俞如旺 陈颖妍 林 帆
高考生物课程标准卷试题:变化与思考
俞如旺 陈颖妍 林 帆
本文在阐释《普通高中生物课程标准(实验)》在课程目标、课程内容和学习方式发生变化的基础上,分析了高考生物学科试题随之发生的命题设计思想的变化,包括:注重考查生物学核心知识,强调能力立意;注重考查生物学实验,强调科学探究过程;注重理论联系实际,关注生物科技发展。提出应更科学合理设计试题情境;提高试题创新性;完善选修选考模式。
高考;命题;试题评价;课程标准;生物学科
《普通高中生物课程标准(实验)》于2004年在山东、广东、宁夏和海南4省区进行实验,2007年在这4省区实施了首次课程标准下的新高考。2013年,使用课程标准卷的省份达到30个(仅广西使用大纲卷),其中有18个省份使用教育部考试中心编制的课程标准卷,有12个省份分省自主命制课程标准卷。2014年,全国各省、自治区、直辖市都将使用课程标准卷。高考生物课程标准卷在遵循考试规律和原则的同时,处处渗透着课程标准的理念和要求。与大纲卷相比,课程标准卷的试题思想内涵、能力立意手法、背景素材设计、试题设问形式及试题呈现风格等各方面都发生了明显变化。本文将在阐释高中生物课程标准变化的基础上,分析高考生物学科课程标准卷的试题设计思想,并提出若干试题命制的思考。
相较于教学大纲,课程标准在知识目标、能力目标以及情感目标三个方面都有所突破,这些突破使课程标准更易于指导高考命题实践。
知识目标,课程标准在教学大纲的基础上对知识提出了新的目的要求。要求学生“获得生物学基本事实、概念、原理、规律和模型等方面的基础知识”,“知道生物科学和技术的主要发展方向和成就,知道生物科学发展史上的重要事件”以及“积极参与生物科学知识的传播”。课程标准重视建立模型等科学方法在生物学上的应用,关注当前生物科学的发展趋势,注重应用科学史来培养学生的科学思维和科学精神。
能力方面,课程标准明确提出“发展科学探究能力”,并对“科学探究能力”的内涵做了明确而完整的介绍。其中,要求学生“用准确的术语、图表介绍研究方法和结果,阐明观点”,“听取他人的意见,利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护”,同时要求学生“能利用多媒体收集生物学信息,学会鉴别、选择、运用和分享信息”。课程标准力图切实发展科学探究能力的同时,发展学生的合作能力、实践能力和创新能力。
情感方面,课程标准要求学生“正确理解科学、技术、社会之间的关系”,培养学生“主动参与社会决策的意识”以及“确立积极、健康的生活态度”。
课程目标的这些突破必将带来生物学教学过程、方法以及结果的改变。由此,高考命题的设计思想也随之变化:突出对实验与探究能力及学习能力的考查;关注生物科学发展,能从生物科学史和现代生物科技发展中获取科学研究的方法;强调理论联系实际,关注生产生活实践;尝试一些能够实现考查考生情感、态度和价值观的纸笔测验办法。
课程标准将生物课程内容分为必修和选修两个部分,同时采用模块划分的方式将必修部分分为:“分子与细胞”、“遗传与进化”和“稳态与环境”三个模块,选修部分分为:“生物技术实践”、“生物科学与社会”和“现代生物科技专题”三个模块。必修部分强调学科基础性内容,注重学科自身的逻辑性和系统性,是提高学生生物科学素养的核心内容。选修部分强调生物技术的应用,生物科学与社会发展的关系以及现代生物科学重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景。增加的选修部分体现了对学生差异性的尊重,突出生物学科的时代性和发展性。必修、选修两个部分的有效结合,使学生在掌握生物学科基础知识和技能的同时,关注生命科学发展前沿,着眼于学生全面发展和终身教育的需要。
生物课程内容的变化使得生物高考命题在内容和形式上做了相应的改动,删去了一些繁、难、旧、偏的知识,增加了反映现代生物科技进展的内容。其中,最明显的变化是设置了选修模块的试题。部分省市区在尽可能保证公平性的情况下,结合本地实际,设置了相对等值的选考题。
课程标准提出探究性学习理念,其目的就是希望能从根本上改变学生以往被动学习的方式,要求学生“通过高中生物课程的学习,初步学会生物科学探究的一般方法”。学习不再仅仅局限于课本知识,而是充分利用课程资源、媒体资源掌握相关的生物学知识,在发展自学能力的同时,能够将理论知识与生产生活实际相结合,提高解决实际问题的能力。
新课程高考结合课程标准提出的探究性学习理念,将探究学习能力作为高考生物科能力要求的重要组成部分,明确提出能运用实验调查、假说演绎、构建模型与系统分析等科学研究方法对一些生物学问题进行初步探究的能力。实际上,探究性试题已成为课程标准卷的一个显著特点。
课程标准是高考命题的重要依据之一,高考生物科命题在公平性、科学性和规范性的要求下,如何体现课程标准的理念和要求,成为高考课程标准卷命题的重要挑战。纵观几年来各地分省命制的试题,高考生物科课程标准卷的命题设计思想逐渐形成。
高中阶段,生物学核心知识的掌握无疑是进一步学习生命科学的基础,学习能力则是大学学术性向的要求。新课程高考强调能力立意,突出对理解能力、获取信息能力、实验与探究能力和综合运用能力的考查[1]。如何在高考试题中既体现试题的基础性,同时又避免纯粹的记忆考查,将试题的考查目标上升到一个更高的能力考查层次是课程标准卷命题的一个努力方向。解决的办法就是紧紧围绕生物学核心知识,考查考生应用核心知识解决生物学实际问题的能力。能力的核心是思维,问题的顺利解决依赖于考生能正确应用抽象思维和逻辑思维等科学思维方法。以2012年福建卷第4题为例。
例1:(2012年福建卷第4题)将小鼠B细胞注入家兔体内,产生免疫反应后,家兔血清能使小鼠T细胞凝集成细胞集团。而未经免疫的家兔血清不能使小鼠T细胞凝集成团。T细胞凝集现象的出现是因为
A.小鼠B细胞诱导家兔产生细胞免疫
B.小鼠T细胞诱导家兔产生体液免疫
C.小鼠B细胞和小鼠T细胞有相同抗原
D.小鼠T细胞和家兔T细胞有相同抗原
本题是在对免疫反应理解的基础上进行的一次“思维旅行”考查。由“小鼠B细胞注入家兔体内,产生免疫反应”,得出家兔血清具有抗小鼠B细胞的抗体,再根据“家兔血清能使小鼠T细胞凝集成细胞集团,而未经免疫的家兔血清不能使小鼠T细胞凝集成团”,说明家兔血清中的抗体也能抗小鼠T细胞。对比前后两个分析结果得出“小鼠B细胞和小鼠T细胞有相同抗原”。这个过程中考生需要理清题干呈现的各种信息及其关系,根据所学免疫学知识将实验现象的本质抽象出来,并将所得的论点进行比较、分析,做出正确的判断。考查的知识有“免疫”、“细胞免疫”、“体液免疫”、“抗原”、“抗体”、“T细胞”、“B细胞”;考查的能力是:结合所学知识,应用比较、分析与综合等方法对有关生物学问题进行正确解释、推理和判断的能力,涉及分析、比较、综合,概念、判断、推理等思维方法。
生物课程标准重视学生在生物实验中的体验。一方面,培养学生掌握生物学实验的基本原理、方法和技能;另一方面,可以使学生在实验中获得对生命现象探索过程的体验。同时实验中往往渗透着许多科学思维、科学精神和科学研究方法。学生不再着眼于对知识点的单纯记忆,而将重点放在实验科学思维的训练以及对科学方法的掌握。课程标准学习方式的改变使高考命题增加了对探究能力和实验能力的考查,而实验又是探究能力考查的良好载体。因此在课程标准卷中,我们常常可以看到,一方面,实验考查成了生物高考的主要内容;另一方面,对考生探究能力的考查往往又以实验的形式呈现。以2011年北京卷第29题为例。
例2:(2011年北京卷第29题)实验一:用不带特殊病原体的小鼠进行如下特异性免疫实验,过程如图1,结果如图2。
(1)实验中,对B组小鼠的处理是作为A组小鼠的_____处理。
(2)从图2可知,Ⅱ组与Ⅳ组相比,小鼠脾脏中的活细菌数量的增长趋势_______,说明血清中的_______不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖。注射来自A组小鼠的T细胞后,在4天内Ⅰ组小鼠脾脏中的活细菌数量____,说明该组T细胞(活化T细胞)____细菌数量的增长,由此推测该细菌生活在____。
(3)实验中,Ⅰ-Ⅳ组小鼠感染的是_____,感染的时间是在注射T细胞或血清的____天。
实验二:在体外观察小鼠的T细胞和巨噬细胞对细菌X的杀伤力,结果如图3。
图1
图2
图3
(4)由图3可知,能有效杀伤细菌X的是____细胞,而不是活化T细胞。
(5)有人假设,活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞。若用体外实验验证该假设,实验组应选择的实验材料包括____。
a.培养过活化T细胞的培养液
b.培养过巨噬细胞的培养液
c.A组小鼠的巨噬细胞
d.B组小鼠的巨噬细胞
e.培养过未活化T细胞培养液
f.细菌X
(6)该系列实验的目的是研究____。
本题以一个实验的两个不同探究阶段考查考生的实验探究能力。对实验二有关问题的解答是基于对实验一的理解。首先,明确实验一是小鼠特异性免疫实验,因此,可以将A组确定为实验组,B组确定为对照组。通过分析实验一结果得出:活化的T细胞抑制细菌数量的增长;其次,观察实验二的结果发现:活化T细胞并不能有效杀伤细菌X,能有效杀伤细菌X的却是活化巨噬细胞。这个结果与实验一中的结果有冲突,因此,考生可以提出问题:是活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞吗?由此做出活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞的假设。根据这一假设,要求考生设计实验。第一,考生需通过实验现象得出“验证活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞”的结论。第二,正确选择材料。第三,设计实验步骤;最后,根据假设及材料选择,要求考生能明确本系列实验的目的。
该题通过一系列渗透着科学思想、科学精神和方法的实验探究过程,考查了考生对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用实验、假说演绎、系统分析的科学研究方法的能力。实验是科学研究过程中的重要环节,生物探究试题往往结合了生物实验。探究过程包括观察,提出问题,做出假设,设计实验,验证试验,分析结果,得出结论环节,每一个环节都可以成为探究能力的考查点。
课程标准提倡密切联系实际,要求学生关注生物学有关知识在生产生活和社会发展中的应用,并能用科学的眼观正确看待并加以讨论。将生物知识与生产生活实际相结合,有助于提高学生解决实际问题的能力,真正实现素质教育。生物课程标准卷的试题常常选用现实生活或生物科技发展中的素材,通过设置新情境,使学生在了解生产生活与科技前沿的同时,应用所学知识解决生物学问题,提高生物科学素养。以2010年江苏卷第10题和2009年安徽卷第4题为例。
例3:(2010年江苏卷第10题)为解决二倍体普通牡蛎在夏季因产卵而出现肉质下降的问题,人们培育出三倍体牡蛎。利用普通牡蛎培育三倍体牡蛎合理的方法是( )
A.利用水压抑制受精卵的第一次卵裂,然后培育形成新个体
B.用被γ射线破坏了细胞核的精子刺激卵细胞,然后培育形成新个体
C.将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中,然后培育形成新个体
D.用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体,然后培育形成新个体
本题以三倍体牡蛎育种为背景,以动物减数分裂和受精作用的知识为载体,考查考生应用所学知识解决三倍体牡蛎的培育问题。利用水压抑制受精卵的第一次卵裂,并不改变受精卵的染色体数目,形成的新个体仍是二倍体;用破坏了细胞核的精子刺激卵细胞,培育形成的新个体是单倍体;将早期胚胎细胞的细胞核植入去核卵细胞中,培育的子代是动物二倍体克隆系;用化学试剂阻止受精后的次级卵母细胞释放极体,卵细胞内将有两个染色体组,与精子细胞核融合后,产生三倍体个体。本题的关键是理解题目所涉及的各种育种手段所导致的生殖细胞或受精卵染色体数量变化,侧重考查考生能初步应用所学知识解决生产和生活中的生物学问题的能力。
例4:(2009年安徽卷第4题)2008年诺贝尔化学奖授予了“发现和发展了水母绿色荧光蛋白”的三位科学家。将绿色荧光蛋白基因的片段与目的基因连接起来组成一个融合基因,再将该融合基因转入真核生物细胞内,表达出的蛋白质就会带有绿色荧光。绿色荧光蛋白在该研究中的主要作用是
A.追踪目的基因在细胞内的复制过程
B.追踪目的基因插入到染色体上的位置
C.追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内的分布
D.追踪目的基因编码的蛋白质的空间分布
本题以诺贝尔奖获得者的研究成果为背景,要求考生将生物科技进展与基因工程知识相联系,分析绿色荧光蛋白在基因工程中的作用,做出“荧光蛋白的作用是用来追踪目的基因编码的蛋白质在细胞内分布”的判断。生物科技的发展日新月异,课程标准要求学生能将理论知识与科技发展的实际紧密联系起来。不管是联系生产生活中的生物学现象,还是对最新生物科技进展的关注,都体现了课程标准的理论联系实际的理念要求。
综上所述,生物课程标准卷的命题设计思想是以提升考生的生物科学素养为宗旨,以提高学生学习能力为目标,以核心知识、生物学实验为载体,考查考生通过科学探究解决生物学实际问题的能力。纵观2007年以来全国各地生物学科课程标准卷,命题质量得到了很大的提高,高考课程标准卷起到了有利于高校选拔人才,有利于引导基础教育课程改革的顺利实施的作用。然而,由于各地分省自主命题的起步与发展不平衡,各地对命题设计思想的理解或执行存在很大差异,导致各地命题质量参差不齐,越是分省命题刚开始的省市区,其命题质量越不理想。综合分析近几年高考生物课程标准卷,提出以下几点试题命制的思考。
随着高考分省命题逐步深入,高考命题工作的科学化和规范化受到极大的重视。试题的各项要求越来越高,尤其是试题的情境设计应更加科学合理。分析近几年高考生物卷,发现试题在情境设计方面存在诸多问题,主要表现在:①试题背景来源不可靠,其科学性、公平性和原创性受质疑。不少试题背景选材来源于中学教材或课外教辅的改编,或是未经过实验验证的“假想实验”,不仅科学性不能保证,其公平性、原创性也受到严重质疑。每一年高考完毕,网络上就开始了大量针对高考试题的大讨论,批评最多的往往就是此类试题;②问题情境的设计混乱,缺乏逻辑性和条理性。根据背景材料设计情境,往往需要一个主题,可以是探究某个问题,也可以是验证某个实验原理,问题串的设置就需要按照这个主题展开具有逻辑性的情境设问,但却经常可以发现:为了考查某个生物学知识,“穿靴戴帽”式地将无关问题生拉硬套,缺乏逻辑性和条理性;③情境表达含混不清,信息冗余,引发歧义。试题情境的表达应符合命题语言要求,即表达明确、简练、规范和通顺,但试题出现冗余信息,语法或用词上的错误,甚至产生歧义的现象屡见不鲜。
防范以上问题的关键是改革过去对中学教材、教辅或课外资料改编的僵化命题模式,创建以科技论文选材为命题起点的高考命题技术规范。众所周知,生物科学的发展日新月异,新技术、新进展层出不穷,每天都有大量的生物科技论文发表在各级各类刊物上。科技论文不仅具有科学性、学术性、前沿性等特点,而且表述严谨、规范,数据翔实、图文并茂、富有逻辑性和条理性。以科技论文为素材命制高考题不仅保证了试题的科学性、权威性和公平性,还体现了能力立意,且命题效率高、质量好,不易撞题[2]。
提高试题的创新性,是确保高考有利于人才选拔,有利于中学教育教学导向,有利于培养创新型人才的重要前提,提高试题的创新性是高考内容改革的关键。尽管高考生物课程标准卷在命题水平和质量上逐渐成熟,但就创新性而言,仍显诸多不足。主要体现在:①部分试题题型单一。目前高考生物题型似乎只有选择题和填空题两种,且题型功能“呆板”;②部分试题背景内容陈旧,不能反映最新生物科技进展;③部分试题设问模式“老化”,有些试题看了上半段,就知道下半段要问什么;④部分试题开放性不足。为了评卷的公平及提高考试信度,盲目追求答题的客观性,考生的答题字数越来越少,有些理科综合的生物卷总答题字数不超过100个字。这些都不利于考查考生的深层次能力和具体的思维过程。
试题的创新性包括题型功能创新、考试内容创新、设问创新、答题方法创新等。高考试题的创新应与课程结构、试题选材、考试功能、能力要素、知识要求等结合起来[3]。目前,课程标准卷中关于考试内容的创新有了一些变化,主要体现在试题背景的创新、试题呈现方式的创新等。例如,2012年全国课程标准卷第32题,试题通过介绍草原上某种鹿的雌雄个体分群活动这一虚拟的现象,以提出“鹿角效应”这一假说为前提,考查考生对种群、群落等概念的理解以及考查考生的探究能力。该题背景新颖,在试题呈现方式上做出了积极地创新,值得称道。除考试内容创新外,考试研究机构应加强题型功能创新、设问创新和答题方法创新研究。当然,高考试题创新是困难的,最大的困难就是创新可能带来的风险,任何一个创新性的命题操作,我们都要对风险进行全面的评估,尽可能降低或规避风险。对考试管理机构而言,选择性的选取有价值的新点子、新思路的同时,应有鼓励创新的机制,能包容争议,对不是政治性、科学性以及常识性错误的争议有一定程度的包容,因为创新从来都是要付出代价的;对命题教师而言,应持续关注学科科技前沿动态,加强专业知识的学习,并能从哲学思想层面、学科素养层面把握学科的本质。
目前,实施高中课程标准的省份对选修内容的考查方式差异较大。课程标准卷对选修的考查方式大致有三种:其一,将该部分试题设为必答题,如广东、安徽、上海、天津将选修3纳入必考,北京将选修1纳入必考,江苏将选修1、选修3纳入必考;其二,将该部分试题设为选做题,选做方式为二选一,如全国课标卷、海南卷、山东卷;其三,将该部分试题设为选做题,选做方式为一选一,其本质是必考,如福建卷。选修必考化在一定程度上影响中学开展选修模块的学习,与课程标准的最初设计相违背。课程标准推出的选修方案不能在高考中得到落实,显然这不全是高考的责任。广东卷2011年取消执行了多年的选修选考,直接将选修内容纳入必考就是重要的实践证明。究其缘由,可能与我国第八次课程改革的最初顶层设计有关,当时高考改革并没有参与新课改的总体设计,更没有作为一个改革的“突破口”成为课程改革的先导[4]。
选修选考的设置,在为考生拓展学科知识方面起到了一定积极作用,但在高考中却产生了许多问题:①选考题之间的等值性问题,两道选做题的难度值不一致在一定程度上破坏了考试的公平;②选修选考在事实上加重了学生的学业负担,与“减负”相违背;③选考内容与必考内容知识的人为割裂造成了学生知识结构的断层。这些问题都是导致当前选考模式混乱的问题根源。因此,寻求一种科学合理的选修选考模式成为高考课程标准卷命题亟待解决的问题,它关系到高考公平选拔人才、关系到中学新课程改革进一步落实和深化。这需要广大基础教育工作者、课程标准制定专家和高考考试机构专家共同商讨,找到一个合适的平衡点,彻底解决课程标准卷出现的选修选考乱象。
[1]教育部考试中心.2013年普通高等学校招生全国统一考试大纲(理科·课程标准实验版)[M].北京:高等教育出版社,2013:147-148.
[2]俞如旺.基于科技论文背景的高考试题命题研究[J].课程·教材·教法,2012(11):112-118.
[3]王后雄.新课程视野下高考化学命题设计的发展与创新[J].化学教学,2008(3).
[4]李光明.落实《纲要》精神,促进高考与基础教育协调发展[J].中国考试,2012(2):6.
Biology Items on Curriculum Standards Test Paper of College Entrance Examination:Changes and Thinking
YU Ruwang,CHEN Yingyan and LIN Fan
This article analyzes the changes of test development on biology items,on the basis of interpreting course objectives,course content and the ways of learning onBiology Curriculum Standard of Common High School(Experiment).These changes include focusing on testing the core knowledge of biology,emphasizing the importance of ability,paying attention to test biological experiments,emphasizing the process of scientific research,emphasizing on linking theory with practice,concerning about the development of biotechnology.Some proposals are put forward,which include designing more scientific and reasonable item context,improving item innovation,perfecting optional courses and selective test pattern.
College Entrance Examination;Test Development;Item Evaluation;Curriculum Standards;Biology
G405
A
1005-8427(2014)03-0023-7
本文系教育部人文社科规划基金“基于‘能力要求’的新课程高考理综卷命题研究”(项目号:12YJA880152)和福建师范大学本科教学改革研究项目(项目号:I201302034)的阶段性研究成果。
俞如旺,男,福建师范大学生命科学学院,副教授(福州 350108)
陈颖妍,女,福建师范大学生命科学学院,在读硕士生(福州 350108)
林 帆,女,福建师范大学生命科学学院,在读硕士生(福州 350108)