高中生物教学中迁移创新能力的培养——以“高三生物复习试题的选题与测评”为例

郝 勇

(福州格致中学 鼓山校区，福建 福州 350014)

情境是中国高考评价体系的考查载体。情境分为原型情境、相似情境、陌生情境三种。原型情境是考查学生对所学知识的学习理解能力；相似情境是考查学生能够根据学习的知识，完成较为简单设计、推理等应用实践能力；陌生情境为考查学生应该能够运用不同领域的生物学核心概念，从不同的生命观念视角对生物学现象或个人决策进行综合论证，阐明个人观点。

学生遇到复杂情境的题目时，要能够综合运用多个生物学概念或原理进行预测、判断和推理，运用证据构建假设与结论之间的逻辑联系；对于相对陌生的研究问题，能够进行系统的研究设计。因此，迁移创新能力就是在学生较为陌生的复杂情境中，综合运用多个领域的核心概念或原理阐明个人立场、进行综合推理，解决具体问题的过程。

在高三生物复习中，要注重学生迁移创新能力的培养，所以在平时通过试题选题与测评，来考查学生迁移创新能力的水平，收集测评后数据进行综合分析，为后期制定高考复习策略提供依据。

一、理论基础

(一)生物学科能力体系模型

生物学科能力是生物学科核心素养的重要组成部分,从科学探究和科学思维角度来讲，发展生物学科核心素养，根本目标是学生学会基于科学的思维方式，来解决具体情境下的问题，这就需要在教学中培养和强化学生的生物学科能力。有研究者构建了由学习理解、应用实践和迁移创新三个要素维度的生物学科能力体系模型(如图1)。[1]

图1 中学生物学科能力体系模型

迁移创新能力是生物学科能力中认知水平最高的能力，与应用实践相比，它要求学生采用多种思维方式，利用生物学概念、知识，在情境中学以致用，应对生活实践问题情境的学科素养。

(二)迁移创新能力的构成要素、成分及指标

迁移创新能力包含三个能力要素，分别是建立远联系(A1)、复杂推理(A2)、科学实践(A3)。迁移创新能力各要素的成分和指标，如表1所示。

表1 迁移创新能力的成分及指标[2]

二、迁移创新能力水平的测试命题

在高三的教学复习中，根据自己学校的学情出发，精心编写试题。要达到对迁移创新能力的考查，首先教师编制命题的双向细目表(如表2)，再据此进行试题的命制或对已有试题进行改编，最终生成一份有针对性的测评试卷。根据生物学科能力标准，拟定试题评分标准，发放试题，对高三年级的学生进行实测，测试后注意收集学生的反馈数据，进行系统性的整合和分析。

表2 迁移创新能力测试双向细目表

三、迁移创新能力要素及测试样题的分析

(一)建立远联系

学生学习了生物学科的核心知识，要学会构建相关知识的联系，完成知识的远迁移，从而建立远联系。建立远联系主要是指在特定的新情境背景下，能够从认知结构中提取不同领域概念之间的有意义的内涵关联，所以稳固的认知结构是建立远联系的基础。

例题：在人的生命活动的过程中，会依靠热量维持正常的体温。这些热量的来源是哪里，并做出详细的阐述。

对于本题，学生需要从人体能够保持自身体温的恒定角度思考，阐述有机物的能量是如何到达人体，及有机物能量又如何释放并转化为热能的。在解答的过程中，需要综合运用初中生物学内容包括人体的消化系统结构及功能、营养物质的吸收和利用、细胞呼吸等相关概念，从物质变化和能量变化的角度，详细阐述维持人体体温所需的热量的来源。因此，此题所考查的能力指标为“A1-1-1运用多个跨领域或跨学科的科学概念或原理，阐明个人观点”。

(二)复杂推理能力

复杂推理要求学生能够结合所学知识，在具体情境中，经过多层面的分析，从而做出推理或判断。在复杂推理过程中，一个重要的环节是对证据的综合运用。由于一项复杂研究中得到的结果通常是多方面的，同时仅从这些结果本身很难直接判断规律或趋势，通常需要根据研究目的，对收集到的数据进行综合处理。

图2 图3

例题：某社区医院有3人(甲、乙、丙)进行了空腹及餐后的血糖浓度和血液中的胰岛素浓度指标(如图2、图3) 。

请回答下列问题:

(1)结合图2、图3分析,乙出现上述检测结果的原因可能有________、________、________、________。

本小题，学生既要结合图2和图3分析，又要深入理解血糖调节、免疫反应，要求考生通过题干、曲线图中的信息，结合所学知识分析推理来答题。在教学过程中，训练学生读图能力还应包括组图间的相互联系及对照，以便充分获取图表信息；可以注重培养学生的综合分析能力，引导学生运用已掌握的知识背景，深入推测理解现象背后的机理机制。因此，此题考查的能力指标为“A2-1-3基于多项信息和相关科学概念或原理，推测生物学现象发生的过程、机理”。

(三)科学实践能力

科学实践能力是学生利用所学核心知识为基础，达到实践应用层面的一种能力。科学实践能力通常包括以下几种类型，第一种是针对特定的复杂问题，设计或补充符合对照实验;第二种是针对相对熟悉的情境或问题，提出新的研究思路;第三种是针对陌生的复杂问题，提出相应的研究思路或方案。

例题：为了治疗埃博拉病毒(EV)引起的疾病，科学家制备了两种抑制病毒对宿主细胞感染率的单抗。请根据右图的流程，设计实验，分析单抗(M、N)与EV-GP结合是否为同一位点。

(1)请选择(单抗M、单抗N、无关抗体)其中符合要求的填入下表横线上，完成实验设计方案。

抗体组别未标记抗体荧光标记抗体实验组ⅠⅡ对照组1ⅢⅣ对照组2同Ⅱ同Ⅱ

(2)已有研究表明，单抗(M、N)与EV-GP结合的位点不同。请写出治疗EV病毒的两种可行思路。

本题中的第(1)题，题干中给出了解决真实问题的研究思路，需要学生完成有关实验的具体设计环节。由于涉及三种抗体、三组实验，跟以往的单一对照实验不同，复杂性增加。通常需要明确实验目的，然后结合单一变量的对照实验设计，可以确定M和N是两个自变量，因此，M和N设置在实验组，无关抗体设置在对照组。然后再利用假定的方法，先确定Ⅰ和Ⅱ中的一个变量，其余的三个便可迎刃而解。该题考查的能力指标是“A3-1-1根据给定的复杂研究问题，补充或设计复合对照实验”。

在第(2)题中，要求学生根据题干情境中所描述的已有研究，结合相关的生物学概念，提出治疗EV病毒的两种思路。回答这一问题时，需整合题干中所描述的已有研究成果、相关科学概念和生活经验等信息。该题所考查的能力指标为“A3-2-2针对给定的、熟悉的生物学现象，提出多种可能的处理思路”。

四、学生迁移创新能力水平的不足及提升措施

经过命制试题的测试反馈，学生的迁移创新能力表现不佳。一方面，这与学生的认知发展规律有关，迁移创新能力是运用相关知识和技能创造性解决问题的能力，在这一过程中需要对多种不同的信息和各个领域的生物学概念进行有机整合、分析和推理，学生现阶段的知识有限，整合推理能力差。另一个方面，与现行的中考、高考制度有关，初中生物教学只是重视知识的传授，而应用能力的培养欠缺，迁移创新能力的培养更是没有。

从测试的结果来看，教师应该转变教学观念，注重学生在知识记忆的基础上进一步发展其生物学科能力。在教学过程中，以概念的构建过程为载体，以学生的生物学科能力发展为主线，设计出符合学生认识的线索，将核心问题的研讨放在教学活动的主体上，课堂中的关注点落实在如何丰富学生的认识角度，从围绕“知识”设计问题转变为围绕“认识转变”设计问题和教学流程。即从提出问题分析角度到让学生主动发现、形成分析角度，并提升学生建立“信息—知识—认识”的关联能力，提高系统分析、推理能力。在复习课教学中，基于本质进行概括，基于核心认识角度和认识路径建立知识间的关联，建立知识与问题解决的关联。这样的教学过程，才能让学生的迁移创新能力高阶输出。