2021年普通高中學業水平選擇性考試生物學試題情境分析

浙江師范大學教師教育學院 武凡軻 潘索露 付 雷

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課標》）提出一條命題原則，要求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知識和技能解決問題的能力，在命題程序中也指出需要創設真實情境、合理設問。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，能成為學生運用學科知識分析和解決實際問題的載體，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。2020年由教育部考試中心發布的《中國高考評價體系》也提出要以情境作為普通高中學業水平選擇性考試的考查載體，同時在“四翼”中指出情境要有典型性、復雜性、真實性、新穎性等特點。

基于以上理念，本文從多個維度對5套2021年普通高中學業水平選擇性考試生物試題進行情境分析，為以后更好地編制情境化試題提供參考，同時希望有助于高中生物學教學。

一、研究設計

（一）情境化試題的概念

在《辭海》（1989年版）中，“情境”由英文單詞situation翻譯而來，是一個人在進行某種行動時所處的特定背景，包括機體本身和外界環境的有關因素，可分為三類：真實的情境、想象的情境、暗含的情境。由此可以看出，情境可以是客觀存在的，也可以是虛擬抽象的。

《課標》和《中國高考評價體系》中所提及的情境主要為試題情境，借鑒了易克薩維耶·羅日葉的“問題情境”。羅日葉認為，問題情境是由問題和一組供學生解答問題的背景信息構成的。問題就是學生所要完成的任務或命令，而背景信息在不同的學科中則具有不同的特征，例如，生物學的研究對象主要為生命活動的現象及其規律。對生物情境化試題來說，情境應當是試題所屬的特定背景，是客觀存在的、真實的，或基于一定的研究基礎能實現的，學生經過閱讀后可提取出相關信息作為解題工具。良好的情境不能單單以回憶作為考查手段，應要求學生積極地調動思維、聯系實際。

（二）研究工具

1.情境化試題的覆蓋率

按照上述情境化試題的判斷標準，挑選出每套試卷中具有情境的試題，按照如下公式計算該試卷中情境化試題的覆蓋率。

情境化試題的覆蓋率=具有情境的試題數÷總試題數×100%

2.情境的范圍

試題情境選取范圍不同會導致情境的陌生程度不同，進而會影響試題對學生目標能力考查的精確度。本文按照情境與學生自身的遠近將情境的范圍劃分為生產生活情境、學科情境、學術情境。

生產生活情境選取學生生活情境作為素材，在保障公平性的前提下可以降低情境的陌生度，并引導學生將知識與實際生活相聯系，將知識應用到生活中。

學科情境主要是以生物學學科中基本生命規律或生命現象作為試題情境，多為學生在學習或練習過程中的常見情境，主要用來考查學生知識習得的情況，加深學生對知識的理解。

學術情境是以生物學學科中的前沿知識、科學史中的經典實驗等作為試題背景。隨著時代和技術的發展，生物學科也在不斷發展，以學術情境為背景的試題可以引導學生關注學科的發展，自行建構新知識，激發學生學習興趣，培養學生科學精神。

3.情境與試題的相關性

情境與試題的相關性強弱決定了試題是否真正充分利用了情境。只有情境與試題具有良好的相關性，才能展示出情境化試題對學生思維、能力的要求，而不只是簡單地考查學生對知識點的記憶。情境與試題的相關性可以劃分為分離、融合、遷移這三種情況。分離即情境只是一個帽子，對問題的解答不必要或不能提供支持。融合是指問題與情境密切相關，只有在充分理解情境的情況下才能進行解答。遷移是指需要自行建構情境中的新知識，然后將新知識遷移到試題中才能作答。

4.情境化試題的呈現方式

關于情境化試題的呈現方式，本文主要按照情境信息的呈現途徑來進行劃分，分為文字、文字＋圖、文字＋表、文字＋圖＋表這四種。生物學研究對象為生命活動現象及其規律，不僅僅需要文字闡述，還需要圖表直觀、鮮明、概括地呈現關鍵信息。多樣的呈現方式使得情境化試題更加靈活，方便考查學生提取信息、比較歸納、得出結論等能力，還能間接幫助學生理解陌生情境，緩解學生閱讀壓力。

綜上所述，本文采用的情境化試題分析框架如表1所示。

表1 情境化試題分析框架

（三）研究對象

本文的研究對象為5套2021年普通高中學業水平選擇性考試生物學試題，包括全國卷乙卷、河北卷、湖南卷、浙江卷、廣東卷。選擇題按照題號進行計數，非選擇題按照一空一題的計數原則（對選修或選考部分試題都進行了編碼和分析），依據情境化試題概念及其相關特點對各套試卷中情境化試題的覆蓋率、范圍、呈現方式和情境與試題的相關性進行了統計、比較。

二、結果與分析

（一）情境化試題的覆蓋率

在5套生物學試題中，廣東卷情境化試題數量最多，高達98.18%，只有一道題不屬于情境化試題；河北卷和湖南卷次之；全國乙卷情境化試題數量最少，比例為75.00%，如圖1所示。

圖1 情境化試題覆蓋率

（二）情境的范圍

從整體來看，在5套普通高中學業水平選擇性考試生物學情境化試題中，學科情境試題數量最多，學術情境試題數量次之，生產生活情境試題數量較少，如圖2所示。

河北卷生產生活情境占比達到32.20%，在這5套試題中數量最多，且河北卷中三個情境范圍占比將近相等；全國乙卷、廣東卷中生產生活情境次之；湖南卷最少，只有4.26%。學科情境幾乎在每套試題中都占據一定比例，在浙江卷、全國乙卷中超過了50%；湖南卷數量次之；廣東卷最少，有14.81%。學術情境占比最高的是廣東卷，有61.11%，全國乙卷最少，為16.67%。

圖2 各類情境的范圍占比

例1（廣東卷第14題）乙烯可促進香蕉果皮逐漸變黃、果肉逐漸變甜變軟的成熟過程。同學們去香蕉種植合作社開展研學活動，以乙烯利溶液為處理劑，研究乙烯對香蕉的催熟過程，設計的技術路線如圖3所示。下列分析正確的是（ ）。

圖3

A.對照組香蕉果實的成熟不會受到乙烯影響

B.實驗材料應選擇已經開始成熟的香蕉果實

C.根據實驗安排第6次取樣的時間為第10天

D.處理組3個指標的總體變化趨勢基本一致

解析：本題主要考查的是植物激素乙烯的催熟探究實驗。該試題情境屬于生產生活范圍，以組織學生開展研學活動作為情境材料，描述了該實驗的目的，并以流程圖的方式展現了實驗方案，使得情境簡單易懂，緩解了學生的閱讀壓力。同時該試題情境貼近學生生活，在激發學生興趣的同時，無形中將知識與生活聯系起來，但在生活中無法直接觀察探究問題，為探究延續到課后提供了可能性。

例2（浙江卷第6題）α-珠蛋白與α-珠蛋白突變體分別由141個和146個氨基酸組成，其中第1-138個氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。該變異是由基因上編碼的第139個氨基酸的一個堿基對缺失引起的。該實例不能說明（ ）。

A.該變異屬于基因突變

B.基因能指導蛋白質的合成

C.DNA片段的缺失導致變異

D.該變異導致終止密碼子后移

解析：本題主要考查的是基因突變。該試題情境屬于學科情境，主要描述了α-珠蛋白突變體由于堿基對的缺失造成與α-珠蛋白氨基酸序列不同這一生命現象，在學生日常練習中比較常見，不會對學生理解題意造成負擔。但也并非由其他情境復制而來，學生需在理解該情境的基礎上調取相關知識并進行判斷，避免僅靠回憶作答，同時可加強對知識的理解。

例3（湖南卷第11題）研究人員利用電壓鉗技術改變槍烏賊神經纖維膜電位，記錄離子進出細胞引發的膜電流變化，結果如圖4所示，圖a為對照組，圖b和圖c分別為通道阻斷劑TTX、TEA處理組。下列敘述正確的是（ ）。

A.TEA處理后，只有內向電流存在

B.外向電流由Na＋通道所介導

C.TTX處理后，外向電流消失

D.內向電流結束后，神經纖維膜內Na＋濃度高于膜外

圖4

解析：本題主要考查的是神經沖動。該試題情境屬于學術情境，主要描述了科學家在研究神經沖動過程中經典實驗的部分操作和實驗現象，實驗數據以曲線圖的形式呈現。以科學史作為試題情境對學生來說存在難以理解的風險，需要出題人對情境進行二次加工，刪除無關或干擾信息，以保障學生順利解答。同時，以科學史作為試題情境可促進學生對生物學真實研究歷程的了解，學習科學家探究時的思維和方法。

（三）情境與試題的相關性

從整體來看，在5套普通高中學業水平選擇性考試生物情境化試題中，融合型試題數量最多，情境分離型試題數量次之，情境遷移型試題數量最少（見圖5）。

情境分離型試題占比在30% 60%，且多數處于非選擇題。全國乙卷中的情境分離型試題數量達到了60.00%，為5套試題中占比最高；河北卷、浙江卷次之；湖南卷最少，占34.04%。情境融合型試題數量在湖南卷、浙江卷、廣東卷中超過了55%，遠高于各自試卷中其他兩種類型試題的數量；全國乙卷和河北卷在40%左右，低于各自試卷中分離型情境試題數量。情境遷移型試題占比較高的是廣東卷和湖南卷，超過了5%；在全國乙卷中，不存在情境遷移型試題。

圖5 情境與問題的相關性占比

例4（河北卷第18題）我國麋鹿經歷了本土野外滅絕、圈養種群復壯、放歸野外等歷程，成功建立野生種群。2020年，我國麋鹿分布點已從最初的2處發展至81處，數量超過8000只，基本覆蓋麋鹿野外滅絕前的棲息地，展現了我國生物多樣性保護的智慧。下列敘述正確的是（ ）。

A.可采用逐個計數法統計麋鹿種群密度

B.增加我國麋鹿種群的遺傳多樣性，有利于種群的進一步發展

C.麋鹿種群增長速率最大時，種內爭斗最小

D.對麋鹿種群進行圈養復壯、放歸野外的過程屬于就地保護

解析：本題主要考查的是種群和生物多樣性。該試題情境屬于分離型情境，主要描述了我國為保障生物多樣性針對麋鹿所采用的保護措施和最終成功的結果，具有真實感，還可增加學生的民族自豪感，有利于培養學生的生物核心素養。但該情境與試題選項A、B、C融合程度不高，甚至在替換情境、無情境的情況下依舊可以判斷選項正確與否，這就導致該題主要考查學生記憶能力，不利于學生對知識的深入理解。

例5（河北卷第6題）雄性縫蠅的求偶方式有：①向雌蠅提供食物；②用絲縷簡單纏繞食物后送給雌蠅；③把食物裹成絲球送給雌蠅；④僅送一個空絲球給雌蠅。以上四種方式都能求偶成功。下列敘述錯誤的是（ ）。

A.求偶時提供食物給雌蠅有利于其繁殖，是一種適應性行為

B.④是一種儀式化行為，對縫蠅繁殖失去進化意義

C.③是雌蠅對雄蠅長期選擇的結果

D.④可能由③進化而來

解析：本題主要考查的是學生對進化的理解，屬于情境融合型試題。該試題以雄蠅求偶作為情境素材，具體描述了四種雄性縫蠅相似但不相同的求偶方式。該試題情境新穎，學生在教科書和日常練習中不常見，且情境和選項相關度較高。學生不僅需要正確理解該情境中四種求偶方式，還要認識到其背后的進化意義。該試題將進化知識融入一個真實的情境中，學生要對生命現象解釋后抽象形成進化與適應的生命觀念。

例6（廣東卷第16題）人類（2n=46）14號染色體與21號染色體二者的長臂在著絲點處融合形成14／21平衡易位染色體，該染色體攜帶者具有正常的表現型，但在產生生殖細胞的過程中，其細胞中形成復雜的聯會復合物（見圖6）。在進行減數分裂時，若該聯會復合物的染色體遵循正常的染色體行為規律（不考慮交叉互換），下列關于平衡易位染色體攜帶者的敘述，錯誤的是（ ）。

圖6

A.觀察平衡易位染色體也可選擇有絲分裂中期細胞

B.男性攜帶者的初級精母細胞含有45條染色體

C.女性攜帶者的卵子最多含有24種形態不同的染色體

D.女性攜帶者的卵子可能有6種類型（只考慮圖中的3種染色體）

解析：本題主要考查的是染色體變異和減數分裂。該試題情境屬于遷移型情境，主要描述了因14號染色體與21號染色體的長臂在著絲點處融合而形成的14／21平衡易位染色體，情境中的染色體變異類型對學生來說是陌生、新穎的，需要學生自行理解并將其應用到減數分裂中。該題以圖片的形式生動形象地展示了14／21平衡易位染色體的形態，有助于學生理解試題情境，降低了試題難度。

（四）情境化試題的呈現方式

從整體來看，5套普通高中學業水平選擇性考試生物情境化試題中，以純文字進行表達題意的試題數量最多，以文字＋圖（表）的形式來表達題意的試題次之，用到文字＋圖＋表的試題數量最少，僅在湖南卷、浙江中出現（如圖7所示）。

圖7 情境化試題的呈現方式占比

以純文字形式描述情境的試題數量在每套試題中都占據著極大的比例，在全國乙卷中達到了90%；河北卷、廣東卷次之；湖南卷最少，為42.55%。以文字＋圖形式作為情境呈現方式的試題在每套試題中占比均居于第二位，在廣東卷和湖南卷中占比超過了30%，在5套試題中占比最高，河北卷、浙江卷次之；全國乙卷最少，只有10%。文字＋表形式比以文字＋圖形式的試題數量有所減少，湖南卷中占比較高，為23.40%；浙江卷、河北卷次之；全國乙卷和廣東卷中沒有采用文字＋表形式的試題。而采用文字＋圖＋表形式的試題只在湖南和浙江卷中出現，占比在2%左右。

例7（廣東卷第15題）如圖8所示，與野生型擬南芥WT相比，突變體t1和t2在正常光照條件下，葉綠體在葉肉細胞中的分布及位置不同（見圖8-a，示意圖），造成葉綠體相對受光面積的不同（見圖8-b），進而引起光合速率差異，但葉綠素含量及其他性狀基本一致。在不考慮葉綠體運動的前提下，下列敘述錯誤的是（ ）。

圖8

A.t2比t1具有更高的光飽和點（光合速率不再隨光強增加而增加時的光照強度）

B.t1比t2具有更低的光補償點（光合吸收CO2與呼吸釋放CO2等量時的光照強度）

C.三者光合速率的高低與葉綠素的含量無關

D.三者光合速率的差異隨光照強度的增加而變大

解析：該試題主要考查的是光合作用。試題以野生型和突變體擬南芥光合作用的差異為情境材料，這是一種陌生、新穎的情境。解答該題的關鍵在于學生需要找出引起兩種突變體擬南芥與野生型擬南芥光合作用不同的本質區別，而該重點線索以圖的形式直觀地呈現在學生面前，間接地提醒了學生思考方向，降低了該題的難度。同時圖b以柱狀圖的形式呈現實驗數據，可直接考查學生讀取數據、分析數據的能力。

三、結論與建議

通過上述分析可知，2021年5套普通高中學業水平選擇性考試生物學試題中，情境化試題數量均占各卷總題量的75%及以上。這對新教育理念的實施，培養學生生物學核心素養具有促進作用。在情境化試題中，學科情境占據著主要地位，且試題多為融合型試題，但仍然以純文字作為主要的呈現方式。

情境化試題體現了“評價即學習”的理念，學生解答的過程也是思維、能力提升的過程。在情境化試題的開發與命制過程中，命題者需要對試題情境進行篩選，確保情境的真實性與公平性，同時要注意情境與試題的相關性。上述內容中分離型情境雖然提供的情境是真實的，但學生只通過對知識點的回憶也可以作答，沒有與情境發生交互，那情境的存在就沒有價值和意義。試題情境需進行二次加工，去除無關信息和干擾條件。情境過長、過多或過于繁雜，無形中加重學生閱讀量和心理負擔，影響學生正常發揮，無法反映學生正常水平。