哈爾濱師范大學附屬中學生物教研室 譚 爽
目前我國的高考改革步伐正持續穩步推進(見表1)。但是2022年黑龍江省高考有其特殊性,因為“新高考”已在路上,“舊高考”卻還在進行,在“新老”交替的過程中,“新高考”如何更好地引領“舊高考”和發揮自身的優勢,將對未來的教學改革產生示范性作用。

表1 2022年高考相關政策動態
從2024年起,黑龍江省高考正式進入“3+1+2”的新高考模式,不分文理。作為普通高校招生錄取重要依據的是選擇性考試(即1+2),其考試科目包括物理、歷史、化學、生物、政治、地理六門,考生以高校專業科目要求和自身興趣、特長等為主要依據,選擇其中三科參加考試,要求在物理或歷史中選擇一門,在化學、生物、政治和地理中選擇兩門。
新高考的目的就是為了讓學生選擇自己擅長和喜歡的科目,培養學生的興趣和能力,從而適應將來的發展方向。在新高考模式下,多個學科的地位也將發生改變。例如,在原來的高考模式下,生物學是屬于理科范疇的,但是在新高考模式下,已經不再分文理科了,而生物學這一學科又相對偏向于文科特點。所以,無論哪種思維方式的學生都是可以選擇生物學的。21世紀可以說是生命科學的世紀。首先,生命科學領域具有廣泛的市場前景,尤其是近些年來,國外生物醫藥巨頭看好中國市場、資本大舉進入中國;大量的歸國人才也極大地推動了本土生物醫藥技術的不斷發展。其次,生命科學將在未來推動世界進行從科學到技術的巨大改變。生命科學是一個交叉性十分強的學科,生物相關的應用類學科包括公共衛生、食品、營養等,人才缺口也較大;曾經意想不到的一些技術,比如基因編輯、基因檢測、基因治療、人工合成淀粉、人類全能干細胞培養等,正在改變著世界。最后,隨著世界人口數量的增加,老齡化程度的逐漸加劇,糧食、能源、環境等一系列問題亟待解決。而要解決這些問題,更離不開生命科學的技術。由此可見,生物學科的重要性不言而喻。
2022年高考全國乙卷生物學科的考查堅持落實立德樹人的根本任務,精準圍繞“一核、四層、四翼”的高考評價體系,精心創設各種問題情境,優化了試題呈現方式,減少了死記硬背和機械刷題等現象,凸顯出生物學科特質,著重考查實驗探究能力和語言規范表述能力,并深化了科學思維,從而加強了對關鍵能力和學科素養的考查,增強了試題的應用性、創新性、開放性和靈活性,這在一定程度上也加大了考試的難度,不同能力層次的學生之間的差距將會通過高考分辨出來,充分體現了高考試題的選拔功能,也極大地推進了新課程改革和新高考發展。
總體來說,生物試題立足學科本質(見表2),延續近年試題風格,以穩為主,但又穩中有進,體現了基礎性、應用性、綜合性和創新性的考查要求。與往年相比,實驗探究類試題的比例有所增加,第4、6、29、30、32和37題均涉及實驗探究與分析,同時側重考查學生的語言表述和邏輯思維能力,旨在引導生物學教學回歸學科本質,從而加強實驗教學,助力學科核心素養的落實。從試題難易程度來看,選擇題的難度整體適中,著重考查學生對基礎知識的理解、信息的獲取和分析以及實驗探究能力。非選擇題難度整體偏向適中,第32題遺傳大題以代謝途徑為載體,考查基因的自由組合定律相關內容,雖然也有實驗思路及結論的考查,但整體而言難度不大,可以說是中規中矩。非選擇題部分整體均考查了學生的文字表述能力和語言的規范性,相當于加大了對科學思維素養的考查。選做題中,選修一選擇了微生物培養的相關內容,同時突出實驗設計的考查,充分體現了對生物技術實踐的遷移應用;選修三依然考查了頻次較高的基因工程,考查方向聚焦了現代生物技術操作的基本流程,引導學生關注生物技術的實踐操作。

表2 2022年全國乙卷生物試題分布情況
試卷中第2、4和29題屬于必修一分子與細胞的內容,分值共為22分;第1、6和32題屬于必修二遺傳與進化的內容,分值共為24分;第3、5、30和31題屬于必修三穩態與環境的內容,分值共為29分。因此從分值分布來看,此套試卷必修三內容的考查比重相對較高(見表3),這主要也是因為必修三的學習內容與當前我國提倡的健康理念、綠色經濟、生態文明等是高度吻合的,這恰恰可以引導學生加強對自身健康和綠色中國的關注,從而提升學生的社會責任感。整體而言,這套試卷的出題均是生物學中的核心知識,充分體現出生物學核心素養的考查。

表3 近六年全國卷(部分)生物必修1、2、3所占分值及比例
綜上可看,今年全國乙卷的試題呈現出以下特點。
高考強調基礎。同一考點可以變換角度與題型再考,變換的僅僅是背景材料和設問角度。如試卷中第1題,通過設置特定的分裂條件——交叉互換,對減數分裂過程進行了多層次考查;第3題,通過創設運動神經元與骨骼肌之間的興奮傳遞過度而引發肌肉痙攣的藥物治療方法為問題情境,考查神經遞質在突觸前膜釋放、突觸后膜作用、突觸間隙被分解的過程,考查學生對興奮在突觸間傳遞的理解、掌握和應用程度;第5題,通過組合選(六選四)的這種看似常規但又設置語言障礙的方式,考查了學生對群落的垂直結構中動物分層與植物分層的原因、關系及現象的理解程度;第29(1)題,以氧氣濃度對離子吸收速率的影響曲線為背景,采用逆向思維的方式,考查學生對主動運輸這一方式特點的理解;第37(1)題,采用言簡意賅的語言直接考查滅菌的方法;第38(3)題,以疫苗的種類及制備為背景,單純考查基因工程的基本操作程序,從而強化學生對生物工程技術流程的理解,為將來進一步從事相關技術研究奠定堅實的基礎。
高考強調融會貫通。綜合性考查要求相對較高。要求學生在給定條件下,綜合運用生物學基礎知識和基本方法,解決與生命科學相關的問題。
【試題信息】第31題的大體內容是通過介紹運用空中拍照技術,調查草原上地面活動的某種哺乳動物的種群數量的操作流程,考查種群密度調查的兩種常用方法(樣方法和標志重捕法)的注意事項、計算方法和優勢比較等問題。
【解析】樣方法是生態學上的一個專門的調查方法。它的目的是用有限的樣方數據來反映整體,它的操作方法是在調查地點隨機選擇一些特定的空間,在這些特定的空間中進行調查。每個特定的空間都稱為一個樣方,樣方的尺寸大小和數量是由調查研究對象和調查目的來設置的。具體方法是,在被調查種群的生存環境內隨機選取若干個樣方,通過計數每個樣方內的個體數,求得每個樣方的種群密度,以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度。在抽樣時要使總體中每一個個體被抽選的機會均等,且每一個個體被選與其他個體間無任何牽連。這種既滿足隨機性,又滿足獨立性的抽樣,就叫作隨機取樣。隨機取樣不允許摻入任何主觀因素,否則就難以避免調查人員想獲得調查屬性的心理作用,往往使調查結果偏大。
標志重捕法一般適用于活動能力強、活動范圍廣的動物的種群密度的調查,但對于野生動物種群密度調查運用該傳統方法來進行,不僅耗費大量人力物力,而且操作不方便,調查周期比較長,效率比較低,同時對野生生物可能會造成一定的傷害。隨著空中拍照技術的調查方法以及無人機遠紅外熱成像系統的應用等,可以實現天地空一體化智能保護和監測。
【評價】此題考查了學生綜合運用能力和拓展延伸能力,出題情境既扎根于教材,又不拘泥于教材,可以說是該套試卷的一大亮點。
高考強調學以致用。將日常生活情境內容融入高考試題中,用知識解決問題,正是命題的目的所在;緊密聯系生產生活實際和科學技術發展,使本學科試題更加具有實際性、應用性和學科性。
【試題信息】第29題的大體內容是,以曲線分析為載體,考查物質跨膜方式主動運輸的特點,氧氣濃度對細胞呼吸的影響及與主動運輸的關系,最后一問提升到實踐應用,即在農學中如何利用上述相關知識提高植物對某種礦質離子的吸收。
【解析】主動運輸通常是指物質沿著逆化學濃度梯度差的運輸方式,這種方式不但要借助細胞膜上的特異性的運輸蛋白作為載體,而且還必須消耗細胞代謝所產生的能量來完成。按照高中生物學教材講解,主動運輸所需要的能量主要來自細胞呼吸過程中產生的ATP。氧氣濃度是影響細胞呼吸的重要因素,氧氣促進有氧呼吸,抑制無氧呼吸,在一定范圍內有氧呼吸強度隨著氧氣濃度升高而增大。超過一定范圍后,由于細胞膜上載體數量的制約,細胞呼吸不再隨著氧氣濃度的增大而增大。
【評價】此題關注了“三農”問題之農業,以農業生產中的施肥與松土措施為試題情境,向學生傳達了勞動實踐需要科學指導的理念,有助于增強學生勞動生產的科學意識,增強理論聯系生產實際的科學意識,從而樹立正確的勞動觀念,并真正做到學以致用。
【試題信息】第38題,大體以病毒核酸檢測和疫苗制備為情境,考查RT-PCR過程中所用的酶,PCR中引物的設計,對病毒利用抗原—抗體技術和核酸檢測時呈現陽性和陰性的原因分析,以及如何利用基因工程技術獲得S-蛋白疫苗等,讓學生面對新的任務情境,能夠借鑒、應用科學家的研究思路、方法,提出解決問題的思路和方案。
【解析】基因工程的基本操作程序為目的基因的獲取、基因表達載體的構建、將目的基因導入受體細胞、目的基因的檢測和鑒定。其中,目的基因獲取時可以運用PCR技術。該技術中需要用到引物,而設計引物的前提是已知目的基因的一段核苷酸系列。PCR由變性—退火—延伸三個基本反應步驟構成。第一步為模板DNA的變性:模板DNA經加熱至93℃左右一定時間后,使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA解離,使之成為單鏈,以便它與引物結合,為下一步反應作準備;第二步為模板DNA與引物的退火(復性):模板DNA經加熱變性成單鏈后,溫度降至55℃左右,引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合;第三步為延伸:DNA聚合酶由降溫時結合上的引物開始沿著DNA鏈合成互補鏈。此階段的溫度依賴熱穩定DNA聚合酶。該步驟時間依賴聚合酶以及需要合成的DNA片段長度。
新型冠狀病毒感染后可以產生新型冠狀病毒抗體,新型冠狀病毒抗體可以輔助診斷其感染,新型冠狀病毒抗體存在著假陽性。核酸檢測是診斷新型冠狀病毒感染的一個金標準,若新型冠狀病毒核酸檢測結果為陽性,患者就可以診斷為新型冠狀病毒感染。新型冠狀病毒抗體檢測可以輔助診斷新型冠狀病毒感染,新型冠狀病毒IgM抗體和IgG抗體同時陽性,結合患者的流行病學史,核酸檢測為陽性,就可以診斷為新型冠狀病毒感染。如果新型冠狀病毒IgM抗體和IgG抗體同時陽性,也見于接種過新型冠狀病毒疫苗的健康人群,或者是機體內存在干擾物質,出現了血清中新型冠狀病毒抗體假陽性。對于新型冠狀病毒核酸和抗體的檢測,可以綜合利用,區別對待。
【評價】此題旨在引導學生加深對防疫措施的認識,體現核心素養中的生命觀念和社會責任;同時也讓學生能夠從中感受到祖國的強大和民族自豪感,通過此題中所體現出的國家意識,希望引發出青少年“強國有我”的擔當。
高考強調創新思維和實驗探究(見表4)。“科學思維”是指尊重事實和證據,崇尚嚴謹和務實的求知態度,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。“科學探究”是指能夠發現現實世界中的生物學問題,針對特定的生物學現象,進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。創新性要求創設新穎的問題情境,使考生能在新穎的情境中積極思考,完成探究性或開放性任務,旨在引導學生回歸生物學學科本質,加強實驗教學,從多角度促進學生學科核心素養的落實。

表4 近六年全國卷(部分)生物試題實驗探究題分布情況
如試卷中的第4題,通過對復合種類的酶中不同組分的催化條件的設置,考查了學生對多因素實驗的探究與分析能力和獲取與解構信息能力;第6題,以雞的羽毛蘆花和非蘆花這一對相對性狀的遺傳分析為背景,通過設計雜交實驗并根據子代雞的羽毛性狀區分雛雞性別,以滿足生產需求,旨在將ZW 型伴性遺傳知識和基因分離定律的知識運用于生產實踐問題的解決;第32題,以植物花色的遺傳為背景,代謝途徑為載體,并通過限制解題條件即“選用1種純合體親本與植株甲只進行1次雜交”,考查了遺傳學的實驗設計分析,這就要求學生在發散思維的同時要進行最佳方案的選擇,這也讓學生深刻體會到實驗探究過程中方法選擇的重要性;第37題(4),考查了以制糖廢液為碳源生產化合物S的最適碳源濃度的實驗設計,讓學生充分體會到生物技術的應用對于環境保護的價值,也讓學生進一步增強了生態環保意識,最終實現了對學生社會責任的考查。
2022全國乙卷生物學試題嚴格按照生物學課程標準并依托高考評價體系命題,深化基礎知識考查,突出主干知識應用,加強教考銜接,引導教學回歸基礎,真正做到了服務“雙減”政策落地。
今年試題非常重視解釋“原因”的表述類問題的考查,非選擇題部分空不多(除選修外,平均3~4個空),語言表述類問題考查比例大,單個空分值高,大多數空需要學生運用掌握的知識,規范組織語言來靈活的分析作答,考查難度偏高。
教材上學習的理論知識是為生產生活實踐服務的。依據生物學學科的學科特點,在日常教學和學習中要能夠體現知識的應用性,將理論聯系實際,更好地運用生物學知識解決實踐中的問題,突出生物學學科的應用價值。
生物學是一門實驗科學。實驗探究能力是基礎教育階段重點關注的核心關鍵能力。對實驗的考查,有助于引導學生科學思維的訓練和科學研究的重視,對中學實驗教學有積極的導向作用。
總之,2022年高考全國乙卷生物試題體現出諸多創新點,在考查基礎知識的同時,強化了多種關鍵能力的考查。通過分析試題可以看出,學科能力考查與評價核心素養融為一體,充分體現了新高考的方向。高考命題的總體趨勢是任務、情境、素材,隨著以后素養立意考試要求的增加,題目會更多地給考生素材,而不是讓學生死記硬背。學生要有這個素養、能力,針對某個素材就可以完美地完成任務。基于這一方向進行命題設計與試題解讀,希望在新高考背景下能夠為一線教師和學生提供一些參考,從而進一步明確教與學的方向,達到通過高考以評促教、以評養學的目的,最終提升學生的生物學學科素養。