例析素养导向的2020年北京市高考生物学试题

黄静瑜 俞如旺

（福建师范大学生命科学学院 福建福州 350117）

2020年北京市首次进行“新高考”，将生物试题从理科综合卷中分出，独立成卷。试题立足于基础知识，突出能力考查，以核心素养为评价导向，通过设置真实情境与实际任务，考查学生分析、解决问题等适应未来发展所需的关键能力和必备品格，引导学生培养生命观念，发展科学思维，训练探究能力，提升社会责任。下面以2020年北京市高考生物学第18题（以下简称“例题”）为例，从情境设置、必备知识、关键能力、学科素养及设问方式等方面进行分析，并对素养导向下的生物学考试命题提出启示及建议。

1 例题分析

原题：细菌侵入宿主体内生长繁殖引起感染。铜绿假单胞菌（Pa）导致的感染多见于烧伤、创伤等受损部位。在Pa感染部位常可检出大量丝状噬菌体（f）。

（1）在感染部位，吞噬细胞会发挥非特异性_______________________功能。

（2）f侵染Pa并随Pa的分裂传递给子细菌，但f的增殖和释放不引起Pa的裂解。为探讨f与细菌感染的关系，研究者将等量的无f侵染的Pa菌株（P）和被f侵染的Pa菌株（Pf）分别接种于小鼠伤口，结果见表1。

表1 实验结果记录

由此可知，f能够促进Pa引起的伤口感染。

（3）在上述研究的基础上，研究者利用f的表面蛋白S进一步展开实验，主要流程及结果见图1、图2。

图1 实验的主要流程示意图

图2 实验结果示意图

①Ⅰ-Ⅲ处理所需的实验材料应分别选用_____。（填选项前字母）

A.PfB.P C.灭活的fD.S E.生理盐水

②另有研究发现，f能抑制吞噬细胞的功能。试从分子与细胞水平解释实验组的感染率低于对照组的原因_______________。

参考答案：

（1）免疫

（2）促进

（3）①E、A、A ②对照组：由于f能抑制吞噬细胞的功能，所以感染率较高；实验组：在给小鼠注射Pf菌株前两次注射了S，小鼠体内产生了相应的记忆细胞和S抗体，S抗体与f的表面蛋白S特异性结合，使f对吞噬细胞的抑制作用减弱，故小鼠的感染率降低

1.1 情境设置

例题以“细菌感染和免疫反应”为考查主题，使用铜绿假单胞菌（Pa）导致的伤口感染及噬菌体（f）与细菌感染之间关系的实验探究作为试题情境。烫伤是日常生产及生活中最常见的意外损伤之一，而创伤感染是烫伤后最易出现也最严重的并发症，引起感染的细菌主要是革兰氏阴性杆菌，铜绿假单胞菌是最常见的致病菌之一。如果烫伤后的创面感染得不到及时救治，会给患者带来沉重的精神和经济负担，患者的病死率也随之攀升。但由于抗生素的大量使用，铜绿假单胞菌的多重耐药现象越发普遍。2017年，世界卫生组织将铜绿假单胞菌列为高危致病菌，是目前在临床治疗中危害严重的超级细菌之一。随着研究深入，噬菌体被发现能够促进铜绿假单胞菌引起的伤口感染。降低“超级细菌”的感染率是目前生物医学界亟待攻克的难关，例题要求考生从科研人员的视角探讨丝状噬菌体（f）与铜绿假单胞菌（Pa）感染的关系，鼓励学生参与实验设计，分析实验数据结果得出结论，在真实情境中展示真实素养。

1.2 必备知识

必备知识是指学习者在面对与学科相关的问题情境时，高质量地认识、分析、解决问题所必备的知识。它具有基础性、实用性，是学科素养的基础支撑。

生命个体的结构与功能相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动，并通过一定的调节机制保持稳态。其中，由免疫器官、免疫细胞、免疫活性物质组成的免疫系统能够抵御病原体的侵袭。皮肤、黏膜是人体抵御病原体攻击的第一道防线；体液中的杀菌物质和吞噬细胞是第二道防线；这两道防线与生俱来，称作非特异性免疫。第三道防线是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的针对特定抗原起作用的特异性免疫，可分为体液免疫和细胞免疫。例题中所考查的必备知识（表2）与健康生活息息相关，试题创设情境，要求学生利用所学免疫反应相关知识，分析降低细菌感染率的可行性方案。

表2 例题所考查的必备知识

1.3 关键能力及考查要求

2019年正式颁布的《中国高考评价体系》将关键能力分为知识获取能力群、实践操作能力群、思维认知能力群。结合现行高考生物学科关键能力，研究人员对应提出理解能力、实验探究能力、解决问题能力、创新能力4个生物学科新高考所应考查的关键能力。其中，理解能力包括整合、获取、解释、表达等多个环节；实验探究能力包括分析问题、设计实验、预测结果、得出结论、作出解释等。4个关键能力之间不是独立存在，而是相互依存、互相发展。除了关键能力外，根据国家需要的人才特征和素质教育的培养目标，生物学科新高考还明确了应从基础性、综合性、应用性和创新性4个维度对考生进行考查。

例题所考查的关键能力及考查要求见表3。第（1）题结合人体免疫三道防线的生物学概念，简单设问吞噬细胞的功能，考查学生对于生物学概念的理解，体现基础性；第（2）题给出实验数据，要求学生获取有关信息，并从中推测噬菌体与细菌感染的关系，得出“f能够促进Pa引起的伤口感染”的结论，体现综合性；第（3）题设计了一个实验流程，要求学生合理选择实验材料，并根据提示“f能抑制吞噬细胞的功能”，解释实验组感染率较低的原因，考查了学生理解能力、实验探究能力和解决问题能力，体现应用性。

表3 例题所考查的关键能力及考查要求

1.4 学科素养

生物学学科素养是生物学科育人价值的集中体现，是生物学核心素养内容与目标的有机融合，是学习者在面对生物学相关的新情境时能够高质量认识、分析、解决问题的综合品质，包括生命观念、科学探究、科学思维、社会责任四个维度。

例题以细菌感染这一生活实践问题为切入点，渗透责任与担当，引导学生关注社会议题，参与讨论并作出理性解释。具体到每个设问又融入了其他学科素养考查（表4）：第（1）题主要考查学生生命观念素养，要求明确免疫调节的概念及相关内容，具备稳态与平衡观；第（2）题考查科学思维素养，学生应能够基于数据，采用归纳概括、演绎推理等思维方法，总结得出观点；第（3）题给出一个待补充完整的探究实验，充分考查科学探究素养，学生应基于给定的条件，选择合适的实验材料，设计实验方案，根据实验结果和已知条件，追溯产生该结果的原因，使用恰当的语言进行表达，进一步考查学生的生命观念、科学思维素养。

表4 例题所考查的生物学学科核心素养及具体描述

1.5 设问方式

1.5.1 结构多样，实现多个维度考查

例题打破了非选择题单纯的填空模式，增加了选择题以及解释说明类的论述题，加大试题结构的不良性，丰富试题结构，给予学生一定的答题空间。结构多样的命题设计为实现多维度考查提供载体，结构越不良，越有利于实现更高层次的考查要求（应用性、创新性）。

1.5.2 难度递进，符合学生认知水平

例题从熟悉的教材情境到陌生的实验情境，从简单到复杂，设问层层递进，结构逐渐开放，难度递增。学生如果脱离情境，仅依靠所学免疫相关知识便能作答第（1）题，难度较小；第（2）题要求学生提取题目信息，分析数据，得出结论，难度有所提高；第（3）题给出一个全新的实验探究情境，难度再次增加。递进式的设问符合学生认知水平的特点，从易到难，由浅入深，从基本问题入手，逐步过渡到高层次的思维培养，符合新课程理念要求。

2 启示

2.1 注重“溯因”，考查科学思维素养

“溯因”是根据已知的事实结果，结合学生已有的知识经验，借助一定的推理模式，获得事件解释的过程。例如，试题中已知“f能抑制吞噬细胞的功能”这一生物学现象，且实验结果表明实验组的感染率低于对照组，要求学生结合所学知识，解释产生结果的可能原因。命制“溯因”类型试题，有助于考查科学思维素养，并判断学生是否具有系统的知识网络用于解决陌生的问题。

2.2 增设图表，考查信息获取与整合能力

阅读素养是学生未来参与社会活动应具备的理解、运用和反思书面材料的能力。通过增设直观的书面材料如表格、图片等，要求学生阅读、思考、整合信息，并从中提炼出观点和结论，能够有效考查学生理解能力、信息获取与整合能力等。例如，试题中为探讨f与细菌感染的关系，列表格提供感染率数据，供学生分析并获得“f能促进Pa引起的伤口感染”这一观点。又如，研究者利用f的表面蛋白S展开实验，使用绘图展示实验流程，并绘制柱形图描述实验结果，要求学生补充实验，并分析实验结果产生原因。

2.3 优化设问，丰富试题结构

核心素养导向的高中生物学学业水平考试应丰富试题结构，囊括选择题、填空题、论述题等。利用结构相对完整的简单填空题考查生物学概念辨析，体现考查基础性；利用结构不良的论述题考查学生的科学思维，要求学生应能够调动建构的知识网络，系统且全面地分析、解释生命现象或实验结果。除丰富试题结构外，层层递进的设问方式能够充分激发学生的作答兴趣，从熟悉的教材表述入手，由浅入深，符合学生的认知水平。