指向學業質量標準的考生表現評價研究

[摘 要] 以《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》中的學業質量水平為依據，構建學業質量水平評價框架和試卷結構分析表，分析2023年天津市普通高中學業水平等級性考試生物學試卷考查內容與課程標準和教材內容的一致性，以及考生在幾個核心素養要求上的作答表現。結合研究結果，提出要幫助學生構建知識網絡，形成完整的知識體系；要推進生物學實驗教學多樣化設計；要以具體情境為載體，發展科學思維的同時滲透社會責任等教學改進建議。

[關鍵詞] 學業質量水平；生物學試題；等級性考試；

[中圖分類號] G424.74 [文獻標識碼] A

[文章編號] 1673—1654（2024）03—021—009

2023年天津市普通高中學業水平等級性考試生物學試題（以下簡稱“等級考試題”），以教育部《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）和《中國高考評價體系》為依據，遵循新課標對于考生學業質量水平的考查要求，實現對學生學習表現進行學業質量評價。高中生物學學業質量標準以學科核心素養和學生表現水平為刻畫維度，對學生學業成就進行質性描述。由于學科核心素養是學生的內在品質或特征，無法直接觀測，所以考試或評價的實質是通過學生在具體任務中的實際表現判斷其素養水平。因此厘清學科核心素養的內涵和結構，刻畫素養在測試中具體的考查內容和表現水平，是實現學業質量標準對命題全過程指導的必然要求，是實現教—學—評一致性的基礎性工作。

一、評價框架與研究方法

評價框架應當關注核心素養評價的整體性：生命觀念是構成學科核心素養的生物學特質，是生物學學科育人價值最為顯著的表現，居于突出的位置；生命觀念的建立，需要以概念為支撐，以思維為工具；生命觀念對價值觀念、品格的形成起到支持作用，因此與社會責任有關聯。科學探究是概念形成的途徑，也就自然成為觀念建立的途徑。可見，生命觀念與其他三者都有密切聯系（如圖1）[1] 。

基于此，天津市教育質量評估監測中心高考評價項目生物學科組（以下簡稱“評價組”）構建了基于生物學學科核心素養的學業質量水平評價框架（以下簡稱“評價框架”）（見表1）。在每個維度的素養中體現了學業質量水平的遞進性，即從水平一指向水平四，其內容是根據問題情境的復雜程度，如給定情境、特定情境、陌生情境；解決問題所需要的知識與技能的難易程度，如單一次位概念、重要概念中的次位概念、跨學科重要概念等；解決問題的程度高低，如解釋、圖示說明、模型說明、模型和建模闡釋等，對各維度素養再進行水平的劃分[1]。

為加強學業質量標準對教學的指導作用，促使評價結果更有效地引導教學，研究制定了該評價框架下的試卷結構分析表（見表2）。

試卷結構分析表中的知識范疇包括高中生物學科必修1、必修2、選擇性必修1、選擇性必修2、選擇性必修3五本教材的內容；考核內容依據課程標準的核心概念—重要概念—次位概念體系，確定考試內容分布和權重；學科核心素養根據試題內容，確定學科核心素養具體內容及水平等級：包含生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四項內容；以及從水平一到水平四的四個等級。

二、研究結果與分析

（一）試題考查內容與課程標準、教材內容的一致性分析

1. 與教材內容的一致性分析

試題在考試范圍的5個模塊總計25章的教學內容中，涉及20章，章節覆蓋率達到80%。

分值占比分析表明，必修模塊40%；選擇性必修模塊50%；實驗考查10%。試題重點考查了組成細胞的分子、細胞的基本結構、細胞的物質輸入和輸出、細胞的能量供應和利用、細胞的生命歷程、遺傳因子的發現、基因和染色體的關系、基因的本質、基因的表達、基因突變及其他變異、生物的進化、神經調節、體液調節、免疫調節、植物生命活動的調節、種群及其動態、群落及其演替、生態系統及其穩定性、細胞工程、基因工程以及生物實驗設計原理等學科主干知識，體現了分子與細胞、遺傳與進化、穩態與調節、生物與環境、生物技術與工程等內容。

2.與課程標準中重要概念的一致性分析

等級考試題共17題，所涉及的重要概念[5]如表3所示。

由表3可知，必修模塊重要概念的考查占比70%，選擇性必修模塊考查占比70.59%。其中必修2模塊重要概念的考查達到80%，選擇性必修2模塊重要概念的考查達到100%。總體來看，試題重要概念考查的覆蓋率已經超過70%。

可見，試題與教材內容的一致性、與新課標重要概念的一致性均較好。

（二）指向學業質量標準的考生作答表現分析

結合評價框架，基于試卷特點分析和全市不同水平組考生統計數據，從核心素養四個角度選擇不同水平典型試題，分析考生作答表現。

1.學生在“生命觀念”上的作答表現

2023年等級考試題注重基本概念的考查，切實做到面向全體學生，考查生物學科重要核心概念，并對結構與功能觀、物質與能量觀、穩態與平衡觀等生命觀念的核心素養有所體現；試題將必備知識融入嶄新的真實情境中，需要學生對這些必備知識有較為深刻的理解，領悟生命觀念，才能實現知識遷移，實現準確作答。例如，考查生命觀念的試題4是基礎性試題中得分率最低的一道選擇題，對應評價框架考查生命觀念的水平三，在特定情境中運用兩個次位概念解決神經調節的復雜問題。

4. 脊椎動物發育過程中，軀體運動神經元接受到肌細胞分泌的足量神經營養性蛋白才能存活，并與肌細胞建立連接，否則發生凋亡。下列敘述錯誤的是

A. 神經營養性蛋白是一種神經遞質

B. 軀體運動神經元和肌細胞建立的連接可發育為突觸

C. 神經元凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程

D. 使用神經營養性蛋白合成抑制劑可促進軀體運動神經元凋亡

試題以脊椎動物軀體運動神經元的發育過程為背景，在考查神經遞質、突觸和細胞凋亡等知識點的同時，考查了獲取信息及推理分析的能力，深化考生對概念的理解，體現了生命觀念和科學思維等核心素養。本題全市考生作答得分率只有0.36。

神經遞質是在神經沖動傳導時，由神經元軸突末梢的突觸小泡釋放的一種化學物質。由題干信息可知，A選項所說的神經營養性蛋白是由肌細胞分泌的，并非由神經元分泌，故A錯誤。實測數據顯示，錯選B、C的考生居多，說明這些考生沒有讀出題干中的相關信息，獲取信息及推理分析的能力較差，在對次位概念“1.3.3闡明神經沖動在突觸處的傳遞通常通過化學傳遞方式完成”和“2.3.3描述在正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程”的理解上沒有達到學業質量水平三的要求，在脊椎動物軀體運動神經元發育過程這一情境下的綜合分析得出結論的能力未達到水平三的要求。

2.學生在“科學思維”上的作答表現

等級考試題對科學思維的考查以生命科學領域的突出成就以及生產和生活中的熱點問題為背景，精準對標課程標準水平層級進行試題設計，并以多種方式靈活呈現題目，從多個角度考查學生的科學思維。例如，第16（2）、（3）題為全卷中得分率較低的試題，對應評價框架考查科學思維的水平四，考查的是在新問題情境中運用模型和建模解釋分離定律、自由組合定律等重要概念。

16.植酸合成酶基因A位于水稻4號染色體，其缺失導致水稻不能合成植酸而死亡。某小組對A進行基因編輯，獲得2個突變基因，一個刪除了3個相鄰核苷酸（A-3），不影響植酸合成；另一個刪除了25個相鄰核苷酸（A-25），對植株的影響未知。

……

（2）為進一步研究A-25對植株的影響，在A-3A-25愈傷組織中轉入A，獲得6號染色體插入一個A的植株，表示為A-3A-25A?，該植株自交子代中含有A-25A-25的比例為_______。

（3）自然狀態下水稻嚴格自交。某逆境下，A-3A-3植株的適應能力比AA及AA-3強，每代植株數增加10%。一株AA-3水稻在該逆境下自然繁殖，每代基因頻率如下表，請填寫表格空白處（保留至小數點后一位）。

此表表明，種群基因頻率發生了變化，這種變化是_____________的結果。

試題以植酸合成酶基因的研究為科研背景，考查遺傳定律、基因頻率的推算。試題采用引導式設問，引領考生從思維原點出發，逐層設問，臺階式遞進，考查思維的嚴密性和邏輯性，注重高階思維能力的考查。

依據題干信息和前一問分析結果，基因型A-25A-25植株純合死亡（不能合成植酸），A-3/A-25和新轉入的A基因分別位于4號和6號染色體上，所以其遺傳模式符合孟德爾自由組合定律。理論上，A-3A-25A?植株自交，子代中含A-25A-25個體的基因型及占比如下：3/16 A-25A-25A?，1/16 A-25A-25 ? ?，因A-25A-25 ? ?致死，所以后代含有A-25A-25的比例調整為3/15（1/5或20%）。這一過程可用棋盤法建構模型：

第（3）問，理論上，AA-3自交子代類型及比例為AA：AA-3：A-3A-3 = 1：2：1，由于A-3A-3適應能力強，每代增加10%，故三者實際比例為AA：AA-3：A-3A-3 = 1：2：（1×1.1），即10/41 AA，20/41 AA-3，11/41 A-3A-3，所以A基因頻率 = 10/41 +（20/41）×（1/2）= 48.8%，A-3基因頻率 = 11/41+（20/41）×（1/2）= 51.2%。隨著水稻在該逆境下自然繁殖，后代A-3基因頻率逐代增加，這種變化是自然選擇的結果。

本題全市考生得分率只有0.25，實測數據顯示三分之一以上考生未得分，大多數考生科學思維素養整體表現較差，未達到學業質量水平四的要求。

3.學生在“科學探究”上的作答表現

試卷以最新科技成果為素材，既能再現天津整體科研實力，又將完整的研究歷程呈現給考生，讓學生深刻理解科學研究的意義，引導其開展研究性學習。在實驗設計、實驗結果的比較分析上，考查了考生的科學探究能力和綜合運用能力，同時也注重考生批判性思維的運用，通過實驗結論的邏輯推導，培養學生思維的嚴密性和邏輯性，注重高階思維能力的考查。考生在考查科學探究素養的試題上得分率也較低，如第5題對應評價框架考查科學探究的水平二：在給定情境下提出可探究問題，進行實驗設計和結果討論，并分析數據得出結論。

5. 科學發現中蘊含著值得后人借鑒的方法或原理。下列探究實踐與科學發現運用的方法或原理不一致的是

試題素材來源于教材，突出對科學發現和探究實踐所運用的原理或方法的考查，凸顯中學生物實驗教學對學生科學思維和科學探究素養的培養，充分體現生物學學科特點及新課程理念。本題全市考生作答得分率只有0.44，表現欠佳。

C選項科學發現中的艾弗里肺炎鏈球菌轉化實驗，通過去除相應物質證明DNA是肺炎鏈球菌的轉化因子，利用的是減法原理，而實驗“探究抗生素對細菌的選擇作用”是利用含抗生素的濾紙片反復篩選獲得耐藥細菌，利用的是加法原理，故C選項錯誤。本題錯選B的考生占到28.67%，考生先入為主地認為魯賓和卡門的實驗方法是“同位素標記法”，而“探究酵母菌細胞呼吸的方式”沒有用到同位素標記；實際題干信息明確給出“魯賓和卡門用對比實驗證明光合作用中氧氣的來源是水”，“探究酵母菌細胞呼吸的方式”也是對比分析了酵母菌在有氧和無氧條件下細胞呼吸的異同，二者均是利用對比實驗的方法，B選項探究實踐與科學發現所運用的方法是一致的，顯然不符合題目要求。

從考生作答表現看，考生對教材科學史和探究實踐所運用的原理或方法的理解和遷移應用能力還較差，沒有達到科學探究水平二的要求。

4.學生在“社會責任”上的作答表現

等級考試題基于生命觀念和科學思維方法，圍繞當前社會熱點問題，以“問題從社會中來，又回到社會中去解決實際問題”的整體思路，將顯性考查與隱性教育相結合，對社會責任素養的考查質量水平均達到水平四。如第13（3）題對應評價框架考查社會責任水平四，根據新穎情境，正確調用已有重要概念進行遷移應用、合理拓展、得出正確結論，形成生物與環境可持續發展的觀念，養成環保意識。

13.天津港臨港經濟區前身為灘涂淺海區，是鸻鷸類候鳥的遷徙驛站，擬在該地區建設具有如下食物網的人工濕地，以保護鸻鷸類候鳥。

......

（3）肉食性魚類營養級較高，位于__________營養級，應于后期投放。若過早投放，可能會使低營養級生物__________，從而導致食物網崩潰。而在后期投放，可以加快濕地生態系統的__________，使之更趨于穩定和成熟。

本題以在天津港臨港經濟區擬建設人工濕地為情境，讓學生依據圖中食物網信息，以及相關生態學原理分析生態系統特點，從生命觀念、科學思維和環境保護等角度考查學生對生態系統的結構、功能及生態系統的穩定性等基礎知識的理解，同時引導考生從參與環境保護等角度形成生態意識，擔起人與環境和諧共處的社會責任。

依據題干食物網圖，肉食性魚類位于第三、四兩個營養級，由于是新建人工濕地，早期各營養級生物數量還沒有達到穩定，故而過早投放肉食性魚類，可能會導致低營養級生物數量下降，無法積累生物量。而在后期投放可構建相對復雜的食物網，可以加快濕地生態系統的物質循環和能量流動，提高人工濕地的穩定性，使之更趨于穩定和成熟。

試題在考查考生獲取信息、邏輯推理等關鍵能力的同時，通過天津本地環保具體案例，引導考生發展生態意識，秉持良好的態度和價值觀，成為健康中國的促進者和實踐者。本題全市考生作答得分率為0.79，是簡答題中得分率最高的，從考生作答表現看，在“社會責任”核心素養達到水平四。

三、討論與建議

等級考肩負著雙重任務，試題既要反映學生在具體課程標準要求上的表現，又要體現高考評價體系對綜合能力的考查和引導[6]。通過分析試題內容和學生作答表現可以發現，2023年試卷具備科學選拔和客觀鑒定雙重功能，較好地落實了立德樹人根本任務，充分體現了學業質量標準的要求。

（一）幫助學生構建知識網絡，形成完整的知識體系

生物學核心概念處于學科中心位置，并對學生學習具有引領作用，教學中應以課標為依據，圍繞大概念和重要概念設計和展開單元的教學活動，讓學生在大概念下建構知識網絡[7]。培養知識歸納總結能力，引導學生對大概念下的學科知識進行橫向整合，建構大概念之間的聯系，幫助學生深度理解和掌握相關知識，進而提升學生在新情境下分析和解決問題的能力。

（二）推進生物學實驗教學多樣化設計

以探究為特點的教學直接影響科學思維和科學探究的落實，同時也影響生命觀念和社會責任的培養。教學中要有意識地設計和實施課堂上的科學探究活動，并提供必要的課堂環境和良好氛圍；除了生物學實驗室內的動手實踐活動，還可以利用模型進行模擬實驗或線上仿真實驗，如虛擬實驗室或希沃白板的仿真實驗等[8]；還可以選取恰當的科研論文，創設合理的問題情境，以培養學生的提出猜想和假設、設計探究方案、處理和轉化數據、解釋分析、作出結論、評價方案等能力[9]，這對學生科學思維和科學探究核心素養的建構具有重要意義。

（三）以具體情境為載體，發展科學思維的同時滲透社會責任

新課標在命題建議中明確提出要“創設真實情境、合理設問”[10]，高考評價體系則規定了高考的考查載體——情境，以情境承載考查內容，實現考查要求[11]。日常教學中，教師可以通過科學實驗研究情境、農業生產實踐情境、經典生命科學史情境等載體，設置新穎的呈現方式和設問方式，引導學生在新穎或陌生的情境中主動思考，完成開放性或探索性的任務，從而培養學生發現新問題、進行新解釋、找到新規律、得出新結論的能力，培養學生獨立思考、大膽創新的科學思維[12]。

同時，這些科技前沿、科學探究、生產生活實踐與社會發展情境等，還能引導學生密切關注重大社會現實問題和科學發展事件，強化愛國主義情懷、品德修養、知識見識、奮斗精神、綜合素質等，注重社會責任的滲透[13]，從而提高學生的政治站位、思想立場與理想信念，不斷強化生物學科的育人功能和積極導向作用。

參考文獻：

[1] 王健，祁鳳珍，尹捷麗.生物學學科學業質量水平的評價與思考[J].考試研究，2023，（2）：46-47.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020：51-54.

[3] 廖姝燁，黃鍵.基于SOLO分類理論測評科學思維的生物學命題模型構建及應用[J].中學生物教學，2023，（9）：60-61.

[4] 周群.基于SOLO分類理論的高考生物學試題評價研究——以2023年全國甲卷為例[J].中學生物教學，2023，（10）：73.

[5] 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020：12-30.

[6] 王秀清，黃曉婷，韓家勛，等.高中學業水平考試與課程標準一致性分析——以歷史學科等級考為例[J].中國考試，2019，（7）：51-56.

[7] 唐家明.2021-2022年河北省新高考生物學試卷科學思維考查特點分析[J].生物學教學，2023，（10）：55-57.

[8] 韋艷艷，盧秀杭.2023年全國高考甲卷理綜29題分析及教學建議[J].生物學教學，2023，（10）：60-61.

[9] 趙玥.基于新高考要求的高三生物學階段性測試試題編制[J].生物學教學，2023，（5）：70-73.

[10] 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020：64.

[11] 教育部考試中心.中國高考評價體系說明[M].北京：人民教育出版社，2019：35.

[12] 楊帆，郭學恒.基于高考評價體系的生物學科考試內容改革實施路徑[J].中國考試，2019，（12）：53-58.

[13] 李霞，蘇科庚，黃勝琴.2021年7套高考生物卷情境化試題設計及啟示[J].教育測量與評價，2021，（8）：45-53.

Study on the Performance Evaluation of Candidates with Academic Quality Standards：Taking the Biology Test Questions of the 2023 Tianjin General High School Academic Level Examination as an Example

Abstract：According to the ordinary high school biology curriculum standard（2017 Edition Revised in 2020）in the academic quality level，build the academic quality level evaluation framework and examination paper structure analysis table，analyze the consistence of the content of 2023 Tianjin biology examination and the curriculum standard and teaching material content，and the examinee’ answer performance in several core literacy requirements. Based on the research results，some teaching suggestions are proposed to improve the knowledge network of students and promote the diversified design of biology experiment teaching，and the suggestions to develop scientific thinking and permeate social responsibility.

Key words：Academic Quality Level，Biological Test Questions，Grade Examination