从生物学科命题原则的思辨中启慧课堂教学

【摘要】文章对生物学科命题原则内涵与表征进行辨析研究，明确高考命题要以课标内容要求和学业质量标准为依据，指向学科核心素养的发展；以真实问题情境组织命题，注重考查学生综合运用知识和技能解决问题的能力；确保公平性、科学性和规范性，能区分不同素养水平的学生。借助高考真题，从情境设置、信息表达方式、设问层次水平等三个方面验证真题与命题原则的契合度，并基于分析结果提出生物学课堂要注重情境创设，加强多样化处理信息的训练，加强作业设计。【关键词】高考；命题原则；内涵；教学反思《中国高考评价体系》（以下简称“高考评价体系”）强调，高考命题要突显立德树人、综合考查、多维命题的三维表征，肩负着为党育人、为国育才的历史使命。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“生物学课标”）指出，生物学科高考命题要凸显生命观念、科学思维、科学探究、社会责任的素养特点，承担着对社会主义核心价值观的引领，对学科素养观的考量，对关键能力水平的考查和对素质教育效度的检验。鉴于此，从知识层面审视高考命题，其递进性、延展性的知识呈现方式，能在区分不同素养水平学生的同时，考查学生综合运用知识和技能解决真实情境中的复杂问题的能力。从评价层面审视高考命题，其表述的规范化和指向的明确性在体现高考公平性与科学性的同时，还能达到为国家选拔不同层次人才的目的。综上所述，笔者尝试通过对命题原则的内涵与表征进行辨析研究，并验证真题与命题原则的契合度，反思总结出核心素养背景下课堂教学的转型方向。一、命题原则的内涵与表征在利用高考试题考查核心素养的落实效度和学业质量水平的达成力度时，生物学课标在“命题建议”中，明确地提出了三大命题原则［1］。（一）以课标的内容要求和学业质量标准为依据，指向学科核心素养的发展水平生物学课标的内容要求涵盖了四个维度。第一，从生命观念的角度解析，命题应以考查学生的生命基本观念为基，如以体现结构与功能观相适应、稳态与平衡观相统一、物质与能量观相依存等内容来创设试题，旨在以题化育学生的生命观念，促使学生在深刻理解生命世界的独特性、统一性、多样性和复杂性的同时，还能运用科学的自然观、世界观去探究生命活动的规律并解决实际问题。第二，从科学思维的角度解析，命题应以考查学生的思维能力为本，如将对生命现象的客观评价，对健康方式的真实评判，对生命议题的科学辨析等融入试题中，意在以题涵育学生的思维品质，引导学生从表象中理解蘊藏的本真，从分析中习得科学的逻辑，从演绎中学会理性的推理，从批判中驱动自我的反省等，帮助学生基于生物学事实和证据，运用科学合理的思维方式，诠释生命现象及规律或生物学社会议题。第三，从科学探究的角度解析，命题应以考查学生的实践能力为重，如依据实验材料、实验试剂等，要求学生设计出合理的探究方案；或根据科学的规律或理论，要求学生给出解决现实问题的措施；或以新冠疫情等社会议题为背景，要求学生归纳出健康文明的生活方式等。此类形式的命题试图拓宽学生的学习视角，拓宽学生的认知视界，引导学生沿着科学家探究未知的思维方式，揭开生命世界的奥秘，品鉴科学本身的纯粹［2］。第四，从社会责任的角度解析，命题应以考查学生的价值体系为要，如以外来物种入侵导致本地物种锐减，无节制的人类主观活动导致气候恶变等创设题目，以题涵育学生的价值观念，引导学生用人与自然的生态观、人与社会的和谐观、人类命运共同体的价值观等，获得尝试解决生产生活中生物学问题的能力，并从中建立关注生命议题的意识和社会责任感。生物学学业质量标准是依据生物学学科核心素养中的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任的4个维度及其划分的水平，结合必修课程和选择性必修课程的重要概念、方法等，对学生学习相应的课程后所表现出的核心素养水平的描述。学业质量标准包含4个水平，每个水平对应4个维度，给出了细致的质量描述。学业质量标准是阶段性评价、学业水平考试命题的重要依据，具体表现为：（1）学业质量的每一级水平均包括生物学学科核心素养的4个维度以及不同水平间的差异，主要表现为在不同复杂程度的情境中运用各种重要概念和方法解决问题的程度，水平从低到高具有递进关系。（2）一、二级水平，除问题的情境相对简单和解决问题的程度相对较低外，涉及的大概念、方法等仅限于必修课程内容，是本学科学业水平合格性考试的命题依据。（3）三、四级水平，问题的情境相对复杂，解决问题的程度要求相对较高，涉及的大概念、方法等包括必修课程和选修课程的全部内容，是本学科学业水平选择性考试的命题依据［3］。（二）以真实问题情境组织命题，注重考查学生综合运用知识和技能解决问题的能力高考评价体系对“情境”的界定，特指在真实的背景下，以问题或任务为中心构成的活动场域。根据知识产生的方式、应用的能力层次，高考评价体系将情境划分为生活实践情境和学习探索情境两类。前者以真实的生活场景或生产实践描述来唤醒学生的先验认知，引导学生运用已有的知识体系去解释内隐于情境中的生命规律，获取解决实际问题的途径、措施等。后者一般以真实的科学家探索历程、已有的实验结论为基础，引导学生运用科学思维完成情境迁移，获取解决问题的创新思维方式。根据情境呈现内容的复杂程度，高考评价体系将情境归结为简单的情境活动和复杂的情境活动两类。简单的情境活动需要启动的是单一的认知活动，即面对问题时只需调动某一知识点或某种基本能力便可解决，重在借助情境测评学生的陈述性知识，即学生在生物学里学到的基本概念及详细内容。复杂的情境活动涉及的是复杂的认知活动，主要考查学生综合运用知识和能力应对复杂问题的水平，评价学生的价值取向，测评学生的学科素养水平，旨在通过创设情境测评学生的跨学科知识、程序性知识和认知性知识。在测评学生的跨学科知识时，常定位于概念及结构的相似性，检测学生对大概念的理解程度和知识迁移能力，如通过对生物学模型（曲线图、折线图、直方图等）的分析，从中归纳或概括、判断、总结出与生物学有关的规律或结论。在测评学生的程序性知识时，常定位于解决复杂生物学问题的实验步骤或程序，主要检测学生如何利用创造性思维给出解决生物学问题的路径或措施，如以教材中的某一实验为基础，更换实验器材、实验材料甚至实验技术，要求学生依据新的情境，设计或补全实验步骤、实验过程等。在测评学生的认知性知识时，常定位于把知识与生活联系起来，基于伦理、道德的思考，检测学生在运用知识诠释生物学问题时显露出来的价值取向和学科素养水平，如用学过的生物学知识解释基因作物对人类生命活动的影响等。生物学课标要求试题素材应贴近学生的生活实际，以真实问题情境组织命题，目的在于要求高考要根植于学生的生活世界，符合学生的情感认知水平。这样的情境创设，既能让学生感到熟悉与亲切，又能主动驱使学生将试题情境与自我知识体系相关联，积极地做出自我判断与表达。以真实问题情境组织命题，要根据学生起点不平衡的特点，注重直观启发，降低坡度，铺设阶梯，先基础后深化，先具体后抽象，先单一后综合，发挥高考的价值引领、素养导向、能力为重、知识为基的作用。（三）试题要确保公平性、科学性和规范性，能区分不同素养水平的学生标准化试题是按照系统的科学程序组织的具有统一标准答案和评分标准，对误差做出严格控制的一种命题形式［4］，主要用于评价知识的记忆、理解和应用。公平性泛指试题的表述与指向应严格尊重客观事实，经得起推敲，切忌主观臆断。试题的检测点（特指选择题的各个选项与非选择题的答案要点）要把握好生物学课标与生物学教材的尺度，充分考虑生活实际并遵循学生的认知规律，尽量避免对某些群体（如不同性别、不同地区、不同文化、不同家庭背景的学生）造成有利或不利的影响。对于极易造成某类群体瞬时产生不良反应或抵触情绪的负能量事件（如家庭重大变故、血腥的灾难场景描写等），应严禁出现在试题中。科学性特指试题的表述与指向无科学性错误、知识性错误，表述正确，用词规范，设问明确，图文匹配等。对于检测点的科学化，即尽量将考查的知识点全面铺展，突出主干知识，杜绝知识点集群现象。在强调全面检测、平均分配的同时，尤其要防止偏题、怪题的出现。规范性是指试题的表述与指向要遵循规范化的程序，即关注试题情境、試题语言、设问方式等的规范化。规范化的表述与指向才能正确引导学生进行系统化观察，使其直观、具体地理解某种情境或现象背后蕴藏的生命规律或原理。总而言之，命题要以生物学课标为依据准确定位目标级别，以教材为载体全面梳理知识点和功能话题，精准列出双向多维细目表。命题中遵循导向性、正面性、直观性、趣味性、生活性、合理性、综合性、开放性、连贯性、不重性和可变性等原则，才能真正彰显试题的公平性、科学性与规范化，才能保障个体在面对真实情境时，综合运用学科知识、思维能力、探究技能及正确的人生观和价值观，去充分展现分析情境、解决问题的综合素质［5］。二、验证高考真题与命题原则的契合度上文虽然从文献梳理与理论思辨的角度诠释了生物学科命题原则的内涵与表征，但命题原则的每一条在实际命题中都能真正落实吗？基于此疑惑，笔者以2021年江苏省生物学科学业水平选择性考试［以下简称“江苏高考（生物）”］第24题为例，尝试以此题来验证高考真题与命题原则的契合度。（一）真题呈现以下两对基因与果蝇眼色有关。眼色色素产生必须有显性基因A，aa时眼色为白色，B存在时眼色为紫色，bb时眼色为红色。2个纯系果蝇杂交结果如图1所示，请据图回答下列问题。（1）果蝇是遗传学研究的经典实验材料，摩尔根等利用一个特殊眼色基因突变体开展研究，把基因传递模式与染色体在减数分裂中的分配行为联系起来，证明了

。（2）A基因位于①染色体上，B基因位于②染色体上。若要进一步论证这个推论，可在2个纯系中选用表现型为③的果蝇个体进行杂交。（3）图1的F1中紫眼雌性果蝇的基因型为

①，F2中紫眼雌性果蝇的基因型有②种。（4）若亲代雌果蝇在减数分裂时偶尔发生X染色体不分离而产生异常卵，这种不分离可能发生的时期有①，该异常卵与正常精子受精后，可能产生的合子主要类型有②。（5）若F2中果蝇单对杂交实验中出现了一对果蝇的杂交后代雌雄比例为2∶1，由此推测该对果蝇的①性个体可能携带隐性致死基因；若继续对其后代进行杂交，后代雌雄比为②时，可进一步验证这个假设。（二）依据课标命题原则，剖析命题机制1.从试题情境设置的维度进行验证现对例题的情境设置进行分析与评价，验证过程见表1。可以发现，高考试题情境常以教材中学生熟悉的科学史或科研过程为铺垫（如本题中的摩尔根果蝇杂交实验），引入图、表等数学模型，融入科学的实验数据，渗透不同层次的内容，引领学生从不同的视角（如本题涉及的分子、细胞和个体三个层次）对问题进行分析与思考，从而有效区分学生学科核心素养的不同水平，与命题原则高度契合。2.从信息表达方式的维度进行验证现对每个设问的信息呈现方式进行分析与评价，验证过程见表2。表2对试题信息表达方式的分析与评价[题号信息表达方式对信息表达方式的评价（1）文字、基因与染色体关系图考查学生的理解能力和获取信息的能力（2）①②③文字、遗传情境图考查学生能否在相似情境或新情境下运用所学知识解决问题；学生的语言和书面表达是否科学、准确、规范、完整（3）①②文字、遗传情境图（4）①②细胞减数分裂、受精模型图（5）①②文字、遗传系谱图解考查学生知识结构的完善度和思维深化度，观察学生能否独立、有效地完成学习任务或活动设计]通过对信息表达方式的分析与评价可以发现，文字、表格、模型、概念图等是承载不同内容的形式。不同的信息表达方式能建构各知识点间的联系，以显性或隐性的方式交汇融合和彼此认证，多方位彰显思维的清晰度、条理性和客观化。在命题中串联不同形式的考查方式，主要考查学生是否掌握了阅读分析、归纳演绎、观察研讨、实验探究、科学论证等，以此评价学生自主学习的深度、知识结构的宽度和解决生活问题的广度，与命题原则高度契合。3.从设问层次水平的维度进行验证高考评价体系中的“四层”特指核心价值、学科素养、关键能力和必备知识，“四翼”特指基础性、综合性、应用性和创新性。从素质教育目标的角度审视“四层”，本质是回答了“考什么”的问题；从素质教育评价的角度审视“四翼”，本质是回答了“怎么考”的问题。综合“四层四翼”的评价要求，联系本题的设问的层次，验证过程见表3。从“四层四翼”的视角对试题进行评价可以发现，命题严格遵循认知的客观规律，考查内容遵循思维发展的递进原则，由简入繁，由易到难，逐层、逐步、逐级地考查，与命题原则高度契合。三、教学思考1.注重情境创设情境的本真内涵可用“形真、情切、意远”六字来概括。情境这种物质化的存在是以信息的形式作用于人的感觉器官，通过神经传输系统传到人脑之中，人脑对这些信息进行加工、处理，从而获得了关于客观事物的认识［6］。可见，要依据学生经验、现实生活和社会实践，创设贴近教学内容的关联情境。学生通过体验与体悟，逐步从情境认知中实现知识的升华。这种以情绪或情感的渲染方式达成师生共情与共鸣的教学形式，会让学生愿意说出内隐的想法与缄默性的知识，从而真正实现师生的交流，暴露学生的前概念、错误概念。因此，教师要积极探索基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学，学生的学习需要通过理解加工来主动构建知识体系。如“细胞癌变”一课，教师先以漫画的形式展示“癌症免疫疗法”（2018年诺贝尔生理学或医学奖），引出细胞癌变的话题，然后引导学生从中国文字的构造中解读“癌”的特征。以学生喜欢的漫画形式开展“细胞癌变”的情境式教学，学生会乐于表达想法，如有学生认为癌字中的“品”就像一个个癌细胞，“山”就像一個个癌细胞分裂后的数量级，于是凭借对文字的解读，归纳出癌细胞具有无限增殖的特点。由此不难发现，从学生的喜好（如漫画形式）出发创设情境，容易引起他们的好奇心与兴趣；从学生的认知（如文字解读）层层深入，能够驱动学生主动学习。将新知识融入学生的认知情境中，以此构建科学合理的教学情境，在体验中调动学生的好奇心和内驱力，使新旧知识相互碰撞，不仅可以引领学生掌握知识的本质与外延，而且还能刺激学生产生多方面的关联，提高明辨问题、解决问题的综合能力。2.加强多样化处理信息的训练生物学知识的表现形式是多样的，有语言、图像、表格、模型、符号、公式等。表达生物学知识的思维形式也是多样的，有归纳与概括、假说与演绎、逻辑与推理、批判性与创新性等。以“蛋白质多样性”一课为例，教师可以尝试通过剪纸、串珠、画图等形式，让学生直观地感悟蛋白质多样性的原因。比如剪纸模式，教师首先引导学生借助几何图形来可视化表达蛋白质的多样性，接着引领学生借助可视化图形从结构与功能的角度归纳出蛋白质多样性的原因（见表4，用正方形“□”和圆“○”代表不同氨基酸）。上述多样化的表征形式中，有些可以直观反映生物体彼此之间的关系，有些可以宏观地反映生物体与环境之间的联系，有些甚至还可以勾勒生物体未来发展的轨迹。多样化的信息呈现形式是客观阐述生物学知识的精准手段，更是深刻影响学生将外在表征深化为内在表征的方式。所以，加强多样化处理信息的训练，一方面有助于达成知识的迁移、路径的多元、思维的发散；另一方面还能引导学生用发展的眼光、多样化的视角审视人类生活的生命世界。3.加强作业设计作业是学科教学的重要组成部分，是构建高质量教育体系的重要组成部分