基于“高考評價體系之關鍵能力”的試題分析

甘肅

“一核四層四翼”的《中國高考評價體系》明確了高考的核心功能、考查內容和考查要求，是取代《考試大綱》用于新時代指導高考命題與評價的理論基礎和實踐指南。“一核”是指高考“立德樹人、服務選才、引導教學”的核心功能，“四層”包括“核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識”的考查內容，“四翼”即“基礎性、綜合性、應用性、創新性”的考查要求。基于教育測量的客觀實際和銜接“能力立意”命題理念的長期實踐，高考評價體系將關鍵能力確立為整個“四層”考查內容的重心，確立了知識獲取、實踐操作和思維認知等三個方面的關鍵能力群。2019 年高考生物全國卷I 第32 題（以下簡稱“第32 題”或“該題”）設計了果蠅雜交實驗的真實復雜情境，要求學生有效整合遺傳知識，高質量地認識問題、分析問題和解決問題，集中體現并區分學生的關鍵能力水平，全面綜合展現學生的學科核心素養水平。

原題與參考答案：略。

一、細化問題認識，考查知識獲取能力

知識獲取能力群以認識世界為核心，要求學生面對問題情境時能夠基于對概念內涵的深入理解和知識網絡的活化聯結，全面獲取并準確提煉信息，以精準把握問題關鍵、有效認識問題實質。主要包括理解能力、信息整合能力等。

1.基于理解完善信息，活化知識網絡

第32 題通過直觀圖像呈現了果蠅的部分隱性突變基因與染色體的復雜位置關系。題中圖像看似明了實則隱晦，需要學生結合遺傳知識和題目表述對圖像進行“解鎖”，將其補充為完整清晰又可“信手拈來”的信息圖像（如圖1 所示）。

圖1 題中圖像的信息補充

此外，該題涉及遺傳知識的諸多內容，既有野生型又有突變型（即遺傳與變異），既有常染色體又有性染色體，既有自由組合定律、伴性遺傳又涉及分離定律、連鎖遺傳，既有基因確定、性狀判斷又有計算概率、實驗驗證。正確解答相關問題，需要準確理解遺傳基本概念的內涵與外延，科學掌握遺傳基本規律的實質與適用范圍，構建合理優化的知識結構（如圖2 所示），方能在解決問題時進行知識的快速提取、高效整合和廣泛遷移。例如，該題第（1）小題第2 問要求學生據圖判斷出不能與翅外展基因進行自由組合的基因，實為考查學生對自由組合定律的實質與適用范圍的掌握水平。由圖1、2 即可準確快速解答：自由組合定律適用于非同源染色體上的非等位基因，同一染色體不同位置的非等位基因（如紫眼基因和翅外展基因）則不符合。

圖2 高中生物學遺傳基本規律

2.針對要求提煉信息，簡化問題解答

第32 題首問由常規的兩對相對性狀雜交實驗入手，要求計算F2中翅外展正常眼（dpdpRu_，單顯性）個體出現的概率。按照常規思路，學生需要寫出遺傳圖譜去推演F2個體的基因型并確定表現型，進而統計F2中翅外展正常眼個體所占的比例，即為其出現的概率。但如能熟練掌握教材內容，就會發現該實驗與孟德爾兩對相對性狀的豌豆雜交實驗思路完全相同。該問便簡化為對兩對相對性狀雜交實驗9 ∶3 ∶3 ∶1（雙顯性∶其一單顯性∶另一單顯性∶隱性純合子）性狀分離比的辨識再認與靈活運用，無需遺傳圖譜與演繹推理即可類比推知F2單顯性的翅外展正常眼個體概率為3/（9+3+3+1）=3/16。

由圖1可知，第32題第（2）小題中控制焦剛毛/直剛毛、白眼/紅眼的基因均位于X 染色體上，題設焦剛毛白眼雄蠅與直剛毛紅眼純合子雌蠅進行雜交實驗，涉及高中生物學教材并未提及的兩對相對性狀的連鎖遺傳。如果按照常規思路運用遺傳圖解解題，連鎖遺傳的基因型書寫會令許多學生望而生畏、無從下手。但如果認真閱讀完整設問、精準把握問題要求，就會發現雖然題設了連鎖遺傳的復雜情境，設問卻僅針對其中一對相對性狀的遺傳。學生只需根據設問摒除干擾性狀，第（2）小題的解答便簡化為常見的涉及一對相對性狀的伴性遺傳問題了。這種對問題切入角度和解答方式的較大差異，明確體現了學生對教材主干內容理解程度的區別和信息獲取能力的差異，有利于知識儲備靈活、信息提煉迅捷的學生正確快速解答，也有利于引導師生加強對基礎性主干內容的學習。

二、強化問題解決，考查實踐操作能力

實踐操作能力群以解決實際問題為核心，強調學以致用，針對于問題解決，注重知識的融會貫通和能力的綜合運用；要求學生面對實際問題時能夠設計或選擇合理方案，能評價和修正已有方案，并能進行正確實驗操作且科學處理實驗數據；主要包括實驗設計能力、數據處理與轉化能力、寫作與表達能力等。

1.聚焦真實問題情境，引導學以致用

果蠅是遺傳學實驗的重要模式生物。該題以果蠅為素材，使用真實科學的果蠅染色體連鎖群為背景并進行適當取舍，情境的創設緊密聯系學生的學習實踐，重現遺傳知識的應用和遺傳規律產生的實驗場景，凸顯了應用性與創新性的考查要求。第（3）小題中“為了驗證遺傳規律，同學丙讓……果蠅進行雜交……”的表述具有較強的代入感，還原了學生實際的實驗過程，引導學生對實驗情境中可能出現的關鍵問題尋找解決方法，培植學生從解題到解決問題的素養導向；“能夠驗證……遺傳（規律）的……表現型及其分離比（證據）是……”的設問方式，滲透生物學知識與生活實踐的密切關系，引導學生從生物學視角審視問題，在實際問題的分析與解決過程中體會生物學知識的價值，提供解決現實問題的生物學路徑，在整體結構和文字表述中滲透高考試題的育人價值。

2.強調復雜問題解決，考量綜合素質

第32 題第（3）小題的問題設置梯次遞進，引導學生深入思考，注重對學生綜合能力和思維品質的考查。如果按部就班地寫出該小題的遺傳圖解，F2個體將出現諸多種組合的基因型與表現型，會使學生深陷大量演繹推理的泥淖，既耗費時間又無益解答；如果不寫遺傳圖解，雜交實驗涉及眼色、體色和性別等多對相對性狀，信息錯亂無序，與題目所問并非簡單的一一對應關系，學生又感覺無從下手。面對如此紛繁復雜的遺傳過程，需要仔細搜尋和深入理解題目創設的信息情境（如控制眼色、體色和性別的基因與染色體的位置關系及其遵循的遺傳規律），準確把握問題的關鍵（設問自由組合就僅分析遵循其規律的對應性狀，摒除無關性狀的干擾；伴性遺傳亦然），活化遺傳規律的認知結構（自由組合的基因位于非同源染色體上，其遺傳互不干擾；伴性遺傳的性狀與性染色體控制的性別既關聯又獨立），重組問題的知識邏輯（將相互獨立的多對相對性狀的遺傳分解為多個一對相對性狀的遺傳過程），于是便可將實際的遺傳過程與抽象的思維過程有效結合，顯化為清晰明了反應遺傳實質、切合題意易于問題分析的遺傳圖解（如圖3 所示），從而將復雜問題化整為零，搭建問題解決的明晰路徑。第（3）小題第1 問涉及自由組合定律，需要選擇符合自由組合定律的眼色性狀和體色性狀進行分析：F1個體均為紅眼灰體，F2個體體色性狀與眼色性狀均表現為顯性∶隱性=3 ∶1，則其性狀可組合為紅眼灰體∶紅眼黑檀體∶白眼灰體∶白眼黑檀體=9 ∶3 ∶3 ∶1 的常見類型。第2 問涉及伴性遺傳，需要選擇由位于性染色體W/w 基因所控制的紅眼/白眼性狀進行分析，F2個體性狀重組即為紅眼雌蠅∶紅眼雄蠅∶白眼雄蠅=2 ∶1 ∶1。這一問題的高效解答需要學生具有較高的數據轉化能力和較強的科學實踐意識，因此該問題能讓真正能力突出的學生脫穎而出，實現高考服務選才的基本功能。

圖3 第（3）小題“變式”遺傳圖解

此外，該題問題設置角度新穎，第（3）小題驗證性的設問方向與學生歸納式的學習過程相逆，要求學生在復雜情境中、在有限時間內，利用其對遺傳基本規律本質的理解和掌握，選擇恰當的性狀組合進行準確精細的演繹推理，以得出合理科學的支持性證據，對學生各項基本能力和高階思維水平以及遇難不慌、細心大膽的心理品質都有一個比較深入的考查，凸顯學生在高中學習所得甚至長期教育積淀和浸潤的綜合品質。

三、顯化問題分析，考查思維認知能力

思維認知能力群涵蓋各種關鍵思維能力。作為相對內隱卻至關重要的能力，思維方法的合理運用貫穿于問題認識、分析和解決的全過程。高中生物學強調科學思維能力，要求學生尊重事實和證據、注重嚴謹的邏輯推理、具有質疑精神和發散思維，能夠運用比較與分類、分析與綜合、歸納與演繹、抽象與概括、建立模型等科學方法。

1.培植質疑精神，滲透科學理性

作為重點與難點內容，“自由組合定律”往往被過度強化而在學生心中“根深蒂固”，甚至會演變出“兩對相對性狀的遺傳都遵循自由組合定律”的錯誤思維定式。第32 題第（1）小題第2 問直抵遺傳知識內容核心和學生思維定式結點發問，引導學生對權威定律的適用范圍進行質疑，啟發學生去發現問題、提出問題，培養學生的批判性思維和創新意識。第（3）小題要求學生利用已給實驗情境驗證自由組合定律及伴性遺傳，引導學生既不盲目接受也不盲目懷疑，滲透科學理性精神，在設問角度和考查方式上彰顯高考育人的潛在價值。

2.注重思維邏輯，重視科學方法

遺傳題是最能反映學生邏輯思維的生物學試題。第32 題第（3）小題滲透著聯想、類比、模型、歸納、演繹、分析和綜合等多種科學方法，集中考查學生思維水平，凸顯對科學本質的理解。題設實驗情境及其蘊含的遺傳規律引導學生聯想孟德爾豌豆雜交實驗和摩爾根果蠅雜交實驗，并與題設實驗類比以歸納遺傳規律在不同情境適用的實質；顯化遺傳過程需要建立遺傳系譜圖模型，并進行子代基因型與表現型的演繹推理、分析與綜合；此外，通過“驗證……時應分析的相對性狀是……，能夠驗證……的表現型及分離比是……”進階式設問引導，考查學生的思維過程。這種將遺傳題的考查重點放在遺傳規律的形成過程、科學思維方法的理解運用上的科學探究能力考查方式，有助于教學更加重視科學本質的理解而非解題套路的練習，以推動科學探究、科學思維等學科核心素養在課堂教學的落地生根。

3.強調證據支持，凸顯科學論證

第32 題第（3）小題要求學生在通過演繹推理得出實驗結果的基礎上進行分析綜合，以獲得有效證據去驗證自由組合定律和伴性遺傳，同時為學生對科學知識的辯護進行理性引導。試題設問指向對證據的收集與提煉整合，問題設計由淺入深、層層遞進，在詢問支持自由組合定律和伴性遺傳的證據（F2個體相應表現型及分離比）之前，先行設問應關注的問題焦點（即應分析的相對性狀），為學生的論證鋪設可行路徑，凸顯科學論證關鍵節點，在考查學生論證能力的同時引導學生掌握科學論證的方法。

總之，2019 年全國卷Ⅰ第32 題以果蠅雜交實驗的復雜情境活動為載體，集中考查了學生在認識問題、分析問題和解決實際問題過程中所展現的知識獲取、思維認知、實踐操作等關鍵能力。同時，試題在情境設計和設問方式上培養學生從解題到解決實際問題的學科素養，在問題角度和文字表述中滲透學生從做題到做人做事的育人價值，是高考評價體系“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”的評價理念在高考命題中的創新實踐。