例析2018年福建中考生物学试题中科学思维的考查

陈秋香 （福建省漳州市普通教育教学研究室 福建漳州 363200）

科学思维作为生物学科核心素养的四大要素之一，其内涵是要求学生能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。科学思维成为当今教学与命题中备受关注的热点，尤其是在中考命题中如何考查学生的科学理性思维。科学思维在试题中的体现将是今后命题中的核心问题。纵观这两年的福建生物中考试题，命题者通过对试题材料选取、呈现方式、问题的设置、题型的开放性等多个角度，有效地考查了学生的科学思维，对生物教学起到了很好的导向作用。2018年福建生物学中考试题在考查更高层次的认知目标的同时，对学生的科学思维的考查更为明显。具体凸显如下。

1 创设新情境的试题背景，考查学生的理性分析和批判思维

通过创设新情境能防止学生死记硬背，考查学生的“科学思维”素养。特别是资料题能有效考查学生高阶认知水平，其试题背景更强调新情境。这类试题的设计旨在引导学生在新情境下获取信息、识别信息和处理信息，培养学生对身边的事物作出理性分析和批判思考的能力，是中考命题的重要方向。

［例1］阅读资料，回答问题。

资料1 2014年，一名2岁男孩被携带埃博拉病毒的果蝠咬伤后，成为埃博拉出血热疫情首例感染者。埃博拉病毒通过密切接触已感染病毒的动物或人传播蔓延，导致疫情大面积暴发。

资料2 疫苗对预防传染病有重要作用。2017年，我国独立研发的埃博拉疫苗，通过世界卫生组织的技术审查，走进非洲。人体接种该疫苗28天后，体内抗体水平达到最高值。

（1）导致上述2岁男孩患病的传染源是______。

（2）__________是埃博拉出血热的病原体；它没有______结构，必须寄生在其他生物细胞内。

（3）接种埃博拉疫苗使人体产生抗体，从免疫的角度看，埃博拉疫苗属于________。

（4）从预防传染病的角度看，接种疫苗的措施属于____________。需要专门研制埃博拉疫苗来抵抗埃博拉病毒，而不能接种乙肝疫苗来预防该病，原因是______________。

分析：本题选取了埃博拉出血热疫情和疫苗的研制情况等为背景，让学生在新的情境中解题，促进学生对知识的理解，能更真实地检测学生在阅读中作出的理性分析，结合所学知识尝试解释生产、生活中的现象，解决生活中的疑难问题。这样的新情境不仅可以考查学生的理性分析，还可以引导学生养成理性判断的思维习惯。特别对于第4小题的设问，需要学生通过阅读与分析，知道研制成功的埃博拉疫苗可以在人体内产生抗体，再应用所学抗原与抗体的概念，对材料中的埃博拉疫苗进行理性分析和识别，再进行判断。最后一空不是提问埃博拉疫苗对埃博拉病毒的作用，而是打破常规设问引进接种乙肝疫苗是否对埃博拉病毒有预防作用。这样设问需要学生具有理性分析与推论，进而对推论作出解释，可以体现学生的个性化解题思维，能有效检测出学生的批判性思维。本题是“批判性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题”的具体体现。

2 注重图文信息的转化，考查学生模型的建构能力

当前，越来越多国家的科学教育标准强调模型建构的作用，并将其纳入学业考试。用模型描述系统的因果关系或相互关系的过程就是建模。利用抽象图形与文字之间的关系，来考查学生图文转化能力，这种通过解释模型、评价模型、修正模型来进一步显现学生的科学思维，是当前中考较新的命题思路。

图1 反射弧五个组成部分关系示意图

［例2］图1反射弧五个组成部分关系示意图，下列反射与其反射弧组成部分对应关系正确的是（ ）

___A___B____C____________________D反射手被针刺立刻缩回__________司机看到红灯刹车___________谈虎色变膝跳反射____________反射弧的组成部分____①是手臂肌内______②是视神经_______③位于脊髓⑤是膝盖下方韧带____

分析：本题灵活利用系统模型方式直观呈现感受器、传入神经、神经中枢、传出神经及效应器等概念之间的关系。学生要先看懂反射弧五个组成部分的简单示意图，以示意图为中心，通过演绎推理，逐一对表格中4个选项的具体事例进行分析，归纳与概括出各选项中反射弧的组成部分的内涵，并判断与示意图是否对应正确，主要考查学生通过图文转化来解释模型、评价模型的科学思维能力。本题是“模型与建模”的具体体现。

3 设置绑定的问题串，考查学生的演绎推理能力

有些试题通过前后两个小问题设置绑定关系来反馈学生的思维途径，可以通过第二个问题的设问，使学生的思维外显化，获得更多学生掌握情况的信息来测试学生思维的形成路径。这种运用正反向思维的命题方式，考查学生演绎推理能力也是PISA测试试题的命题方式之一。因此命题者试题设问时，既重视学生对科学事实（即“是什么”）的准确辨析，也尝试在推理与论证理由（即“为什么”）适当加大考查力度。

［例3］阅读资料，回答问题：

资料1 我省推进美丽乡村建设，推广农业清洁生产技术。例如利用微生物技术处理秸秆、畜禽粪便和垃圾等“农村三废”；改造水塘或洼地，利用生态组合净化污水，生态组合中有绿藻、浮萍等植物，浮游动物以及细菌、真菌等生物。

资料2 农村土壤重金属污染是影响水稻品质的因素之一。袁隆平团队利用基因编辑技术，修改水稻细胞中调控重金属镉吸收的基因，筛选出抗镉超级稻。

（1）细菌、真菌能分解秸秆、粪便和垃圾中的__，在处理“农村三废”中发挥作用。

（2）污水中的氮、磷是生态组合中的_____生活需要的无机盐；浮游动物作为生态系统的______有利于水塘中的物质循环。

（3）抗镉超级稻的抗镉性状能否遗传?_______，判断的理由是_____________。

分析：本题通过农业清洁生产技术和土壤中重金属对水稻污染的两则生产生活中的具体事例，把学生置于真实的生活情境中，有效激发学生综合运用生态系统的组成及其在生物圈中的作用、绿色植物的生活需要水和无机盐、生物的遗传和变异等知识，分析解决“农村三废”治理问题，以及科学家袁隆平利用基因编辑技术筛选出抗镉超级稻。试题让学生在解决问题中感受到知识对指导生产实践的巨大作用，同时也引导学生关注身边的生物知识及最新的生物科技研究成果。第3小题的设问，考查学生基于基因编辑技术的科学事实，揭示生命遗传的本质。通过前后两个小问题设置绑定关系，使学生判断可遗传原因的思维路径外显化，有效考查了学生的正反向思维能力、演绎推理能力。“抗镉性状”是由基因控制的，基因控制的性状是可以遗传的，所以“抗镉性状”是可以遗传的。这就是“演绎与推理”的具体体现。

4 强调真实实验的情境，考查学生不同的科学思维层次

科学思维是生物学核心素养中其他三大要素的基础，是学生未来发展的重要关键能力。只有在真实的情境中才能真实地表现出学生的关键能力，情境越真实越能反映学生的核心素养水平，在真实情境中考查学生的生物学核心素养，是中考命题的重要方向。特别是每年的实验探究题，强调用真实的实验情境进行命题，其目的除了考查实验操作技能与实验的执行水平，有利于导向规范的实验教学外，也可以多角度、多层次考查学生在新实验情境下科学思维的深度与广度。

［例4］泡菜的制作工艺是我国悠久的食文化遗产之一。制作泡菜过程中，应控制亚硝酸盐在一定浓度范围内，以免对人体产生危害。

兴趣小组研究不同浓度食醋对泡白菜中亚硝酸盐含量的影响，具体做法是：称取等量白菜4份，每份均加入等量7%盐水、鲜姜和辣椒，再加入食醋，调节料液的食醋浓度分别为0.3%、0.6%、0.9%。重复做3次。从泡菜制作第1 d开始，每天测定其亚硝酸盐含量，测定10 d，结果如图2所示。

添加不同浓度食醋的泡白菜中亚硝酸盐含量的变化图

（1）制作泡菜所利用的细菌是________。

（2）设置食醋浓度为0的组，目的是_______；实验中添加的材料需取等量，目的是_______。

（3）分析曲线，随泡制时间增加，亚硝酸盐含量变化趋势均表现为_______，并在第_______天均达到最大值。

（4）分析比较四条曲线亚硝酸盐含量的最大值，不同浓度食醋对泡白菜亚硝酸盐含量的影响是____。

（5）结合本实验，对家庭自制泡白菜提出一条建议：________________________________________。

分析：本题属于中等难度题，考查课标中主题一科学探究和主题九生物技术中的相关知识。试题结合“泡白菜在4种不同食醋环境中亚硝酸盐变化”的具体实验，设置科学探究情境，考查学生对科学探究一般方法的掌握情况。除了第（1）小题是简单题，考查的是I层次外，其他试题考查的都是II层次，其实质也是从不同角度考查了学生的不同科学思维层次和深度，各小题涉及的科学思维层次的不同表现见表1。可见，本题的科学思维内涵的丰富表现，特别是分析、归纳的具体体现。题目设计了不同梯度的难度问题，对学生科学思维的深度进行阶梯性的考查，尤其是第4小题，采用SOLO方式的差别赋分测量学生不同的思维表现，有效区分学生的思维水平。这类试题的巧妙设计，从另一个侧面也说明了科学思维和科学探究互为倚重，科学思维是科学探究的重要内涵，科学探究是科学思维的实证过程。

表1 科学探究能力与科学思维互为渗透

总之，把科学思维有机地融入生物学科命题实践中，才能进一步将学生核心素养培养的测评通过素养型命题落到实处。更好地考查学科本质，以考来促进学，以达到共同发展学生核心素养的目的。