2023年全國乙卷高考生物試題科學思維考查的情況分析與教學策略

【摘 "要】 科學思維是生物學學科核心素養的重要組成部分。文章闡明了科學思維的內涵，以2023年全國乙卷生物試題為例，分析試題對科學思維的考查情況和考查特點，針對性提出了培養和提高學生科學思維的教學策略。

【關鍵詞】 全國乙卷；生物試題；科學思維；教學策略

一、科學思維類題目的考查情況分析

試題總共包括12道題，從題型上可以分為6道選擇題和6道非選擇題，后者又包括4道必答題和2道選做題。整體來看，試題內容豐富、覆蓋范圍廣泛，基礎性題目較多，還有部分創新題目。值得注意的是，這套試題對科學思維的考查較多。

試題中科學思維考查的題目和維度并不是一一對應的，如第1題考查一種維度為歸納與概括思維，第29、38題考查兩種維度，分別是歸納與概括和批判性思維、批判性思維和創造性思維。另外，試題中考查科學思維的5個維度的側重點不同，考查模型與建模、批判性思維等維度的題目較多，考查另外3個維度的題目較少。

總之，這套試題對科學思維的考查尤為顯著，體現出科學思維的重要性，引導教師在教學過程中注重培養和提高學生的科學思維。

二、試題中考查科學思維的特點

（一）聯系真實生活情境

試題中科學思維類題目的情境源于學生日常飲食中所含營養成分如糖類和蛋白質，也有在教材中所學的雜交實驗、除草劑、農田和森林生態系統、秸稈燃燒，還源于實踐生產研究等情境。這些情境密切聯系學生的真實生活，不僅可以激發學生的學習興趣，還有利于考查學生的歸納概括、模型建模以及演繹推理等關鍵能力，最終考查學生在解決真實生活情境問題中的科學思維能力。

（二）考查形式靈活多樣

試題的考查形式從之前簡單的“對與錯”“能與不能”逐步變為“原因是”“優點是”“依據是”“實驗思路是”，體現出很大的靈活性和多樣性，這些變化在試題的科學思維類題目中表現得尤為突出。例如第38題第4小題要求寫出實驗思路，不僅考查了學生的實驗設計能力，還考查了學生的創造性思維。

（三）注重培養關鍵能力

試題中的科學思維類題目大多都是以文字結合表格、圖形以及實驗過程或數據的方式呈現問題信息。在面對此類題目時，學生可以基于以上方式直觀地獲取信息并科學地解答問題，如此不僅有利于培養學生的科學思維能力，還注重培養學生的觀察統計、語言表達和獲取信息等關鍵能力。

三、科學思維類題目例析

（一）考查歸納與概括思維

【例1】（2023年，全國乙卷，第1題）生物體內參與生命活動的生物大分子可由單體聚合而成，構成蛋白質等生物大分子的單體和連接鍵以及檢測生物大分子的試劑等信息如下表1。

根據表中信息，下列敘述錯誤的是（ " "）

A. ①可以是淀粉或糖原

B. ②是氨基酸，③是肽鍵，⑤是堿基

C. ②和⑤都含有C、H、O、N元素

D. ④可以是雙縮脲試劑，⑥可以是甲基綠和吡羅紅混合染色劑

例1主要考查蛋白質、糖類的結構、組成及鑒定等相關知識，以圖表中的具體內容進行試題任務設置，要求學生基于所學知識將生物大分子與其他具體內容進行一一對應從而做出判斷，選出題干所需最佳答案。不僅有利于學生將生物大分子的相關零散知識系統化、強化學生的記憶能力，還考查了學生的理解、歸納與概括思維等能力。

（二）考查演繹與推理思維

【例2】（2023年，全國乙卷，第32題節選）某種觀賞植物的花色有紅色和白色兩種。花色主要是由花瓣中所含色素種類決定的，紅色色素是由白色底物經兩步連續的酶促反應形成的，第1步由酶1催化，第2步由酶2催化，其中酶1的合成由A 基因控制，酶2的合成由B基因控制。現有甲、乙兩個不同的白花純合子，某研究小組分別取甲、乙的花瓣在緩沖液中研磨，得到了甲、乙花瓣的細胞研磨液，并用這些研磨液進行不同的實驗。

實驗一：探究白花性狀是由A或B基因單獨突變還是共同突變引起的

①取甲、乙的細胞研磨液在室溫下靜置后發現均無顏色變化。

②在室溫下將兩種細胞研磨液充分混合，混合液變成紅色。

③將兩種細胞研磨液先加熱煮沸，冷卻后再混合，混合液顏色無變化。

實驗二：確定甲和乙植株的基因型

將甲的細胞研磨液煮沸，冷卻后與乙的細胞研磨液混合，發現混合液變成了紅色。

回答下列問題。

（3）根據實驗二的結果可以推斷甲的基因型是______，乙的基因型是______；若只將乙的細胞研磨液煮沸，冷卻后與甲的細胞研磨液混合，則混合液呈現的顏色是____。

例2主要考查的是基因自由組合定律的應用和溫度對酶作用的影響等相關知識，要求學生基于題干中酶促反應對植物花色的影響，實驗一、二的結果進行演繹推理，推斷出甲、乙的基因型，并判斷相應處理后混合液的顏色。在此過程中不僅考查了學生分析解決問題的能力和邏輯推理能力，還考查了學生的演繹與推理思維能力。

（三）考查模型與建模思維

【例3】（2023年，全國乙卷，第3題）植物可通過呼吸代謝途徑的改變來適應缺氧環境。在無氧條件下，某種植物幼苗的根細胞經呼吸作用釋放CO2的速率隨時間的變化趨勢如圖1所示。下列相關敘述錯誤的是（ " ）

A. 在時間a之前，植物根細胞無CO2釋放，只進行無氧呼吸產生乳酸

B. a-b時間內植物根細胞存在經無氧呼吸產生酒精和CO2的過程

C. 每分子葡萄糖經無氧呼吸產生酒精時生成的ATP比產生乳酸時的多

D. 植物根細胞無氧呼吸產生的酒精跨膜運輸的過程不需要消耗ATP

例3主要考查無氧呼吸和細胞代謝的有關知識，立足教材中無氧呼吸釋放CO2的速率建構曲線圖，要求學生從曲線圖中獲取有效信息進行分析，并以文字的形式闡明曲線中a、b兩點的內涵，從而對選項中的敘述進行判斷并作答。不僅考查了學生對曲線等模型的解讀能力和獲取信息的能力，還考查了學生的理解應用和模型與建模思維等能力。

（四）考查批判性思維

【例4】（2023年，全國乙卷，第29題節選）植物的氣孔由葉表皮上兩個具有特定結構的保衛細胞構成。保衛細胞吸水體積膨大時氣孔打開，反之關閉，保衛細胞含有葉綠體，在光下可進行光合作用。已知藍光可作為一種信號促進保衛細胞逆濃度梯度吸收K+有研究發現，用飽和紅光（只用紅光照射時，植物達到最大光合速率所需的紅光強度）照射某植物葉片時，氣孔開度可達最大開度的60%左右。回答下列問題。

（3）某研究小組發現在飽和紅光的基礎上補加藍光照射葉片，氣孔開度可進一步增大，因此他們認為氣孔開度進一步增大的原因是，藍光促進保衛細胞逆濃度梯度吸收K+。請推測該研究小組得出這一結論的依據是________________。

例4主要考查光合作用的有關知識，以光照影響K+ 運輸從而影響葉片氣孔開閉作為命題情境，要求學生基于教材中所學光合作用等知識并結合題干中有效信息“藍光可以促進保衛細胞逆濃度梯度吸收K+”來對研究小組的結論進行質疑、判斷和評價，最終得出依據解答問題。在此過程中，不僅考查了學生的分析推斷能力，還考查了學生的批判性思維等能力。

（五）考查創造性思維

【例5】（2023年，全國乙卷，第38題節選）GFP是水母體內存在的能發綠色熒光的一種蛋白。科研人員以GFP基因為材料，利用基因工程技術獲得了能發其他顏色熒光的蛋白，豐富了熒光蛋白的顏色種類。回答下列問題。

（4）新蛋白與突變基因的關聯性分析。將上述發黃色熒光的大腸桿菌分離純化后，對其所含的GFP突變基因進行測序，發現其堿基序列與GFP基因的不同，將該GFP突變基因命名為YFP基因（黃色熒光蛋白基因）。若要通過基因工程的方法探究YFP基因能否在真核細胞中表達，實驗思路是 _____________________________。

例5主要考查基因工程方法的相關知識，問題呈現“實驗思路是……”這種形式是學生相對陌生的，同時教材中也無直接答案，因此學生要打破固有的問題思維模式，站在新的角度思考問題，并結合題干有效信息和基因工程的方法設計出一個創新性的實驗思路，在設計實驗思路的過程中很好地考查了學生的創造性思維。

四、教學策略

圍繞核心概念，培養和提高學生的歸納與概括思維。試題中考查此維度的題目較少且難度較低，但是部分學生還是會失分，究其原因是學生基礎內容掌握不夠扎實或核心概念記憶混亂。因此在備考時教師要加強學生對基礎內容和核心概念的識記和理解，從而訓練學生的歸納與概括思維。

運用遺傳學知識，培養和提高學生的演繹與推理思維。高考試題中對此類題目的考查主要是運用遺傳學定律來計算比例、確定基因型、設計實驗思路等，題目難度較高。因此，教師在備考時要引導學生分析題干中的條件和有效信息，運用遺傳學定律進行演繹推理，經過嚴謹的推理后，就可得出推理結果。另外，教師要鼓勵學生根據限定條件大膽進行推理，注重推理過程，如此才能更有效地培養和提高學生的演繹與推理思維。

識讀各種模型，培養和提高學生的模型與建模思維。高考試題中常以文字和各種模型相結合來提問，模型是指將復雜和抽象的認識對象簡約化而達到特定目的所作的一種描述，主要包括物理、數學和概念模型。在備考時，教師可以引導學生識讀模型并進行圖文轉換，結合題干條件獲取有效信息后解答問題。如此才能更有效地培養和提高學生的模型與建模思維。

評價生物學問題或觀點，培養和提高學生的批判性思維。在高考試題考查中，學生需要基于所學知識對某種生物學問題或者觀點進行分析、判斷和評價，得出支持或否定某種觀點或問題的事實或證據。因此，教師在備考過程中，要引導學生首先具有質疑的態度和批判的精神，杜絕“隨大流”和遵循參考答案，大膽去質疑，堅持自己的觀點，依據教材所學知識去驗證某種觀點是否正確或合理，如此才能更有效地培養和提高學生的批判性思維。

設計實驗方案或思路，培養和提高學生的創造性思維。高考試題中對實驗設計類題目的考查越來越頻繁。因此，在備考過程中，教師要引導學生重視生物學實驗教學，培養學生的動手和探究能力。同時，教師要加強對學生實驗設計能力的訓練，如創設實驗情境，鼓勵學生大膽設計實驗方案或思路。

綜上所述，在備考時，教師可以根據以上5種教學策略加強對學生科學思維的訓練，這樣不僅可以有效培養和提高學生的科學思維，還有利于學生生物學學科核心素養的進一步實現。

參考文獻：

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