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摘要基于上海新高考要求,例析高三生物學階段性測試試題的編制思路、考查載體、內(nèi)容、要求以及學科核心素養(yǎng)的考查水平,針對評測結(jié)果提出教學建議,以期為高三教師的教學提供參考。
關(guān)鍵詞高考評價體系;高中生物學;學科核心素養(yǎng);考試評價
1問題的提出
2019年,教育部考試中心提出了高考命題理念為“價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導向、能力為重、知識為基”,并構(gòu)建了高考評價體系。2023年,上海市普通高中學業(yè)水平等級性考試生物學科目考試將首次以高中生物學必修和選擇性必修新教材為評價內(nèi)容,試卷形式以提供若干情境或主題,著重考查學科核心素養(yǎng)?;谏鲜鲂赂呖家螅疚囊愿呷飳W階段性測試試題編制為例,探討如何基于高考評價體系和學業(yè)質(zhì)量標準分別測評學生的學科能力及水平,為高三教師的教學提供一定的參考。
2試題編制的思路
以上海市虹口區(qū)高三生物學階段性測試為例,根據(jù)教學進度,確定考查范圍為滬科版高中生物學教材必修1、2及選擇性必修1、2。由于“生命觀念”可作為學生學習生物學課程后獲得的標志性學習成果,為此,整套試卷根據(jù)高考評價體系的命題理念,基于“生命觀念”創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)核心價值引領(lǐng)作用的考查情境,根據(jù)課標“重要概念”確定考查的必備知識,根據(jù)學科核心素養(yǎng)和學業(yè)質(zhì)量標準確定考查的關(guān)鍵能力和水平(圖1)。
3試題實例及分析
“情境”是實現(xiàn)“價值引領(lǐng)、素養(yǎng)導向、能力為重、知識為基”的綜合考查的載體[1],結(jié)合生物學的學科特質(zhì),生物學試題的任務(wù)情境包括: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[2]。
3.1科學實驗和探究情境的試題及分析
科學實驗和探究情境是真實的生物學研究的內(nèi)容以及由這些內(nèi)容進行知識遷移設(shè)定的情境或提出的問題。根據(jù)該類情境編制的例題及分析如下:例題1研究發(fā)現(xiàn),飲食不規(guī)律會使脂肪細胞內(nèi)抗產(chǎn)熱轉(zhuǎn)錄因子(ZFP423)的表達量升高。研究者對小鼠(夜行動物)開展實驗:將脂肪細胞特異性缺失ZFP423的小鼠(Zfp423KO)和正常小鼠(Zfp423)置于30℃環(huán)境下,分別在白天(非活躍期)和夜晚(活躍期)喂食高脂食物,測得體重變化如圖2a所示。12周后,分別測定各組小鼠攝入葡萄糖后血糖和胰島素的變化,結(jié)果如圖2b和圖2c所示[3]。(1)推測引起小鼠肥胖的原因,并說明理由。(2)簡述長期“吃夜宵”(高脂高糖食物)不利于人體健康的原因。從考查載體看,本試題的情境是從科學實驗論文中提煉,圍繞平衡與穩(wěn)態(tài)觀設(shè)計與學生生活相關(guān)的“吃夜宵”問題,引導學生樹立“養(yǎng)成健康生活方式”的核心價值。此外,此題屬于良構(gòu)問題,即問題直接指向肥胖、糖尿病等科學概念,對所給問題設(shè)定了限制條件,為學生解決問題提供了必要的原理、方法和步驟。從考查內(nèi)容看,主要考查學生細胞呼吸、激素調(diào)節(jié)等必備知識,及關(guān)鍵能力中的理解能力和探究能力。第(1)問要求學生根據(jù)實驗結(jié)果運用比較、分析與綜合、抽象與概括等方法,區(qū)分實驗組與對照組,并從不規(guī)律飲食和抗產(chǎn)熱轉(zhuǎn)錄因子的角度,對小鼠肥胖的原因進行解釋、推理,做出合理的判斷和得出正確結(jié)論。在學科核心素養(yǎng)方面,此題主要考查科學思維水平四:要求學生能基于事實和證據(jù),熟練運用科學思維方法展開探討、審視或論證;科學探究水平三:運用科學術(shù)語報告實驗結(jié)果。第(2)問要求學生獲取小鼠與人類作息習慣相反的題干信息,通過分析、比較圖中血糖與胰島素的變化關(guān)系,運用穩(wěn)態(tài)與平衡觀對“吃夜宵”影響人體健康的問題進行歸因分析。在學科核心素養(yǎng)方面,此題主要考查生命觀念水平四:在新的問題情境中,以穩(wěn)態(tài)與平衡觀為指導,解釋生命現(xiàn)象,探討生命活動的規(guī)律;社會責任水平四:養(yǎng)成健康的生活方式。從考查要求看,本題要求學生理解、綜合運用細胞呼吸和激素調(diào)節(jié)的知識,在復雜的問題情境中,基于實證對人體健康問題進行探究,具有基礎(chǔ)性和綜合性。從考查結(jié)果看,學生失分的原因有:①提取信息能力不足。例如,學生較難從多組實驗數(shù)據(jù)中區(qū)分圖2a中實驗組和對照組,故無法從多角度闡述實驗結(jié)果。②整合信息能力欠佳。例如,學生雖能提取出抗產(chǎn)熱因子與肥胖的關(guān)系,但較難將該信息與細胞呼吸能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系起來。③分析綜合能力欠佳。例如,學生較難分析圖2b、圖2c的有效數(shù)據(jù),綜合激素調(diào)節(jié)的必備知識概括出小鼠不規(guī)律飲食與Ⅱ型糖尿病有關(guān)。
3.2生產(chǎn)、生活和實踐情境的試題及分析
生活、生產(chǎn)和實踐情境指日常生活中或社會實踐中常見的生物學相關(guān)現(xiàn)象或問題。根據(jù)該類情境編制的例題及分析如下:例題2上海崇明東灘引入外來物種“互花米草”用作固灘護堤。然而互花米草繁殖能力極強,兼具耐鹽等特性,對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成破壞。若用不耐鹽的蘆葦,采用“生物替代”治理互花米草的效果不佳;若用“圍墾”工程治理互花米草,會對白頭鶴、海三棱藨草種群數(shù)量帶來負面影響;若用花期刈割(割草)來治理,只能取得短期效果。根據(jù)上述信息及已學知識,請?zhí)岢霎數(shù)刂卫砘セ撞莸目尚蟹桨福⒑喪隼碛?。從考查載體看,本試題的情境屬于生產(chǎn)實踐類,主要圍繞生態(tài)觀設(shè)計外來物種入侵對本地生物和環(huán)境造成影響的問題,培養(yǎng)學生“人與自然和諧共生的觀念,形成生態(tài)文明意識”的核心價值。此外,此題屬于劣構(gòu)問題,即學生不完全具備相關(guān)的知識與技能,對解決問題的原理與過程也不熟悉,存在多種解決問題的方案,結(jié)果具有不確定性。從考查內(nèi)容看,主要考查學生有關(guān)生物的生殖、種群和群落等必備知識。在關(guān)鍵能力方面,考查學生綜合運用植物有性生殖、人類活動對生物多樣性的影響、群落水平分布,地理學生態(tài)環(huán)境治理等跨學科知識和思維,分析和解決上海崇明東灘真實情境問題的應用能力,以及綜合運用批判性思維和創(chuàng)新性思維等方法,創(chuàng)造性地提出方案來治理互花米草的創(chuàng)新能力。在學科核心素養(yǎng)方面,本題主要考查生命觀念水平四:基于生態(tài)觀,綜合運用跨學科知識和思維解決生活中的實際問題;科學思維水平四:在面對生產(chǎn)、生活中與生物學相關(guān)的新問題情境時,能熟練運用科學思維方法展開探討、審視等;科學探究水平三:舉例說明人類活動對環(huán)境的影響;社會責任水平四:形成珍愛生命、人與自然和諧相處的觀念。從考查要求看,本題要求學生能在新穎的情境中綜合運用所學知識,完成探究性或開放性任務(wù),具有應用性和創(chuàng)新性。從考查結(jié)果看,學生失分的主要原因是解決劣構(gòu)問題時存在提取、分析、整合信息的障礙。例如,不能有效提取蘆葦耐鹽能力差的信息;不能分析出圍墾地鹽度降低能適宜蘆葦生長;不能分析出圍墾工程屬于人類活動,會對其他生物造成影響等。最終導致不能整合信息,推測出可以依次采用圍墾工程降低土壤鹽度,減少互花米草擴散,隨后通過花期刈割減少互花米草大量繁殖,最后種植蘆葦進行生物替代的綜合治理方案[4]。
3.3科學史情境的試題及分析
生命科學史情境指人類適應自然、認識自然、利用自然和改造自然的歷史,是生物學知識體系的重要組成成分。根據(jù)該類情境編制的例題及分析如下:例題3科學家研發(fā)出一套能從4萬年前古人類“尼安德特人”的骨骼中提取線粒體DNA并進行擴增和測序的方法,榮獲2022年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎??茖W家通過比較人類與尼安德特人的DNA,推測人類祖先曾與尼安德特人發(fā)生基因交流。下列3個關(guān)于人類進化的模型[5]與上述推測最吻合的是。(用下列編號選填)從考查載體看,本試題選用人類進化的科學史情境,主要圍繞遺傳與進化觀設(shè)計與人類起源有關(guān)的問題,引導學生樹立“客觀認識生物學理論和技術(shù)的進步對人類社會發(fā)展的意義”的核心價值。從考查內(nèi)容看,主要考查學生遺傳與進化的必備知識。在關(guān)鍵能力方面,考查學生運用基因交流、生物滅絕等概念,對人類進化的問題進行推理,以及運用語言、圖表等恰當?shù)男问疥U明與人類進化相關(guān)模型的理解能力。在學科核心素養(yǎng)方面,主要考查生命觀念水平三:能以進化與適應觀為指導,分析人類進化現(xiàn)象,探討生命活動的規(guī)律;科學思維水平二:基于給定的事實和證據(jù),采用模型與建模的方法,說明遺傳與進化相關(guān)概念的內(nèi)涵。從考查要求看,本題要求學生能在新穎的情境中,綜合運用進化的知識對人類起源模型進行推理與評價,具有基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性。從考查結(jié)果看,學生失分的主要原因是缺乏對基因交流概念的認識,以及缺乏使用文字、圖示或模型的形式表征概念的能力。
4教學建議
根據(jù)上述考查結(jié)果發(fā)現(xiàn),學生在新情境中信息獲取、多角度整合信息、分析與綜合、論證表述等能力存在不足。為此,提出以下教學建議:①以“學習單元”構(gòu)建必備知識的結(jié)構(gòu)體系。學習單元是圍繞大概念開展結(jié)構(gòu)化與情境化的教學,與積累大量的惰性知識不同,學習單元更強調(diào)知識的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化水平,這有利于學生學會運用專家思維來解決問題。例如,除考慮各課時間的內(nèi)容關(guān)聯(lián)外,教師更要在學生記憶零碎的事實性知識的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學生在新情境中理解和建構(gòu)概念性知識,最后幫助學生運用解決問題的程序性知識來解決真實情境中的問題。②開展基于科學論證的思維訓練活動。學生進行科學論證的過程不僅提高科學思維品質(zhì)和科學探究能力,還能在教師創(chuàng)設(shè)的社會議題中,深化對科學概念的認識,樹立社會責任。例如,教師精選學習資料,引導學生觀察、查找、歸納圖文資料中的事實證據(jù),提出觀點;幫助學生關(guān)聯(lián)概括性概念或原理等理論依據(jù),解釋觀點或證據(jù);通過小組討論、評價、補充等活動,完善并形成論據(jù)或論點;;引導學生根據(jù)材料對推論進行檢驗;鼓勵學生利用文字、箭頭等形式表征基于證據(jù)和相關(guān)知識的邏輯推理過程;最后使用專業(yè)術(shù)語科學表述。③加強科學探究能力的培養(yǎng)。例如,教師選取恰當?shù)目蒲姓撐模瑒?chuàng)設(shè)合理的問題情境,著重培養(yǎng)學生提出猜想和假設(shè)、設(shè)計探究方案、處理和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)、解釋分析、作出結(jié)論、評價方案等能力。④嘗試在課堂教學中創(chuàng)設(shè)劣構(gòu)問題。劣構(gòu)問題通常來源于實際生產(chǎn)和生活,需要學生綜合運用跨學科知識和思維方法,分析和解決問題,而且答案通常不唯一,是培養(yǎng)學生高階思維的有效路徑。例如,教師先為學生搭建回答良構(gòu)問題的支架和條件,再去除限制條件和支架后,引導學生在更復雜的探究性問題中,多角度思考問題。
主要參考文獻
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[2]楊帆,郭學恒.基于高考評價體系的生物科考試內(nèi)容改革實施路徑[J].中國考試,2019(12):5358.
[3]HELPERC,WEIDEMANNBJ,WALDECKNJ,etal.Time-restrictedfeedingmitigatesobesitythroughadipocytethermogenesis[J].Science,2022,378(6617):276284.
[4]王卿.互花米草在上海崇明東灘的入侵歷史、分布現(xiàn)狀和擴張趨勢的預測[J].長江流域資源與環(huán)境,2011,20(6):690695.
[5]D.L.哈特爾,M.魯沃洛.遺傳學:基因和基因組分析.8版[M].北京:科學出版社,2015:633634.
作者:趙玥 單位:華東師范大學教師教育學院