基于科技論文情境評價核心素養目標

甘耀平 童富淡

摘 要 通過對2021年6月浙江省選考生物第30題科技論文試題情境及核心素養評價目標的分析，以期為命題和生物學教學提供參考和建議。

關鍵詞 科技論文試題情境核心素養評價生物學教學

中圖分類號 Ｇ633. 91 文獻標志碼 B

基于核心素養的試題是教學中落實核心素養的重要途徑，此類試題一般具有以下一個或多個特征：考察學科觀念，即考量學生對學科知識內容的深度理解，而非對瑣碎的、淺層的生物學事實的記憶；整合豐富的真實問題創設情境；需要現場學習，即通過陌生知識“現場學習”解決問題，以反映學生在學習能力方面的素養。

試題情境是實現生物學核心素養目標考查的重要載體。選取科技論文為素材，不僅有利于提高試題命制的科學性、權威性和公平性，更有利于對學生核心素養進行有效評價?；谠囶}情境視角，本研究通過對2021年6月浙江省普通高校招生選考科目考試（以下簡稱浙江省選考）生物第30題的核心素養評價目標進行評析，以期為命題和生物學教學提供參考。

1 選考試題

【例題】 （2021·6月浙江選考生物第30題）為探究酒精對動物行為的影響，某中學生物興趣小組進行了以下系列實驗。

實驗材料：蟾蜍坐骨神經-腓腸肌標本，間腦蟾蜍，小濾紙片，任氏液，0.1%、0.2%和1%酒精，去甲腎上腺素（noradrenaline，NA），酚妥拉明（phentolamine，PT），1%硫酸溶液等。

（要求與說明：間腦蟾蜍是切除了大腦和部分間腦，相關機能正常的蟾蜍；任氏液為兩棲類的生理鹽水；3種酒精濃度分別對應人血液中輕度、中度和重度酒精中毒的濃度；酒精、NA和PT均用任氏液配制；NA是一種神經遞質；PT是NA受體的抑制劑。實驗條件適宜）

實驗過程與結果或結論見表1。

回答下列問題：

（1）實驗1結果可得出的結論是：_____。

（2）設計用于記錄實驗2結果的表格：_____。

（3）依據實驗2、3的結論，實驗3的分組應為：

A組：任氏液；B組：_____；C組：_____；D組：_____；E組：_____。

（4）酒后駕車屬于危險的駕駛行為，由本實驗結果推測其可能的生物學機理是_____。

2 試題情境來源分析

謝切諾夫（1862）發現，用食鹽晶體刺激蛙間腦的橫斷面，再用稀酸溶液刺激蛙后肢，則從刺激到縮回的時間就會延長，甚至不出現屈反射。這種高級中樞興奮抑制低級中樞的反射活動的現象稱為謝切諾夫抑制。2021年6月浙江省選考第30題試題情境出自《酒精和去甲腎上腺素引起的蟾蜍謝切諾夫抑制》這篇科技論文。該論文作者依照謝切諾夫抑制實驗，用酒精和去甲腎上腺素以及其他神經遞質刺激蟾蜍間腦，發現施加酒精或去甲腎上腺素的效果與謝切諾夫抑制相同，會興奮間腦并引起屈腿反射時延長。實驗結果表明，腎上腺素受體參與了中樞抑制過程，揭示了施加酒精引發反射抑制的可能機制。

3 試題學科核心素養評價及目標分析

生物學學科核心素養是學生在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的價值觀、必備品格與關鍵能力。以生物學核心素養為依據的高中生物學學業質量標準是考試命題的重要依據。浙江省選考第 30 題圍繞酒精對蟾蜍行為影響的調節機制，設置了3個實驗情境和4個問題組，旨在進一步加強學生對高中生物學重要概念的理解，發展學生學科核心素養。

3.1 基于重要概念，評價生命觀念

設問（1）要求學生根據酒精刺激蟾蜍坐骨神經-腓腸肌標本的實驗結果，分析實驗結論。設問（2）、（3）要求學生根據試題中已知的實驗2和實驗3結論，設計實驗結果記錄表并增設實驗分組。設問（4）要求學生基于整個實驗結果，推測酒后駕車屬于危險駕駛行為的生物學機理。試題設問很好地考查了學生的知識遷移能力和應用能力，要求學生運用神經調節等相關知識，通過對實驗新情境中陌生知識的現場學習，解決現實問題。

生命觀念是指學生在理解生物學概念的基礎上抽象和實證后形成的觀點和思想方法。試題基于“神經系統能夠及時感知機體內、外環境的變化，并作出反應調控各器官、系統的活動，實現機體穩態”的重要概念，要求學生在較好理解這一重要概念的基礎上，運用結構與功能觀、穩態與平衡觀探究生命活動規律，闡釋穩態的維持和調節機制，要求學生在新情境中，以生命觀念為指導，分析生命現象，解決實際問題，形成科學的自然觀。試題在考查難度上達到生命觀念水平三。

3.2 分析實驗結果，測評科學思維

設問（1）是對神經調節在新情境中遷移能力和信息處理與分析能力的考查，根據試題中實驗結果示意圖的分析，以1%酒精刺激坐骨神經-腓腸肌標本，實驗前后動作電位大小、動作電位傳導速率及肌肉收縮張力均無顯著變化，可得出“離體條件下，施加酒精對神經肌肉接點，肌肉收縮功能沒有顯著影響”這一實驗結論。設問（4）基于實驗 1 和實驗 2 結論的分析，酒精并不直接影響神經-肌肉接點的功能，但酒精會顯著延長蟾蜍屈反射時長，其數值隨酒精濃度升高而變大，因此酒精是通過影響中樞神經系統引發反射抑制的。由此，學生推測出酒后駕車屬于危險行為的生物學機理是酒精會延長人體的反射時長，并導致反應遲鈍。

科學思維是學生在學習過程中逐步發展形成的解決實際問題的思維習慣和能力。試題通過設置真實的實驗情境，要求學生基于給定的實驗事實和結果，運用歸納與概括方法得出實驗結論，運用演繹與推理等思維推測實驗機理，探究生命現象，要求學生通過主動學習和分析試題信息應用生物學知識進行實驗結果的分析與推理，測評解決實際問題的思維能力。試題在考查難度上達到科學思維水平三。

3.3 設計實驗分組，考查探究能力

設問（2）要求學生根據實驗2的過程和結論，設計實驗結果記錄表。通過分析實驗2可知，實驗中除了空白對照外，還用任氏液和3種不同濃度酒精處理間腦斷面后測定屈反射時長。所以表格的自變量是5種不同處理方式，因變量是屈反射時長。設問（3）對學生的實驗設計能力提出了較高要求，要求學生根據實驗2、3的結論，完善實驗分組。分析試題信息，PT是NA受體抑制劑，NA與其受體結合顯著延長間腦蟾蜍屈反射時長，所以可設置任氏液組、PT組、NA組和NA+PT組進行驗證。酒精通過NA受體參與的途徑，顯著延長間腦蟾蜍的屈反射時長，因此需要增設酒精組和酒精+PT組。由于實驗2已有酒精組，任氏液組試題中也已給出，所以學生還需設置另外 4組實驗。

科學探究是學生針對現實生活中的生物學問題和現象，進行觀察提問、實驗設計、方案實施以及對結果分析的能力。試題基于已有的實驗結果和實驗結論，考查了學生表格設計和變量分析能力，在考查難度上達到科學探究水平二和四。近幾年高考對科學探究能力考查比重較高，多次從實驗分組設計、結果預測和問題討論等維度考查學生的探究能力、創新能力和推理能力等多種綜合能力。學生在實驗探究的過程中，增強對生物學現象的求知欲和好奇心，獲得生物學知識的同時領悟和掌握科學家在研究過程中進行科學探究的基本思路和方法。

3.4 關注社會熱點，培養社會責任

社會責任是學生通過對生物學知識的學習，形成的科學理性的判斷能力和解決生產生活問題的擔當。酒后駕車也是社會關注度很高的話題，酒后駕車會導致剎車時間延長，從而威脅駕駛安全。學生在完成該試題后能夠感悟到日常生活中的酒駕危險是有科學依據的，進而反思自己和家人的生活方式，最終學會關愛生命，養成健康文明的生活習慣，成為健康中國的促進者和實踐者。

試題以酒精對動物行為的影響為背景，通過由經典實驗到機理探討再到社會熱點的分析，讓學生體會到不斷前進的科學研究精神，認同對日常生活中常見現象的科學解釋，培養學生的科學精神和社會責任。試題在考查難度上達到社會責任水平二。

4 教學建議

4.1 重視試題情境的創設

試題情境化是命題改革的基本要求。基于情境的試題要求學生能夠綜合應用多種知識和技能解決問題，有利于有效評價學生學科核心素養。試題情境突出了與日常生活和科學研究的聯系，引導學生從“解題”向“解決問題”轉變。在教學中，教師通過合理創設試題情境，設置新穎的試題呈現方式和設問方式，促使學生主動思考。教師應該重視通過真實情境引導學生深入探究，尋求解決問題的方法，培養學生的論證能力和批判性思維，讓學生體會學科的應用價值。

4.2 拓寬試題素材的命制范圍

結合生物學的學科特點，生物學試題的情境主要包括三類：生活、學習和實踐情境；科學實驗和探究情境；生命科學史情境。命制試題時，教師可以選擇不同的素材為背景來設計試題，通過對真實問題進行科學探究，使學生在真實、互動的情境中主動獲取知識，提高學生解決問題能力，做到“學業評價促發展”。

4.3 關注素養目標的達成

培養學生生物學學科核心素養是生物學課程的價值追求。生物學作為一門實驗科學，試題中注重實驗探究的考查是目前形成的一個共識。實驗探究試題對學生的能力要求較高，是整份試卷區分度的集中體現，也是對學生能力要求的體現。在實驗試題的考查中，體現試題的基礎性、綜合性、應用性和創新性，利于核心素養目標達成。在教學中，教師應以立德樹人為根本任務，組織以探究為特點的主動學習，引導學生從生物學視角去觀察分析社會現象和實際問題，促進學生對學科內容的深度理解，領悟科學研究和解決問題的思路方法，引導學生運用生物學原理指導生活實踐，樹立社會責任與擔當意識，切實關注學生生物學核心素養目標達成。

參考文獻：

［1］林亞.例談基于核心素養評價的初中生物原創題命制［J］.中學生物教學，2017 （9）：13-16.

［2］陳守良.動物生理學［M］.北京：北京大學出版社，2012.