2021年普通高中学业水平选择性考试生物学试题情境分析

浙江师范大学教师教育学院 武凡轲 潘索露 付 雷

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课标》）提出一条命题原则，要求试题素材应贴近学生生活实际，以真实问题情境组织命题，应注重考查学生综合运用所学知识和技能解决问题的能力，在命题程序中也指出需要创设真实情境、合理设问。试题情境应围绕现实问题（包括热点问题）展开，尽量做到新颖、真实、科学、恰当，有一定的信息量和适当的复杂度，能成为学生运用学科知识分析和解决实际问题的载体，基于试题情境的设问，要有清晰的层次和严谨的逻辑，指向核心素养的不同水平。2020年由教育部考试中心发布的《中国高考评价体系》也提出要以情境作为普通高中学业水平选择性考试的考查载体，同时在“四翼”中指出情境要有典型性、复杂性、真实性、新颖性等特点。

基于以上理念，本文从多个维度对5套2021年普通高中学业水平选择性考试生物试题进行情境分析，为以后更好地编制情境化试题提供参考，同时希望有助于高中生物学教学。

一、研究设计

（一）情境化试题的概念

在《辞海》（1989年版）中，“情境”由英文单词situation翻译而来，是一个人在进行某种行动时所处的特定背景，包括机体本身和外界环境的有关因素，可分为三类：真实的情境、想象的情境、暗含的情境。由此可以看出，情境可以是客观存在的，也可以是虚拟抽象的。

《课标》和《中国高考评价体系》中所提及的情境主要为试题情境，借鉴了易克萨维耶·罗日叶的“问题情境”。罗日叶认为，问题情境是由问题和一组供学生解答问题的背景信息构成的。问题就是学生所要完成的任务或命令，而背景信息在不同的学科中则具有不同的特征，例如，生物学的研究对象主要为生命活动的现象及其规律。对生物情境化试题来说，情境应当是试题所属的特定背景，是客观存在的、真实的，或基于一定的研究基础能实现的，学生经过阅读后可提取出相关信息作为解题工具。良好的情境不能单单以回忆作为考查手段，应要求学生积极地调动思维、联系实际。

（二）研究工具

1.情境化试题的覆盖率

按照上述情境化试题的判断标准，挑选出每套试卷中具有情境的试题，按照如下公式计算该试卷中情境化试题的覆盖率。

情境化试题的覆盖率=具有情境的试题数÷总试题数×100%

2.情境的范围

试题情境选取范围不同会导致情境的陌生程度不同，进而会影响试题对学生目标能力考查的精确度。本文按照情境与学生自身的远近将情境的范围划分为生产生活情境、学科情境、学术情境。

生产生活情境选取学生生活情境作为素材，在保障公平性的前提下可以降低情境的陌生度，并引导学生将知识与实际生活相联系，将知识应用到生活中。

学科情境主要是以生物学学科中基本生命规律或生命现象作为试题情境，多为学生在学习或练习过程中的常见情境，主要用来考查学生知识习得的情况，加深学生对知识的理解。

学术情境是以生物学学科中的前沿知识、科学史中的经典实验等作为试题背景。随着时代和技术的发展，生物学科也在不断发展，以学术情境为背景的试题可以引导学生关注学科的发展，自行建构新知识，激发学生学习兴趣，培养学生科学精神。

3.情境与试题的相关性

情境与试题的相关性强弱决定了试题是否真正充分利用了情境。只有情境与试题具有良好的相关性，才能展示出情境化试题对学生思维、能力的要求，而不只是简单地考查学生对知识点的记忆。情境与试题的相关性可以划分为分离、融合、迁移这三种情况。分离即情境只是一个帽子，对问题的解答不必要或不能提供支持。融合是指问题与情境密切相关，只有在充分理解情境的情况下才能进行解答。迁移是指需要自行建构情境中的新知识，然后将新知识迁移到试题中才能作答。

4.情境化试题的呈现方式

关于情境化试题的呈现方式，本文主要按照情境信息的呈现途径来进行划分，分为文字、文字＋图、文字＋表、文字＋图＋表这四种。生物学研究对象为生命活动现象及其规律，不仅仅需要文字阐述，还需要图表直观、鲜明、概括地呈现关键信息。多样的呈现方式使得情境化试题更加灵活，方便考查学生提取信息、比较归纳、得出结论等能力，还能间接帮助学生理解陌生情境，缓解学生阅读压力。

综上所述，本文采用的情境化试题分析框架如表1所示。

表1 情境化试题分析框架

（三）研究对象

本文的研究对象为5套2021年普通高中学业水平选择性考试生物学试题，包括全国卷乙卷、河北卷、湖南卷、浙江卷、广东卷。选择题按照题号进行计数，非选择题按照一空一题的计数原则（对选修或选考部分试题都进行了编码和分析），依据情境化试题概念及其相关特点对各套试卷中情境化试题的覆盖率、范围、呈现方式和情境与试题的相关性进行了统计、比较。

二、结果与分析

（一）情境化试题的覆盖率

在5套生物学试题中，广东卷情境化试题数量最多，高达98.18%，只有一道题不属于情境化试题；河北卷和湖南卷次之；全国乙卷情境化试题数量最少，比例为75.00%，如图1所示。

图1 情境化试题覆盖率

（二）情境的范围

从整体来看，在5套普通高中学业水平选择性考试生物学情境化试题中，学科情境试题数量最多，学术情境试题数量次之，生产生活情境试题数量较少，如图2所示。

河北卷生产生活情境占比达到32.20%，在这5套试题中数量最多，且河北卷中三个情境范围占比将近相等；全国乙卷、广东卷中生产生活情境次之；湖南卷最少，只有4.26%。学科情境几乎在每套试题中都占据一定比例，在浙江卷、全国乙卷中超过了50%；湖南卷数量次之；广东卷最少，有14.81%。学术情境占比最高的是广东卷，有61.11%，全国乙卷最少，为16.67%。

图2 各类情境的范围占比

例1（广东卷第14题）乙烯可促进香蕉果皮逐渐变黄、果肉逐渐变甜变软的成熟过程。同学们去香蕉种植合作社开展研学活动，以乙烯利溶液为处理剂，研究乙烯对香蕉的催熟过程，设计的技术路线如图3所示。下列分析正确的是（ ）。

图3

A.对照组香蕉果实的成熟不会受到乙烯影响

B.实验材料应选择已经开始成熟的香蕉果实

C.根据实验安排第6次取样的时间为第10天

D.处理组3个指标的总体变化趋势基本一致

解析：本题主要考查的是植物激素乙烯的催熟探究实验。该试题情境属于生产生活范围，以组织学生开展研学活动作为情境材料，描述了该实验的目的，并以流程图的方式展现了实验方案，使得情境简单易懂，缓解了学生的阅读压力。同时该试题情境贴近学生生活，在激发学生兴趣的同时，无形中将知识与生活联系起来，但在生活中无法直接观察探究问题，为探究延续到课后提供了可能性。

例2（浙江卷第6题）α-珠蛋白与α-珠蛋白突变体分别由141个和146个氨基酸组成，其中第1-138个氨基酸完全相同，其余氨基酸不同。该变异是由基因上编码的第139个氨基酸的一个碱基对缺失引起的。该实例不能说明（ ）。

A.该变异属于基因突变

B.基因能指导蛋白质的合成

C.DNA片段的缺失导致变异

D.该变异导致终止密码子后移

解析：本题主要考查的是基因突变。该试题情境属于学科情境，主要描述了α-珠蛋白突变体由于碱基对的缺失造成与α-珠蛋白氨基酸序列不同这一生命现象，在学生日常练习中比较常见，不会对学生理解题意造成负担。但也并非由其他情境复制而来，学生需在理解该情境的基础上调取相关知识并进行判断，避免仅靠回忆作答，同时可加强对知识的理解。

例3（湖南卷第11题）研究人员利用电压钳技术改变枪乌贼神经纤维膜电位，记录离子进出细胞引发的膜电流变化，结果如图4所示，图a为对照组，图b和图c分别为通道阻断剂TTX、TEA处理组。下列叙述正确的是（ ）。

A.TEA处理后，只有内向电流存在

B.外向电流由Na＋通道所介导

C.TTX处理后，外向电流消失

D.内向电流结束后，神经纤维膜内Na＋浓度高于膜外

图4

解析：本题主要考查的是神经冲动。该试题情境属于学术情境，主要描述了科学家在研究神经冲动过程中经典实验的部分操作和实验现象，实验数据以曲线图的形式呈现。以科学史作为试题情境对学生来说存在难以理解的风险，需要出题人对情境进行二次加工，删除无关或干扰信息，以保障学生顺利解答。同时，以科学史作为试题情境可促进学生对生物学真实研究历程的了解，学习科学家探究时的思维和方法。

（三）情境与试题的相关性

从整体来看，在5套普通高中学业水平选择性考试生物情境化试题中，融合型试题数量最多，情境分离型试题数量次之，情境迁移型试题数量最少（见图5）。

情境分离型试题占比在30% 60%，且多数处于非选择题。全国乙卷中的情境分离型试题数量达到了60.00%，为5套试题中占比最高；河北卷、浙江卷次之；湖南卷最少，占34.04%。情境融合型试题数量在湖南卷、浙江卷、广东卷中超过了55%，远高于各自试卷中其他两种类型试题的数量；全国乙卷和河北卷在40%左右，低于各自试卷中分离型情境试题数量。情境迁移型试题占比较高的是广东卷和湖南卷，超过了5%；在全国乙卷中，不存在情境迁移型试题。

图5 情境与问题的相关性占比

例4（河北卷第18题）我国麋鹿经历了本土野外灭绝、圈养种群复壮、放归野外等历程，成功建立野生种群。2020年，我国麋鹿分布点已从最初的2处发展至81处，数量超过8000只，基本覆盖麋鹿野外灭绝前的栖息地，展现了我国生物多样性保护的智慧。下列叙述正确的是（ ）。

A.可采用逐个计数法统计麋鹿种群密度

B.增加我国麋鹿种群的遗传多样性，有利于种群的进一步发展

C.麋鹿种群增长速率最大时，种内争斗最小

D.对麋鹿种群进行圈养复壮、放归野外的过程属于就地保护

解析：本题主要考查的是种群和生物多样性。该试题情境属于分离型情境，主要描述了我国为保障生物多样性针对麋鹿所采用的保护措施和最终成功的结果，具有真实感，还可增加学生的民族自豪感，有利于培养学生的生物核心素养。但该情境与试题选项A、B、C融合程度不高，甚至在替换情境、无情境的情况下依旧可以判断选项正确与否，这就导致该题主要考查学生记忆能力，不利于学生对知识的深入理解。

例5（河北卷第6题）雄性缝蝇的求偶方式有：①向雌蝇提供食物；②用丝缕简单缠绕食物后送给雌蝇；③把食物裹成丝球送给雌蝇；④仅送一个空丝球给雌蝇。以上四种方式都能求偶成功。下列叙述错误的是（ ）。

A.求偶时提供食物给雌蝇有利于其繁殖，是一种适应性行为

B.④是一种仪式化行为，对缝蝇繁殖失去进化意义

C.③是雌蝇对雄蝇长期选择的结果

D.④可能由③进化而来

解析：本题主要考查的是学生对进化的理解，属于情境融合型试题。该试题以雄蝇求偶作为情境素材，具体描述了四种雄性缝蝇相似但不相同的求偶方式。该试题情境新颖，学生在教科书和日常练习中不常见，且情境和选项相关度较高。学生不仅需要正确理解该情境中四种求偶方式，还要认识到其背后的进化意义。该试题将进化知识融入一个真实的情境中，学生要对生命现象解释后抽象形成进化与适应的生命观念。

例6（广东卷第16题）人类（2n=46）14号染色体与21号染色体二者的长臂在着丝点处融合形成14／21平衡易位染色体，该染色体携带者具有正常的表现型，但在产生生殖细胞的过程中，其细胞中形成复杂的联会复合物（见图6）。在进行减数分裂时，若该联会复合物的染色体遵循正常的染色体行为规律（不考虑交叉互换），下列关于平衡易位染色体携带者的叙述，错误的是（ ）。

图6

A.观察平衡易位染色体也可选择有丝分裂中期细胞

B.男性携带者的初级精母细胞含有45条染色体

C.女性携带者的卵子最多含有24种形态不同的染色体

D.女性携带者的卵子可能有6种类型（只考虑图中的3种染色体）

解析：本题主要考查的是染色体变异和减数分裂。该试题情境属于迁移型情境，主要描述了因14号染色体与21号染色体的长臂在着丝点处融合而形成的14／21平衡易位染色体，情境中的染色体变异类型对学生来说是陌生、新颖的，需要学生自行理解并将其应用到减数分裂中。该题以图片的形式生动形象地展示了14／21平衡易位染色体的形态，有助于学生理解试题情境，降低了试题难度。

（四）情境化试题的呈现方式

从整体来看，5套普通高中学业水平选择性考试生物情境化试题中，以纯文字进行表达题意的试题数量最多，以文字＋图（表）的形式来表达题意的试题次之，用到文字＋图＋表的试题数量最少，仅在湖南卷、浙江中出现（如图7所示）。

图7 情境化试题的呈现方式占比

以纯文字形式描述情境的试题数量在每套试题中都占据着极大的比例，在全国乙卷中达到了90%；河北卷、广东卷次之；湖南卷最少，为42.55%。以文字＋图形式作为情境呈现方式的试题在每套试题中占比均居于第二位，在广东卷和湖南卷中占比超过了30%，在5套试题中占比最高，河北卷、浙江卷次之；全国乙卷最少，只有10%。文字＋表形式比以文字＋图形式的试题数量有所减少，湖南卷中占比较高，为23.40%；浙江卷、河北卷次之；全国乙卷和广东卷中没有采用文字＋表形式的试题。而采用文字＋图＋表形式的试题只在湖南和浙江卷中出现，占比在2%左右。

例7（广东卷第15题）如图8所示，与野生型拟南芥WT相比，突变体t1和t2在正常光照条件下，叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同（见图8-a，示意图），造成叶绿体相对受光面积的不同（见图8-b），进而引起光合速率差异，但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下，下列叙述错误的是（ ）。

图8

A.t2比t1具有更高的光饱和点（光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度）

B.t1比t2具有更低的光补偿点（光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度）

C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关

D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大

解析：该试题主要考查的是光合作用。试题以野生型和突变体拟南芥光合作用的差异为情境材料，这是一种陌生、新颖的情境。解答该题的关键在于学生需要找出引起两种突变体拟南芥与野生型拟南芥光合作用不同的本质区别，而该重点线索以图的形式直观地呈现在学生面前，间接地提醒了学生思考方向，降低了该题的难度。同时图b以柱状图的形式呈现实验数据，可直接考查学生读取数据、分析数据的能力。

三、结论与建议

通过上述分析可知，2021年5套普通高中学业水平选择性考试生物学试题中，情境化试题数量均占各卷总题量的75%及以上。这对新教育理念的实施，培养学生生物学核心素养具有促进作用。在情境化试题中，学科情境占据着主要地位，且试题多为融合型试题，但仍然以纯文字作为主要的呈现方式。

情境化试题体现了“评价即学习”的理念，学生解答的过程也是思维、能力提升的过程。在情境化试题的开发与命制过程中，命题者需要对试题情境进行筛选，确保情境的真实性与公平性，同时要注意情境与试题的相关性。上述内容中分离型情境虽然提供的情境是真实的，但学生只通过对知识点的回忆也可以作答，没有与情境发生交互，那情境的存在就没有价值和意义。试题情境需进行二次加工，去除无关信息和干扰条件。情境过长、过多或过于繁杂，无形中加重学生阅读量和心理负担，影响学生正常发挥，无法反映学生正常水平。