基于“高考评价体系之关键能力”的试题分析

甘肃

“一核四层四翼”的《中国高考评价体系》明确了高考的核心功能、考查内容和考查要求，是取代《考试大纲》用于新时代指导高考命题与评价的理论基础和实践指南。“一核”是指高考“立德树人、服务选才、引导教学”的核心功能，“四层”包括“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”的考查内容，“四翼”即“基础性、综合性、应用性、创新性”的考查要求。基于教育测量的客观实际和衔接“能力立意”命题理念的长期实践，高考评价体系将关键能力确立为整个“四层”考查内容的重心，确立了知识获取、实践操作和思维认知等三个方面的关键能力群。2019 年高考生物全国卷I 第32 题（以下简称“第32 题”或“该题”）设计了果蝇杂交实验的真实复杂情境，要求学生有效整合遗传知识，高质量地认识问题、分析问题和解决问题，集中体现并区分学生的关键能力水平，全面综合展现学生的学科核心素养水平。

原题与参考答案：略。

一、细化问题认识，考查知识获取能力

知识获取能力群以认识世界为核心，要求学生面对问题情境时能够基于对概念内涵的深入理解和知识网络的活化联结，全面获取并准确提炼信息，以精准把握问题关键、有效认识问题实质。主要包括理解能力、信息整合能力等。

1.基于理解完善信息，活化知识网络

第32 题通过直观图像呈现了果蝇的部分隐性突变基因与染色体的复杂位置关系。题中图像看似明了实则隐晦，需要学生结合遗传知识和题目表述对图像进行“解锁”，将其补充为完整清晰又可“信手拈来”的信息图像（如图1 所示）。

图1 题中图像的信息补充

此外，该题涉及遗传知识的诸多内容，既有野生型又有突变型（即遗传与变异），既有常染色体又有性染色体，既有自由组合定律、伴性遗传又涉及分离定律、连锁遗传，既有基因确定、性状判断又有计算概率、实验验证。正确解答相关问题，需要准确理解遗传基本概念的内涵与外延，科学掌握遗传基本规律的实质与适用范围，构建合理优化的知识结构（如图2 所示），方能在解决问题时进行知识的快速提取、高效整合和广泛迁移。例如，该题第（1）小题第2 问要求学生据图判断出不能与翅外展基因进行自由组合的基因，实为考查学生对自由组合定律的实质与适用范围的掌握水平。由图1、2 即可准确快速解答：自由组合定律适用于非同源染色体上的非等位基因，同一染色体不同位置的非等位基因（如紫眼基因和翅外展基因）则不符合。

图2 高中生物学遗传基本规律

2.针对要求提炼信息，简化问题解答

第32 题首问由常规的两对相对性状杂交实验入手，要求计算F2中翅外展正常眼（dpdpRu_，单显性）个体出现的概率。按照常规思路，学生需要写出遗传图谱去推演F2个体的基因型并确定表现型，进而统计F2中翅外展正常眼个体所占的比例，即为其出现的概率。但如能熟练掌握教材内容，就会发现该实验与孟德尔两对相对性状的豌豆杂交实验思路完全相同。该问便简化为对两对相对性状杂交实验9 ∶3 ∶3 ∶1（双显性∶其一单显性∶另一单显性∶隐性纯合子）性状分离比的辨识再认与灵活运用，无需遗传图谱与演绎推理即可类比推知F2单显性的翅外展正常眼个体概率为3/（9+3+3+1）=3/16。

由图1可知，第32题第（2）小题中控制焦刚毛/直刚毛、白眼/红眼的基因均位于X 染色体上，题设焦刚毛白眼雄蝇与直刚毛红眼纯合子雌蝇进行杂交实验，涉及高中生物学教材并未提及的两对相对性状的连锁遗传。如果按照常规思路运用遗传图解解题，连锁遗传的基因型书写会令许多学生望而生畏、无从下手。但如果认真阅读完整设问、精准把握问题要求，就会发现虽然题设了连锁遗传的复杂情境，设问却仅针对其中一对相对性状的遗传。学生只需根据设问摒除干扰性状，第（2）小题的解答便简化为常见的涉及一对相对性状的伴性遗传问题了。这种对问题切入角度和解答方式的较大差异，明确体现了学生对教材主干内容理解程度的区别和信息获取能力的差异，有利于知识储备灵活、信息提炼迅捷的学生正确快速解答，也有利于引导师生加强对基础性主干内容的学习。

二、强化问题解决，考查实践操作能力

实践操作能力群以解决实际问题为核心，强调学以致用，针对于问题解决，注重知识的融会贯通和能力的综合运用；要求学生面对实际问题时能够设计或选择合理方案，能评价和修正已有方案，并能进行正确实验操作且科学处理实验数据；主要包括实验设计能力、数据处理与转化能力、写作与表达能力等。

1.聚焦真实问题情境，引导学以致用

果蝇是遗传学实验的重要模式生物。该题以果蝇为素材，使用真实科学的果蝇染色体连锁群为背景并进行适当取舍，情境的创设紧密联系学生的学习实践，重现遗传知识的应用和遗传规律产生的实验场景，凸显了应用性与创新性的考查要求。第（3）小题中“为了验证遗传规律，同学丙让……果蝇进行杂交……”的表述具有较强的代入感，还原了学生实际的实验过程，引导学生对实验情境中可能出现的关键问题寻找解决方法，培植学生从解题到解决问题的素养导向；“能够验证……遗传（规律）的……表现型及其分离比（证据）是……”的设问方式，渗透生物学知识与生活实践的密切关系，引导学生从生物学视角审视问题，在实际问题的分析与解决过程中体会生物学知识的价值，提供解决现实问题的生物学路径，在整体结构和文字表述中渗透高考试题的育人价值。

2.强调复杂问题解决，考量综合素质

第32 题第（3）小题的问题设置梯次递进，引导学生深入思考，注重对学生综合能力和思维品质的考查。如果按部就班地写出该小题的遗传图解，F2个体将出现诸多种组合的基因型与表现型，会使学生深陷大量演绎推理的泥淖，既耗费时间又无益解答；如果不写遗传图解，杂交实验涉及眼色、体色和性别等多对相对性状，信息错乱无序，与题目所问并非简单的一一对应关系，学生又感觉无从下手。面对如此纷繁复杂的遗传过程，需要仔细搜寻和深入理解题目创设的信息情境（如控制眼色、体色和性别的基因与染色体的位置关系及其遵循的遗传规律），准确把握问题的关键（设问自由组合就仅分析遵循其规律的对应性状，摒除无关性状的干扰；伴性遗传亦然），活化遗传规律的认知结构（自由组合的基因位于非同源染色体上，其遗传互不干扰；伴性遗传的性状与性染色体控制的性别既关联又独立），重组问题的知识逻辑（将相互独立的多对相对性状的遗传分解为多个一对相对性状的遗传过程），于是便可将实际的遗传过程与抽象的思维过程有效结合，显化为清晰明了反应遗传实质、切合题意易于问题分析的遗传图解（如图3 所示），从而将复杂问题化整为零，搭建问题解决的明晰路径。第（3）小题第1 问涉及自由组合定律，需要选择符合自由组合定律的眼色性状和体色性状进行分析：F1个体均为红眼灰体，F2个体体色性状与眼色性状均表现为显性∶隐性=3 ∶1，则其性状可组合为红眼灰体∶红眼黑檀体∶白眼灰体∶白眼黑檀体=9 ∶3 ∶3 ∶1 的常见类型。第2 问涉及伴性遗传，需要选择由位于性染色体W/w 基因所控制的红眼/白眼性状进行分析，F2个体性状重组即为红眼雌蝇∶红眼雄蝇∶白眼雄蝇=2 ∶1 ∶1。这一问题的高效解答需要学生具有较高的数据转化能力和较强的科学实践意识，因此该问题能让真正能力突出的学生脱颖而出，实现高考服务选才的基本功能。

图3 第（3）小题“变式”遗传图解

此外，该题问题设置角度新颖，第（3）小题验证性的设问方向与学生归纳式的学习过程相逆，要求学生在复杂情境中、在有限时间内，利用其对遗传基本规律本质的理解和掌握，选择恰当的性状组合进行准确精细的演绎推理，以得出合理科学的支持性证据，对学生各项基本能力和高阶思维水平以及遇难不慌、细心大胆的心理品质都有一个比较深入的考查，凸显学生在高中学习所得甚至长期教育积淀和浸润的综合品质。

三、显化问题分析，考查思维认知能力

思维认知能力群涵盖各种关键思维能力。作为相对内隐却至关重要的能力，思维方法的合理运用贯穿于问题认识、分析和解决的全过程。高中生物学强调科学思维能力，要求学生尊重事实和证据、注重严谨的逻辑推理、具有质疑精神和发散思维，能够运用比较与分类、分析与综合、归纳与演绎、抽象与概括、建立模型等科学方法。

1.培植质疑精神，渗透科学理性

作为重点与难点内容，“自由组合定律”往往被过度强化而在学生心中“根深蒂固”，甚至会演变出“两对相对性状的遗传都遵循自由组合定律”的错误思维定式。第32 题第（1）小题第2 问直抵遗传知识内容核心和学生思维定式结点发问，引导学生对权威定律的适用范围进行质疑，启发学生去发现问题、提出问题，培养学生的批判性思维和创新意识。第（3）小题要求学生利用已给实验情境验证自由组合定律及伴性遗传，引导学生既不盲目接受也不盲目怀疑，渗透科学理性精神，在设问角度和考查方式上彰显高考育人的潜在价值。

2.注重思维逻辑，重视科学方法

遗传题是最能反映学生逻辑思维的生物学试题。第32 题第（3）小题渗透着联想、类比、模型、归纳、演绎、分析和综合等多种科学方法，集中考查学生思维水平，凸显对科学本质的理解。题设实验情境及其蕴含的遗传规律引导学生联想孟德尔豌豆杂交实验和摩尔根果蝇杂交实验，并与题设实验类比以归纳遗传规律在不同情境适用的实质；显化遗传过程需要建立遗传系谱图模型，并进行子代基因型与表现型的演绎推理、分析与综合；此外，通过“验证……时应分析的相对性状是……，能够验证……的表现型及分离比是……”进阶式设问引导，考查学生的思维过程。这种将遗传题的考查重点放在遗传规律的形成过程、科学思维方法的理解运用上的科学探究能力考查方式，有助于教学更加重视科学本质的理解而非解题套路的练习，以推动科学探究、科学思维等学科核心素养在课堂教学的落地生根。

3.强调证据支持，凸显科学论证

第32 题第（3）小题要求学生在通过演绎推理得出实验结果的基础上进行分析综合，以获得有效证据去验证自由组合定律和伴性遗传，同时为学生对科学知识的辩护进行理性引导。试题设问指向对证据的收集与提炼整合，问题设计由浅入深、层层递进，在询问支持自由组合定律和伴性遗传的证据（F2个体相应表现型及分离比）之前，先行设问应关注的问题焦点（即应分析的相对性状），为学生的论证铺设可行路径，凸显科学论证关键节点，在考查学生论证能力的同时引导学生掌握科学论证的方法。

总之，2019 年全国卷Ⅰ第32 题以果蝇杂交实验的复杂情境活动为载体，集中考查了学生在认识问题、分析问题和解决实际问题过程中所展现的知识获取、思维认知、实践操作等关键能力。同时，试题在情境设计和设问方式上培养学生从解题到解决实际问题的学科素养，在问题角度和文字表述中渗透学生从做题到做人做事的育人价值，是高考评价体系“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的评价理念在高考命题中的创新实践。