指向學科核心素養不同水平的高中生物學命題模型

摘要 基于課程標準、考試目標分類理論和教育成就測量理論，提出了指向學科核心素養不同水平的高中生物學命題模型。該模型包括認知內容、認知能力、試題情境有用信息、試題情境干擾信息、問題目標等5個維度。同時分析了模型的涵義，并舉例說明模型的運用。

關鍵詞 高中生物學 學科核心素養 學業質量水平 命題模型

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

隨著《普通高中課程方案（2017年版2020修訂）》（以下簡稱《課程方案》）《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）的

實施，考試評價如何能夠清晰地實現對高中生物學學科核心素養不同水平的考查，成為了當下教學研究的緊要任務。下面將闡述一命題模型，意在為考查高中生物學學科核心素養不同水平的命題提供指南。

1模型理論

1.1課程標準的評價建議

1.1.1指向學科素養的不同水平

《課程標準》與實驗版課標的一個明顯變化是，明確規定了學業質量標準，并依據生物學學科核心素養中的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任的四個維度分別劃分了四級水平。

《課程標準》在命題原則部分指出：命題應以課程標準中的內容要求、學業質量標準為依據，指向生物學學科核心素養的發展水平。《課程標準》在命題程序部分指出：基于試題情境的設問要有清晰的層次和嚴謹的邏輯，指向核心素養的不同水平。

1.1.2創設真實情境

《課程方案》在關于考試評價方面指出：考試命題應注重緊密聯系社會實際與學生生活經驗，強調綜合運用知識分析解決實際問題能力的考查，要有利于促進學生核心素養的發展。

《課程標準》在命題原則部分指出：試題素材應貼近學生生活實際，以真實問題情境組織命題，應注重考查學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的能力。《課程標準》在命題程序部分指出：創設真實情境，試題情境應圍繞現實問題（包括熱點問題）展開，盡量做到新穎、真實、科學、恰當，有一定的信息量和適當的復雜度，能夠成為學生運用學科知識分析和解決實際問題的載體。

1.1.3學業質量水平與試題情境的關系

學業質量標準的每一級水平間的差異主要表現在不同復雜程度的情境中運用各種重要概念和方法解決問題的程度，水平從低到高具有遞進關系。一、二級水平解決問題的情境相對簡單，解決問題的程度相對較低，三、四級水平解決問題的情境相對復雜，解決問題的程度要求相對較高。

1.2考試目標的分類和分層

《浙江省普通高校招生選考科目考試說明》和《浙江省普通高中學業水平考試說明》中，高中生物學科的考核要求均包括了知識、能力、個性品質3個方面。其中的知識考核要求分為了解、理解、應用3個層次;其中的能力包括理解與表達能力、獲取與處理信息能力、實驗與探究能力、綜合運用能力4項。

1.3學科成就測驗的對象

基于測量對象的分類，心理與教育測驗包括智力測驗、能力傾向測驗、成就測驗（學科成就測驗和綜合成就測驗）、人格測驗。學科成就測驗是測量受教育者在某一科目上的學習成就，測得的是個體經過學習或訓練后所取得的成績，表現為認知內容的多寡、認知能力的高低，也就是通常所說的知識與能力兩個方面。普通高考或選考、學考中的文化學科考試均為學科成就紙筆測驗，考試內容主要是認知內容和認知能力兩方面。

2模型涵義

根據上述理論，結合以往的高考和學考試題、結合自身多年的命題經歷，提出如圖1所示的高中生物學命題模型，意在能夠為指向高中生物學學科核心素養不同水平的命題起到指導作用。

該命題模型包括5個維度，其中認知內容（D1）、認知能力（D2）、情境的有用信息（D3）和情境的干擾信息（D4）共同構成了問題的起始條件。

2.1認知內容（D1）

認知內容（D1）在試題中并不呈現，認知內容（D1）是解答試題所需要的生物學事實、概念和原理、生物學研究方法和技術等基礎知識。它來自課程標準的課程內容部分，是必修課程和選擇性必修課程共5個模塊中10個大概念統領下的生物學基礎知識。認知內容（D1）與考試說明-考核要求中的知識內容相當，在多版本教材的情況下，認知內容（D1）是多個版本教材的交集部分。

2.2認知能力（D2）

認知能力（D2）主要是解答試題所需要的科學思維能力、科學探究能力，與考試說明-考核要求中的能力部分相當。科學思維能力主要是基本的思維能力（分析與綜合、歸納與演繹），也包括批判性思維能力和創造性思維能力。科學探究能力主要是觀察、調查和實驗的研究能力，也包括運用生物學術語、圖表等進行表達的能力。

2.3情境信息（D3、D4）

我國有學者提出了核心素養的三層結構，從下到上為雙基、問題解決、學科思維。三者有層次的劃分，但不是彼此分離的，從下到上是條件和基礎，從上到下是輻射和指引，積下而得上，因上而生下，無下就無上，無上則無下。對學科思維的評價需要根植于具體問題解決的情境當中，考查學生對具體的問題解決背后所隱藏的世界觀和方法論。

情境的有用信息（D3）是情境中對于問題解決必要的信息，還包括與問題解決相關的正確價值觀（造福人類、生態觀等）。情境的有用信息（D3）與認知內容（D1）和認知能力（D2）共同構成了問題解決的充分和必要條件。情境的干擾信息（D4）是情境中對于問題解決非必要的信息，可能還會對問題解決起到或多或少的負面作用。真實情境往往包含很多干擾信息。情境信息可能來自教材，也可能來自教材之外，還可能是教材內外的結合。當某些教材中的內容作為試題情境信息時，往往可以減輕學生識記要求的學習負擔。

2.4問題目標（D5）

問題目標（D5）包括算子、問題的開放性、答案的復雜性三方面，為簡化模型，把問題的目標狀態作為一個維度呈現。算子是問題解決的認知操作次數，在某些試題中可以認為是解題步驟。問題開放性是答案的多樣性程度，答案唯一的試題，問題的開放性最小，答案可有所不同甚至很不相同的開放性較大。單項選擇題、判斷題的答案復雜性最小，涉及多個要點的答案相對復雜，多個要點之間有嚴密邏輯關聯的答案復雜性更大。

需要說明三點：1本模型以5個維度呈示，也可把認知能力（D2）和問題目標（D5）細化成為多個維度。2本模型以量化形式的雷達圖呈現，但各指標不是嚴格的量化指標，只是一種相對的半定量化的比較，雷達圖使抽象的理論模型具有了較強的直觀性。3該模型可用于指導命制一道試題。而嚴格來說，由于一道試題中常常包含多個需要解決的問題，本模型的5個維度是就一個問題解決而言的。

2.5模型涵義例析

[例1]（2020·全國理綜III卷）新冠病毒是一種RNA病毒。新冠肺炎疫情給人們的生活帶來了巨大影響。下列與新冠肺炎疫情防控相關的敘述，錯誤的是（）

A.新冠病毒含有核酸和蛋白質，通過核酸檢測可排查新冠病毒感染者

B.教室經常開窗通風可以促進空氣流動，降低室內病原微生物的密度

C.通常新冠肺炎患者的癥狀之一是發燒，因此可以通過體溫測量初步排查

D.每天適量飲酒可以預防新冠肺炎，因為酒精可以使細胞內的病毒蛋白變性。

參考答案：D。

分析：認知內容（D1）：病毒的組成物質;酒精清毒的原理。認知能力（D2）：理解能力和演繹推理能力。情境的有用信息（D3）：新冠病毒是一種病毒;開窗通風可以促進空氣流動;新冠肺炎患者的癥狀之一是發燒;適量飲酒。本題的情境結構是，題干提供了一個總情境，在各選項中又有一些小情境，關注社會熱點，緊密聯系生活。情境的干擾信息（D4）：新冠肺炎疫情給人們的生活帶來了巨大影響。本題的干擾信息對于引導學生關注社會，崇尚健康文明的生活方式有一定的積極作用。問題目標（D5）：答案唯一，選出一個敘述錯誤的選項，其中主要的認知過程是判斷D項敘述的正誤，酒精可以使蛋白質變性，但需要較高的濃度，飲酒攝入酒精，濃度過低起不到消毒作用。

3模型運用

3.1模型運用指引

《課程標準》對高中生物學學業質量水平劃分了四級水平，其中水平一（L1）、水平二（L2）是學業水平合格考試（學考）的命題依據，水平三（L3）、水平四（L4）是學業水平等級性考試（選考）的命題依據。指向學科核心素養不同水平的試題，在模型中可呈現為圖2。

圖2具有如下含義：1五項參數作為頂點的五邊形面積與與學業質量水平正相關;2各參數與學業質量水平的相關性來看，其變化不是等比例的，隨著學業質量水平的提高，5個維度或參數中，認知內容（D1）的變化相對最小，與學業質量水平的相關性較小，而其它參數增幅較大。

3.2模型運用示例

[例2]（2017·江蘇卷）研究人員在柑橘中發現一棵具有明顯早熟特性的變異株，決定以此為基礎培育早熟柑橘新品種。請回答下列問題：

（1）要判斷該變異株的育種價值，首先要確定它的物質是否發生了變化。（2）在選擇育種方法時，需要判斷該變異株的變異類型。如果變異株是個別基因的突變體，則可采用圖3中的育種方法1，使早熟基因逐漸，培育成新品種1。為了加快這一進程，還可以采集變異株的進行處理，獲得高度純合的后代，選育成新品種2，這種方法稱為育種。

（3）如果該早熟植株屬于染色體組變異株，可以推測該變異株減數分裂中染色體有多種聯會方式，由此造成不規則的，產生染色體數目不等、生活力很低的，因而得不到足量的種子。即使得到少量后代，早熟性狀也很難穩定遺傳。這種情況下，可考慮選擇育種方法3，其不足之處是需要不斷制備，成本較高。

（4）新品種1與新品種3均具有早熟性狀，但其他性狀有差異，這是因為新品種1選育過程中基因發生了多次，產生的多種基因型中只有一部分在選育過程中保留下來。

參考答案：（1）遺傳（2）純合花藥單倍體（3）染色體分離配子組培苗（4）重組

分析：本試題情境相對簡單，幾乎沒有干擾信息，采用了填空題的題型，問題解決的認知操作直接簡單，答案唯一，試題的認知內容屬于必修模塊，因而該試題考查的學業質量水平應屬于二級水平（L2）。

（改編題）中國是柑橘的重要原產地，優良品種繁多。柑橘為小喬木，兩性花，花單生或2-3朵簇生。研究人員現發現了一棵具有明顯早熟特性的變異株，欲以此為基礎培育早熟柑橘新品種。請回答：實現培育目標的可能技術途徑有哪些？說明這些技術途徑的名稱、大致流程和適用條件。

分析：與原題相比，改編題的試題情境較為復雜，增加了適量的干擾信息，把“可以自交”的信息隱含在了“兩性花”中。改編題的題型由填空題改成了論述題，原題的圖示和填空題題干提供的指向性信息被刪除，大大增加了認知操作的難度。唯一性的填空答案，變成了較長篇幅文字或圖文結合的答案，更有利于考查對認知內容的提取、理解和運用能力，更有利于考查科學思維的分析和綜合能力，更有利于考查科學探究的科學假設能力，更有利于考查生物學表達能力。因此，改編題考查的學業質量水平可歸為三級水平（L3）。

高中生物學學業質量評價要在素養考查立意的基礎上，合理選擇試題情境，設置問題形式和結構;要在確認素養類型和水平的基礎上，科學擬訂四項學科素養與學生表現（答案）間的關聯。要按上述要求命制效度良好的試題，可從本研究提出的命題模型出發，綜合考慮和把握每道試題的5個維度，為指向高中生物學學科核心素養不同水平的命題，提供比較理性的質性區分。

參考文獻：

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