。

二、高三沖刺階段生物學(xué)復(fù)習(xí)備考建議

（一）深研高考方向，調(diào)整復(fù)習(xí)策略

深入學(xué)習(xí)重要文件，如學(xué)習(xí)《深入學(xué)習(xí)貫徹黨的十九屆四中全會精神，全面深化高考內(nèi)容改革》（作者：孫海波，刊載于《中國考試》2020 年第1 期）《基于高考評價體系的生物科考試內(nèi)容改革實施路徑》（取自《中國高考評價體系》解讀系列文章）。其次要徹底理解教材，從高考的角度解析教材，以高考的思維審視教材。選題要精選有新高考方向的典型試題以及考查思維能力的經(jīng)典好題。訓(xùn)練時要定時，以此來培養(yǎng)學(xué)生的審題、分析等思維能力及解題速度。

（二）分析試題內(nèi)涵，關(guān)注“核心價值”

高考內(nèi)容改革“四層”中，“核心價值”擺在了第一的位置，《中國高考評價體系》中“價值引領(lǐng)”也是首要。核心價值是指即將進入高等學(xué)校的學(xué)習(xí)者應(yīng)當(dāng)具備的良好政治素質(zhì)、道德品質(zhì)和科學(xué)思想方法的綜合，是在各學(xué)科中起著價值引領(lǐng)作用的思想觀念體系，是其在面對現(xiàn)實的問題情境時應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)出的正確的情感態(tài)度和價值觀的綜合。生物學(xué)科的核心價值又體現(xiàn)在如下幾個方面：（1）理解生命的價值，尊重和熱愛生命，養(yǎng)成健康的生活方式；（2）從系統(tǒng)的視角理解人與人之間、人與其他生物之間、其他生物之間以及生物與環(huán)境之間的密切聯(lián)系，遵循自然規(guī)律，樹立人與自然和諧共生的觀念，形成生態(tài)文明意識，保護和合理利用自然資源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；（3）客觀認識生物學(xué)理論和技術(shù)的進步對人類社會發(fā)展的意義。

在三輪復(fù)習(xí)中，應(yīng)使學(xué)生明確試題中德育、體育、勞動技術(shù)教育、美育的價值體現(xiàn)，引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注與生物學(xué)有關(guān)的中華傳統(tǒng)文化、我國生命科學(xué)成就、勞動生產(chǎn)實際、生態(tài)環(huán)境保護、健康文明的生活方式等，積極運用生物學(xué)原理解釋現(xiàn)象、解決問題。

1.弘揚傳統(tǒng)文化、增強家國情懷的價值引領(lǐng)

【例2】［新高考八省（市）聯(lián)考適應(yīng)性考試，河北省，第14 題］《齊民要術(shù)》“種谷”一節(jié)中指出“谷田必須歲易”，農(nóng)諺有云“谷連谷，坐著哭”，均指在同一塊土地上連續(xù)多年只種谷子，其產(chǎn)量會逐年下降。下列關(guān)于谷子不宜重茬的原因，敘述正確的是（ ）

A.重茬會導(dǎo)致專一性侵害谷子的害蟲和病菌大量繁殖

B.與谷子共生的固氮菌向土壤中分泌的有害物質(zhì)積累

C.重茬時與谷子外形相似的伴生雜草大量繁殖，且不易被發(fā)現(xiàn)和清除

D.連續(xù)多年的選擇性吸收，土壤中谷子生長必需的礦質(zhì)元素含量降低

【答案】ACD

【試題分析】本題以中華優(yōu)秀傳統(tǒng)農(nóng)耕文化為情境，考查生物學(xué)原理在提高植物光合作用強度、生態(tài)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。

2.滲透健康中國、養(yǎng)成文明健康的生活方式的價值引領(lǐng)

【例3】［新高考八省（市）聯(lián)考適應(yīng)性考試，湖南省，第17 題］暴飲暴食、過量飲酒和高鹽飲食都不利于健康。人體從食物中攝取各種營養(yǎng)物質(zhì)后會發(fā)生一系列的調(diào)節(jié)過程，結(jié)合所學(xué)知識回答以下問題：

（1）圖1 中下丘腦調(diào)節(jié)胰島素的分泌過程________（填“屬于”或“不屬于”）激素分泌的分級調(diào)節(jié)。長期高糖飲食導(dǎo)致的血糖濃度持續(xù)偏高，可能誘發(fā)糖尿病，患者的尿量會______________（填“增加”“減少”或“不變”）。若從重吸收的角度開發(fā)一種降低糖尿病患者血糖濃度的新藥物，該藥物應(yīng)具有______________（填“增加”或“減少”）腎小管管壁細胞膜上重吸收葡萄糖的轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量的效應(yīng)。

圖1 血糖調(diào)節(jié)部分過程簡要示意圖

（2）高鹽飲食導(dǎo)致尿量減少是神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)的結(jié)果，其反射弧的滲透壓感受器在______________。抗利尿激素與腎小管、集合管上的受體結(jié)合后，腎小管、集合管細胞通過水通道蛋白從管腔中重吸收水量增加，請?zhí)岢鲆环N假說解釋該現(xiàn)象發(fā)生的機制______________________________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，乙醇會抑制抗利尿激素的釋放，據(jù)此推測人體過量飲酒后尿量會__________（填“增加”“減少”或“不變”）。為驗證乙醇是通過抑制抗利尿激素的釋放來影響尿量，研究小組將若干實驗大鼠隨機均分成兩組，甲組大鼠灌胃適量乙醇溶液，乙組大鼠灌胃等量蒸餾水，半小時后檢測并比較兩組大鼠的尿量差異。請評價該實驗方案是否合理并說明理由____________________。

【答案】（1）不屬于 增加 增加（2）下丘腦 抗利尿激素與腎小管、集合管上的受體結(jié)合后，增加了管腔膜上水通道蛋白的數(shù)量（3）增加 不合理，半小時后檢測并比較兩組大鼠的尿量差異的同時，還要檢測并比較兩組大鼠抗利尿激素的含量

【試題分析】本題以高糖飲食、高鹽飲食為情境，考查生物學(xué)原理在血糖平衡和水鹽平衡調(diào)節(jié)中的應(yīng)用。

3.建設(shè)美麗中國、保護生態(tài)環(huán)境的價值引領(lǐng)

【例4】［新高考八省（市）聯(lián)考適應(yīng)性考試，湖北省，第22 題］陸地生態(tài)系統(tǒng)主要分為森林、草地、荒漠和苔原四種類型。熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)是森林生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)力最高的，其食物網(wǎng)極其復(fù)雜，物質(zhì)循環(huán)速度快，能量流動渠道多。熱帶雨林是“地球之肺”，對地球氧氣的生產(chǎn)及二氧化碳的平衡起著關(guān)鍵性作用，是全球氣候的重要調(diào)節(jié)器。

回答下列問題：

（1）在森林、草地、荒漠和苔原四種生態(tài)系統(tǒng)類型中，物種豐富度最高的是______________生態(tài)系統(tǒng)。

（2）熱帶雨林的綠色植物通過______________作用將碳釋放到大氣中。

（3）熱帶雨林比苔原生態(tài)系統(tǒng)土壤中累積的有機質(zhì)少，其原因是_______________________________________。

（4）大氣二氧化碳濃度增加引起全球氣候變暖。若在適宜的生長條件下，大氣二氧化碳濃度增加對植物的短期影響，主要表現(xiàn)為兩個方面，一方面為__________；另一方面為引起氣孔的部分關(guān)閉，氣孔部分關(guān)閉的生理意義是__________。如果溫度和降雨量因大氣圈中二氧化碳濃度增加而發(fā)生變化，從長期影響來看，二氧化碳濃度的增加，可能會導(dǎo)致位于北半球的熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)的分布向北方移動，原因是_________________________________________。

【答案】（1）森林（2）呼吸（3）熱帶雨林溫度高，分解者分解土壤中有機物更快（4）植物光合作用強 減弱水分的散失 北方溫度升高，水分增多，有利于植物生長

【試題分析】本題以溫室效應(yīng)這一全球性生態(tài)問題為情境，考查生物學(xué)原理在生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動、環(huán)境保護中的應(yīng)用。

（三）強化關(guān)鍵能力，提升學(xué)科素養(yǎng)

情境化試題考查的關(guān)鍵能力主要包括：概念理解能力、獲取信息的能力、實驗探究能力、演繹推理能力和文字表述能力。學(xué)生只有增強了概念理解能力，才能形成生命觀念；只有增強了獲取信息的能力、演繹推理能力才能用不同科學(xué)思維分析問題；只有增強了實驗探究能力才能提升科學(xué)探究的學(xué)科核心素養(yǎng)；只有增強了文字表述能力才能準(zhǔn)確回答有關(guān)機理的文字敘述問題和評價性、開放性等體現(xiàn)社會責(zé)任的問題。

在三輪復(fù)習(xí)中，強化核心概念理解能力可通過：（1）建立微專題復(fù)習(xí)（如：生命系統(tǒng)中的信息傳遞、神經(jīng)-體液-免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)等）；（2）建構(gòu)核心概念思維導(dǎo)圖；（3）回顧教材中的標(biāo)題、結(jié)構(gòu)圖、過程圖、曲線圖、案例分析、實驗結(jié)論、科學(xué)史等方式進行。強化獲取信息的能力可通過訓(xùn)練學(xué)生閱讀題干關(guān)鍵信息、標(biāo)出陌生術(shù)語和原理、觀察圖像、注意設(shè)問關(guān)鍵詞等方式進行。強化實驗探究能力可通過分析教材重要的科學(xué)史（如植物激素的發(fā)現(xiàn)、DNA 是遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)等）、分析探究實驗的變量、設(shè)計實驗、分析實驗結(jié)果圖表等方式來訓(xùn)練。增強演繹推理能力可通過歸納遺傳題解題規(guī)律、精選新穎的遺傳推理題目完成練習(xí)進行。增強文字表述能力則可通過建立答題模板、掌握利用題干新信息結(jié)合所學(xué)知識答題的技巧來進行。

【例5】（2020 年，北京卷，第17 題）枯草芽孢桿菌可分泌纖維素酶。研究者篩選到一株降解纖維素能力較強的枯草芽孢桿菌菌株（B 菌），從中克隆得到了一種纖維素酶（C1酶）基因。將獲得的C1酶基因與高效表達載體（HT 質(zhì)粒）連接，再導(dǎo)入B 菌，以期獲得降解纖維素能力更強的工程菌。

（1）纖維素屬于___________糖，因此經(jīng)過一系列酶催化最終可降解成單糖，該單糖是____________。

（2）對克隆到的C1酶基因測序，與數(shù)據(jù)庫中的C1酶基因編碼序列相比有兩個堿基對不同，但兩者編碼出的蛋白的氨基酸序列相同，這是因為_______________________________。

（3）C1酶基因以B 鏈為轉(zhuǎn)錄模板鏈，轉(zhuǎn)錄時mRNA自身的延伸方向為5′→3′。為了使C1酶基因按照正確的方向與已被酶切的HT 質(zhì)粒連接，克隆C1酶基因時在其兩端添加了Sma Ⅰ和BamH Ⅰ的酶切位點。該基因內(nèi)部沒有這兩種酶切位點。圖2 中酶切位點1 和2 所對應(yīng)的酶分別是__________。

圖2

（4）將纖維素含量為20 %的培養(yǎng)基分為三組，一組接種工程菌，對照組1 不進行處理，對照組2 進行相應(yīng)處理。在相同條件下培養(yǎng)96 小時，檢測培養(yǎng)基中纖維素的含量。結(jié)果（圖3）說明工程菌降解纖維素的能力最強。對照組2 的處理應(yīng)為______________________________________________________。

圖3

（5）預(yù)期該工程菌在處理廢棄物以保護環(huán)境方面可能的應(yīng)用。（舉一例）_______________。

【答案】（1）多 葡萄糖（2）編碼同一種氨基酸的密碼子可以有多個（3）位點1：BamH Ⅰ，位點2：Sma Ⅰ（4）接種（等量）B 菌（5）處理綠化廢棄物（農(nóng)作物秸稈）

【試題分析】本題以微生物工程、基因工程的科學(xué)實驗為情境，考查了概念理解能力［第（1）（2）問］、獲取信息的能力和實驗探究能力［第（3）（4）問］、演繹推理能力［第（3）問］和文字表述能力［第（2）（5）問］。集中反映了學(xué)科核心素養(yǎng)的考查：生命觀念［第（2）問］、科學(xué)思維［第（3）問］、科學(xué)探究［第（4）問］和社會責(zé)任［第（5）問］。