左学国
(江苏省南京航空航天大学附属高级中学 210007)
以立德树人为核心,加强“一点四面”的考查,建立一体四层四翼的高考立体评价体系,是新一轮高考改革的重点,也是高中生物学教师需要学习和研究的内容。一体(立德树人、服务选才、导向教学)回答了命题的目的,四层(必备知识、关键能力、学科素养、核心价值)指出命题的内容,而四翼(基础性、综合性、应用性、创新性)则确定了命题的形式。生物学科的命题注重考查学生的科学素养,测量学生生物科学技术的基础知识、科学探究的基本方法、获取和处理信息的基本策略、分析和解决实际问题的能力。
本文通过对2017年高考理综全国Ⅰ卷为例,分析生物学高考命题中如何考查核心素养,为备考师生提供参考。
1.1 结合学科特点,考查学生的生命观念 “生命观念”是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,是经过实证后的想法或观点,是能够理解或解释相关事件和现象的品格和能力。学生应该在注重理解生物学核心概念的基础上形成结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等生命观念。能够用生命观念认识自然,解释生命现象,形成科学的自然观和世界观,应用于生产实践解决实际问题。
例1 (第5题)假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长,该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家禽,则应在种群数量合适时开始捕获,下列四个种群数量中合适的是(D)
A.甲点对应的种群数量
B.乙点对应的种群数量
C.丙点对应的种群数量
D.丁点对应的种群数量
启示: 该题考查学生对稳态与平衡观的理解。检测学生是否能够通过对种群数量变化曲线的分析,制定控制种群数量的措施,对种群数量变化进行监测预报,为人类生产生活服务。
1.2 创设问题情境,考查学生的科学思维能力 “科学思维”是指尊重事实和证据,崇尚严谨务实的求知态度,运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。学生应该在学习过程中培养科学思维,如能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法去探讨、阐释生命现象和生命规律,审视和论证生物学议题。
例2 (第32题)某种羊的性别决定为XY型,已知其有角和无角由位于常染色体上的等位基因(N/n)控制;黑毛和白毛由等位基因(M/m)控制,且黑毛对白毛为显性,回答下列问题:
(1) 公羊中基因型为NN或者Nn的表现为有角,nn无角;母羊中基因型为NN的表现为有角,nn或Nn无角。若多对杂合体公羊与杂合体母羊杂交,则理论上,子一代群体中母羊的表现型及其比例为 ;公羊的表现型及其比例为 。
(2) 某同学为了确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,让多对纯合黑毛母羊与纯合白毛公羊交配,子二代中黑毛∶白毛=3∶1,我们认为根据这一实验数据,不能确定M/m是位于X染色体上,还是位于常染色体上,还需要补充数据,如统计子二代中白毛个体的性别比例,若 ,则说明M/m是位于X染色体上;若 ,则说明M/m是位于常染色体上。
(3) 一般来说,对于性别决定为XY型的动物群体而言,当一对等位基因(如A/a)位于常染色体上时,基因型有 种;当其位于X染色体上时,基因型有 种;当其位于X和Y染色体的同源区段时(如图所示),基因型有 种。
参考答案: (1) 有角∶无角=1∶3;有角∶无角=3∶1 (2) 雌∶雄=0∶1;雌∶雄=1∶1 (3) 3;5;7。
启示: 要求考生在对知识点高度凝练的情况下对基本原理进行本质分析,较好地考查了学生对知识的理解程度。试题不仅考查了孟德尔基因分离和自由组合定律的基本原理和方法,而且注重考查考生从生物学现象中获取信息,并设计简单实验进行验证,以及对实验现象和结果进行分析、解释、得出正确结论的能力。
1.3 巧妙设计实验,考查学生的科学探究素养 “科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。在探究中,培养学生乐于团队协作,勇于创新的精神。
例3 (第29题)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害,通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型,简要写出: (1)实验思路,(2)预期实验结果及结论即可。(要求: 实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
参考答案: (1) 由于DNA和RNA元素组成元素相同,但其有各自的特有碱基,DNA特有碱基为T, RNA特有碱基为U,利用放射性标记碱基T培养宿主细胞,使宿主细胞含有放射性同位素的碱基T,在利用病毒侵染宿主细胞,看子代病毒是否含有碱基T。(2)用放射性同位素32P标记碱基T,31P的碱基U培养宿主细胞,使其宿主细胞含有32P的碱基T,再用病毒去侵染含32P碱基T的宿主细胞,看子代病毒是否含有碱基T,若子代病毒具有放射性,则说明其遗传物质是DNA;若不含放射性,则遗传物质是RNA。
启示: 考查设计实验、分析结果并得出结论的能力。生物学作为一门科学课程,具有注重证据和逻辑科学的共同特点。探究过程和方法以及探究过程中表现出来的逻辑推理能力,超越了学生知识范畴,直接表现出了学生核心素养的关键能力,一定要在复习课中予以重视。
1.4 关注社会热点,考查考生的社会责任态度 “社会责任”是指基于生物学的认识,参与个人与社会事务的讨论,作出理性解释和判断,尝试解决生产生活中生物学问题的担当和能力。学生应树立造福人类的态度和价值观,关注社会中涉及生物学的议题,参与社会热点讨论并作出科学解释,辨别伪科学,崇尚科学;具有生态意识,参与环境保护行动;主动宣传积极健康的生活,学会关爱生命;结合本地特色开展科学实践,尝试解决基于生活的生物学相关问题。
例4 (第4题)某同学将一定量的某种动物的提取液(A)注射到实验小鼠体内,注射后若干天,未见小鼠出现明显的异常表现。将小鼠分成两组,一组注射少量的A,小鼠很快发生了呼吸困难等症状;另一组注射生理盐水,未见小鼠有异常表现。对实验小鼠在第一次注射A后的表现,下列解释合理的是(C)
A.提取液中含有胰岛素,导致小鼠血糖浓度降低
B.提取液中含有乙酰胆碱,使小鼠骨骼肌活动减弱
C.提取液中含有过敏原,引起小鼠发生了过敏反应
D.提取液中含有呼吸抑制剂,可快速作用于小鼠呼吸系统
启示: 本题以神经—体液—免疫调节网络及内环境稳态的调节为命题背景,阐述了结构与功能、稳态和平衡和谐统一的思想,与实际问题相联系。要求学生运用核心素养中的“社会责任”,关注涉及生物学的社会议题。有助于塑造学生正确的世界观,培养学生利用生物学知识和方法解决实际问题的能力。
2.1 聚焦核心概念,构建生命观念 帮助学生建立核心概念,并在此基础上形成相应的生命观念,有助于培养学生的生物学核心素养。例如,在复习“现代生物进化理论”时,教师可以借助概念图帮助学生构建知识体系(图1)。
这样学生对现代生物进化理论的核心内容和核心概念以及它们之间的逻辑关系就一目了然了,有助于学生建立进化与适应观等生命观念。
2.2 理论联系实际,关注社会热点 当前,许多与生物科学密切相关的社会生活热点焦点问题,也是高考命题的热点。这部分题目涉及的知识内容零散、范围广泛,高考中一般以材料分析题或实验设计题的形式出现,主要考查学生的阅读、逻辑推理、信息提取、知识的迁移等能力。
材料分析题通常由“社会生活现象、背景知识、生物学问题”3部分组成,这类题目一般从社会生活中的实际问题、社会发展中的热点、焦点问题取材;但所问的问题往往又是能够利用现有基础知识、基本原理解答的。要求学生即学即用,快速阅读,迅速获取信息、处理信息和运用信息。复习热点问题要求学生在日常生活学习中多积累生活经验,多关注生活实践、多参与社会活动,多读、多看、多思、多做,理论联系实践,从中学会提出问题,设计问题,解决问题,培养科学思维和科学探究能力,增强社会责任感。
图1 “现代生物进化理论”概念图