基于批判性思維 談高考考查要求
——以2020 年全國卷生物試題為例

四川

《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確將培養學生科學思維列入課程目標。批判性思維作為科學思維中的高階思維和重要組成，要求學生以批判質疑作為思考的視角，“能夠運用已有的生物學知識、證據和邏輯對生物學議題進行思考或展開論證”。批判性思維培養作為當前基礎教育的重要目標，越發受到教學的關注和重視，并逐步在教學實踐中落實。引導學生在高中階段養成獨立思考的習慣并具有解決問題的能力，是當前新高考改革的方向和目標，其中最明顯的表現就是高考試題對于批判性思維的考查。鑒于此，筆者嘗試從批判性思維考查角度對2020 年高考全國卷生物試題進行分析，從而明晰高考試題考查特點，為培養批判性思維的教學及備考提供參考。

1.批判性思維及其在高考試題中的體現

批判性思維包含批判性思維傾向和批判性思維技能兩個維度，包括相信理性、尊重事實、謹慎判斷、公正評價、敏于探究、追求真理等一系列思維品質和對概念、方法、標準、證據等要素進行闡釋、分析、推理與評價等一系列技能。對于批判性思維概念的內涵，盡管學者們研究的學科不同、立場不同、依據的標準不同以及對其理解不盡相同，但其共同之處是批判性思維具有理性、反思性和論證性。它既是人的一種高層次思維，也是一種綜合性的、個體必不可少的關鍵能力和必備品質，它指導著我們的認識和實踐。對于高中生物學教學而言，批判性思維可理解為在生物學內容學習過程中，學生能在復雜的生物學事實和知識信息中做出合理的反省和審慎的判斷，以合理指導自身生物學科的學習、認知和實踐。批判性思維是學生發展生物學學科核心素養的一種必備品質和關鍵能力，也是科學思維的重要組成之一。

高中生物學作為重要的基礎自然學科，對培養學生發現和提出問題、搜集資料、分析問題、提出假設、論證分析、判斷評價、得出結論和交流結果等批判性思維技能的培養起到獨特的作用。高考生物試題突出批判性思維考查，其目的是要引導考生獨立思考、樹立不盲從的科學精神、清晰而有條理地分析問題，追求思維推導過程的合理性，從而解決生物學實際問題，這在2020 年的生物高考全國卷試題上體現得尤為明顯。

2.2020年高考全國卷生物試題考查特點

2.1 試題保持基礎性，增加思維容量

高考試題要保持基礎性，這需要以生活實踐與學習探索中最基本的問題情境作為任務創設與知識能力運用的載體，考查考生對學科基本概念、基本原理、基本技能、基本方法和思想觀念的掌握和應用程度。從近幾年的遺傳規律考查試題來看，試題明顯減少了復雜的遺傳計算，更加明確地考查考生是否掌握遺傳規律背后的思維推理過程。通過增大試題思維容量的比重為批判性思維的考查提供平臺，鼓勵考生依據已有的信息進行論證推理，靈活運用所學知識分析和解決問題。在2020年高考全國卷遺傳試題中，同樣采取了“增加思維容量”的命題策略，將學生從繁雜的遺傳計算中解放出來，把重心放在遺傳規律的論證推理過程上。同時，在保持考查熟悉的遺傳基本規律基礎上，加大了試題的開放程度，讓學生擺脫標準答案的束縛。如此設計試題，既保證了對基礎知識和基本方法的考查，又增大了試題的思維容量。

【例1】（2020 年，全國卷Ⅰ，第32 題）遺傳學理論可用于指導農業生產實踐。回答下列問題：

（1）生物體進行有性生殖形成配子的過程中，在不發生染色體結構變異的情況下，產生基因重新組合的途徑有兩條，分別是________________________。

（2）在誘變育種過程中，通過誘變獲得的新性狀一般不能穩定遺傳，原因是_________________________，若要使誘變獲得的性狀能夠穩定遺傳，需要采取的措施是__________________________。

【參考答案】（1）在減數分裂過程中，隨著非同源染色體的自由組合，非等位基因自由組合；同源染色體上的等位基因隨著非姐妹染色單體的交換而發生交換，導致染色單體上的基因重組 （2）控制新性狀的基因是雜合的 通過自交篩選性狀能穩定遺傳的子代

例1 的典型之處顯而易見，不要求考生進行遺傳計算求解，而是直接給出了有性生殖形成配子過程和誘變育種情境，要求考生答出減數分裂過程產生基因重組的兩條途徑以及分析誘變育種的基本原理和基本過程，題目沒有限定農業生物具體種類，重點考查了遺傳的細胞學基礎和誘變育種原理及應用。2020 年全國卷Ⅱ第32 題也只需要根據已知實驗結果推導個體基因型和種類，考生做好遺傳推導分析即可得出結論。這些題目減少了復雜的遺傳計算，將考查重點放在遺傳推導分析和設計驗證實驗之上，充分體現了試題所考查知識、方法的基礎性，同時突出了對思維推導過程的考查，有利于學生批判性思維的培養。

2.2 試題提升開放性，倡導科學探究

在科學認知發展進程中，運用批判性思維分析問題總會提出不同的理論或觀點，從而啟發對科學研究的深入思考。對于生物科學研究而言，發現并提出相應的生物學問題，由部分已知信息資料對結論提出假設，通過論證推理驗證假設，該過程也體現了批判性思維的一般過程。《課程標準》將科學探究活動作為重要內容列入新課程之中，突出了對學生科學探究素養的培養。高考生物試題也在適應新課標的變化，通過不斷提升試題的開放性，深入考查學生的批判性思維，引導學生科學探究，培養批判性思維。2020 年高考的多道試題都體現了命題思路的開放性，不在題目中限定結論，留出學生思考、分析、判斷的思維空間，彰顯了探究式學習的基本理念。

【例2】（2020 年，全國卷Ⅰ，第30 題）農業生產中的一些栽培措施可以影響作物的生理活動，促進作物的生長發育，達到增加產量等目的。回答下列問題：

（1）中耕是指作物生長期中，在植株之間去除雜草并進行松土的一項栽培措施，該栽培措施對作物的作用有__________________________（答出2 點即可）。

（2）農田施肥的同時，往往需要適當澆水，此時澆水的原因是__________________________（答出1 點即可）。

（3）農業生產常采用間作（同一生長期內，在同一塊農田上間隔種植兩種作物）的方法提高農田的光能利用率。現有4 種作物，在正常條件下生長能達到的株高和光飽和點（光合速率達到最大時所需的光照強度）如表所示。從提高光能利用率的角度考慮，最適合進行間作的兩種作物是 ，選擇這兩種作物的理由是_________。

【參考答案】（1）減少雜草對水分、礦質元素和光的競爭；增加土壤氧氣含量，促進根系的呼吸作用（2）肥料中的礦質元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 （3）A 和 C 作物A 光飽和點高且長得高，可利用上層光照進行光合作用；作物C 光飽和點低且長得矮，與作物A 間作后，能利用下層的弱光進行光合作用

例2 是全國卷Ⅰ生物非選擇題的第2 題，該題難度適中，將中耕拔草松土、施肥澆水和間作群落結構及光照利用條件作為考查的重點，體現了種間關系、細胞代謝、物質運輸及群落空間結構考點的高考考查要求。試題在實際的農業生產中設置了分析討論的問題，通過三種具體栽培措施考查了思維全過程。第一問分析中耕拔草松土栽培措施對作物的作用，理解作物與雜草種間關系和作物根呼吸的基本條件；第二問通過農田施肥時澆水原因分析，理解作物對礦質離子的吸收形式和水充當溶劑的作用；第三問以選擇間作農作物為情境，不限定具體的農作物類型和具體間作組合，結合群落垂直分層結構和光能利用條件特點，讓學生從整體上分析、判斷、推理和論證，探究最佳間作組合，以實現增產目的。三個小問的設計層層遞進，探究逐層深入，考查了學生科學探究素養，體現了探究式學習基本理念。試題考查了最為熟知的作物增產措施所蘊含的生物學原理和開放情境下的間作作物組合設計，體現了一個簡單探究問題的完整思維過程考查。

2.3 試題注重綜合性，強化科學思維

從思維過程來說，批判性思維強調通過論證推理進行認識和判斷；從思維結果來說，批判性思維要求綜合眾多證據和論證分析得到一個合理的判斷，學生需要經過多角度思考探索，綜合不同事實依據和他人的觀點得到結論，所得的個人觀點結論更加準確合理。高中生物學教學中培養學生的批判性思維，就需要學生尊重事實和依據，保持嚴謹務實的科學態度，培養運用科學的方法認識事物、解決問題的思維習慣與能力。生物學具有嚴謹的理論邏輯體系，是培養科學思維與批判性思維的良好載體。在高考中通過對邏輯推理和科學思維的考查，充分展現學生對于論證推理的認知、分析、評價、交流的全過程，以其評價學生批判性思維的發展水平。綜合性問題可以全面考查學生科學思維能力水平，高考試題可以設計不同復雜程度的問題情境來綜合考查學生是否具有綜合運用已有信息和科學方法，從科學思維和批判性思維的角度思考和分析問題，解決生物學實際問題的能力。

【例3】（2020 年，全國卷Ⅱ，第1 題）新冠病毒（SARS-CoV-2）和肺炎雙球菌均可引發肺炎，但二者的結構不同，新冠病毒是一種含有單鏈RNA 的病毒。下列相關敘述正確的是 （ ）

A.新冠病毒進入宿主細胞的跨膜運輸方式屬于被動運輸

B.新冠病毒與肺炎雙球菌均可利用自身的核糖體進行蛋白質合成

C.新冠病毒與肺炎雙球菌二者遺傳物質所含有的核苷酸是相同的

D.新冠病毒或肺炎雙球菌的某些蛋白質可作為抗原引起機體免疫反應

【參考答案】D

例3 以引發肺炎的新冠病毒和肺炎雙球菌比較為情境，將二者結構組成及其抗原成分作為切入點，綜合運用細胞物質運輸、病毒與原核細胞的物質結構組成和抗原的免疫反應等相關知識，讓學生運用科學思維和批判性思維方法區分病毒與原核生物，從而科學準確判斷二者異同點。試題要求考生靈活運用結構與功能觀念分析研究問題，題設條件可歸為病原體組成結構與功能關系問題的探索，抓住問題的本質，提升思維的有效性。本題可從兩個角度解題，既可運用原核細胞與病毒異同知識點分析，也可運用結構與功能關系的批判性思維分析，解題思路體現了學科知識和思維方法的綜合運用，可以導向學生學科核心素養的培養及發展。

【例4】（2020 年，全國卷Ⅲ，第2 題）取燕麥胚芽鞘切段，隨機分成三組，第1 組置于一定濃度的蔗糖（Suc）溶液中（蔗糖能進入胚芽鞘細胞），第2 組置于適宜濃度的生長素（IAA）溶液中，第3 組置于IAA+Suc 溶液中，一定時間內測定胚芽鞘長度的變化，結果如圖所示。用KCl 代替蔗糖進行上述實驗可以得到相同的結果。下列說法不合理的是 （ ）

A.KCl 可進入胚芽鞘細胞中調節細胞的滲透壓

B.胚芽鞘伸長生長過程中，伴隨細胞對水分的吸收

C.本實驗中Suc 是作為能源物質來提高IAA 作用效果的

D.IAA 促進胚芽鞘伸長的效果可因加入Suc 或KCl 而提高

【參考答案】C

例4 以燕麥胚芽鞘在不同條件下的伸長生長實驗為情境，綜合考查了無機鹽和水在細胞中的作用、植物激素調節、實驗自變量對比分析和對曲線模型的理解等多方面內容。表面上看是考查對胚芽鞘伸長生長曲線模型的理解，而本質在于對比模型曲線的實驗處理條件。不同的處理條件，會得到不同的曲線；比較分析不同曲線，其實驗處理的條件也存在較大差異。但需要注意的是，本題給出一個特定的“用KCl 代替蔗糖進行上述實驗可以得到相同的結果”條件。因此，如何準確判定胚芽鞘伸長生長實驗處理條件（單獨處理還是共同處理），選擇正確的曲線結果分析策略，是本題思維考查的關鍵點。該題設計新穎，突出體現了綜合性、應用性與創新性，考查了模型與建模以及批判性思維等科學思維核心素養，是一道在復雜情境中考查綜合運用能力的典型例題。

有一點需要說明，高考試題綜合性主要強調生物學知識體系的內部聯系，生物學各模塊章節內容的相互交叉與滲透。通過考查各模塊內容之間的聯系，凸顯考試內容的綜合性，從而引導學生注重整體，認識生命本質，理解生命變化發展過程，以恰當的角度剖析具體生物學現象，通過嚴密的論證推理解決生物學實際問題。

2.4 試題力求創新性，突出學以致用

批判性思維能夠幫助師生認識到事物構成的多樣性。就思維過程而言，論證推理本身沒有對錯之分，關鍵在于假設的前提是否合理、論據是否全面和分析論證方法是否得當。在高中階段的課程學習和復習過程中，部分學生常常出現“慣性思維”問題：喜歡用單一方法機械性刷題，憑借刷題獲得的“經驗”來解決問題，“慣性”使用自己熟悉的知識和方法，而忽略了這些知識和方法的適用范圍。對于生物學實際問題，不存在“一勞永逸”的正確方法，即使習得少數共性方法，也要實際問題實際分析，靈活變通。近年來，高考生物試題在命題設計、素材選擇等方面不斷探索創新，創設新的情境，設置新穎的問題，解決生物學實際問題，杜絕“原題”的出現，保證了考試的公平公正。也正因為如此，高考試題導向教學注重培養學生批判性思維，要求合理運用相應的知識和方法來解決實際問題，強調學以致用。

【例5】（2020 年，全國卷Ⅰ，第31 題）某研究人員用藥物W 進行了如下實驗：給甲組大鼠注射藥物W，乙組大鼠注射等量生理鹽水，飼養一段時間后，測定兩組大鼠的相關生理指標。實驗結果表明：乙組大鼠無顯著變化；與乙組大鼠相比，甲組大鼠的血糖濃度升高，尿中葡萄糖含量增加，進食量增加，體重下降。回答下列問題：

（1）由上述實驗結果可推測，藥物W 破壞了胰腺中的__________細胞，使細胞失去功能，從而導致血糖濃度升高。

（2）由上述實驗結果還可推測，甲組大鼠腎小管液中的葡萄糖含量增加，導致腎小管液的滲透壓比正常時的__________，從而使該組大鼠的排尿量__________。

（3）實驗中測量到甲組大鼠體重下降，推測體重下降的原因是_________________________________________。

（4）若上述推測都成立，那么該實驗的研究意義是_____________________________（答出1 點即可）。

【參考答案】（1） 胰島B （2）高 增加（3）甲組大鼠胰島素缺乏，使機體不能充分利用葡萄糖來獲得能量，導致機體脂肪和蛋白質的分解增加（4）獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物，這種動物可以作為實驗材料用于研發治療這類糖尿病的藥物

例5 考查考生對人工制備胰島素缺乏大鼠實驗的理解，將血糖調節、水鹽平衡調節、細胞代謝與實驗分析有機地結合在一起，并且要求說明實驗研究意義，具有一定的難度。考生所熟悉的是正常機體相關穩態調節過程，而試題創設人工制備胰島素缺乏實驗大鼠的新穎情境，這就要求考生在解題過程中，具有穩態調節基礎知識和對照實驗的科學分析方法，還要推測制備實驗大鼠的實際意義。要解答此題，就需要考生具備較強的知識遷移運用能力，能夠熟練掌握并綜合運用穩態調節和實驗分析的基礎知識。該題打破了只關注穩態調節過程的題目設計常規，題目解答避開了解題“慣性”思維方式與現成的套路方法，要求考生采用批判性思維進行推理論證，強調合理運用相應的知識和方法來解決實際問題，同時兼顧了生物科技的前沿性和實用性，達到了學以致用的目的。

3.教學啟示

學生的批判質疑思維及相關的素質能力不是與生俱來的，它需要長期的教學培養。如果要將批判性思維作為學生高階常態思維，需要學生在解決問題的過程中保持審慎態度，不盲從他人觀點，經歷推理分析論證、得出結論、綜合判斷和自我反思過程來使自己認識和解決問題。學生還要學會對不同信息進行選擇、加工、整合，對信息和觀點進行批判性獲取和應用，養成實驗探究與推理分析相結合、科學知識與科學事實相印證的證據意識。

《課程標準》和《中國高考評價體系》發布實施后，生物新高考將更加著眼于考查支撐學生終身發展的關鍵能力和必備品質，更加服務學生學科核心素養發展水平的測評。強調批判性思維考查，培養學生科學思維和科學探究素養，已然成為新高考改革的風向標。要做到科學備考，就需要教師準確理解高考生物試題的基礎性、開放性、綜合性、創新性特征，牢牢把握試題所呈現的學科特點，在教學上注重培養學生科學探究和科學思維素養，讓學生學會靈活地運用所學方法知識解決實際的生物學問題。