例析素養(yǎng)導向的2020年北京市高考生物學試題

黃靜瑜 俞如旺

（福建師范大學生命科學學院 福建福州 350117）

2020年北京市首次進行“新高考”，將生物試題從理科綜合卷中分出，獨立成卷。試題立足于基礎知識，突出能力考查，以核心素養(yǎng)為評價導向，通過設置真實情境與實際任務，考查學生分析、解決問題等適應未來發(fā)展所需的關鍵能力和必備品格，引導學生培養(yǎng)生命觀念，發(fā)展科學思維，訓練探究能力，提升社會責任。下面以2020年北京市高考生物學第18題（以下簡稱“例題”）為例，從情境設置、必備知識、關鍵能力、學科素養(yǎng)及設問方式等方面進行分析，并對素養(yǎng)導向下的生物學考試命題提出啟示及建議。

1 例題分析

原題：細菌侵入宿主體內生長繁殖引起感染。銅綠假單胞菌（Pa）導致的感染多見于燒傷、創(chuàng)傷等受損部位。在Pa感染部位?？蓹z出大量絲狀噬菌體（f）。

（1）在感染部位，吞噬細胞會發(fā)揮非特異性_______________________功能。

（2）f侵染Pa并隨Pa的分裂傳遞給子細菌，但f的增殖和釋放不引起Pa的裂解。為探討f與細菌感染的關系，研究者將等量的無f侵染的Pa菌株（P）和被f侵染的Pa菌株（Pf）分別接種于小鼠傷口，結果見表1。

表1 實驗結果記錄

由此可知，f能夠促進Pa引起的傷口感染。

（3）在上述研究的基礎上，研究者利用f的表面蛋白S進一步展開實驗，主要流程及結果見圖1、圖2。

圖1 實驗的主要流程示意圖

圖2 實驗結果示意圖

①Ⅰ-Ⅲ處理所需的實驗材料應分別選用_____。（填選項前字母）

A.PfB.P C.滅活的fD.S E.生理鹽水

②另有研究發(fā)現(xiàn)，f能抑制吞噬細胞的功能。試從分子與細胞水平解釋實驗組的感染率低于對照組的原因_______________。

參考答案：

（1）免疫

（2）促進

（3）①E、A、A ②對照組：由于f能抑制吞噬細胞的功能，所以感染率較高；實驗組：在給小鼠注射Pf菌株前兩次注射了S，小鼠體內產(chǎn)生了相應的記憶細胞和S抗體，S抗體與f的表面蛋白S特異性結合，使f對吞噬細胞的抑制作用減弱，故小鼠的感染率降低

1.1 情境設置

例題以“細菌感染和免疫反應”為考查主題，使用銅綠假單胞菌（Pa）導致的傷口感染及噬菌體（f）與細菌感染之間關系的實驗探究作為試題情境。燙傷是日常生產(chǎn)及生活中最常見的意外損傷之一，而創(chuàng)傷感染是燙傷后最易出現(xiàn)也最嚴重的并發(fā)癥，引起感染的細菌主要是革蘭氏陰性桿菌，銅綠假單胞菌是最常見的致病菌之一。如果燙傷后的創(chuàng)面感染得不到及時救治，會給患者帶來沉重的精神和經(jīng)濟負擔，患者的病死率也隨之攀升。但由于抗生素的大量使用，銅綠假單胞菌的多重耐藥現(xiàn)象越發(fā)普遍。2017年，世界衛(wèi)生組織將銅綠假單胞菌列為高危致病菌，是目前在臨床治療中危害嚴重的超級細菌之一。隨著研究深入，噬菌體被發(fā)現(xiàn)能夠促進銅綠假單胞菌引起的傷口感染。降低“超級細菌”的感染率是目前生物醫(yī)學界亟待攻克的難關，例題要求考生從科研人員的視角探討絲狀噬菌體（f）與銅綠假單胞菌（Pa）感染的關系，鼓勵學生參與實驗設計，分析實驗數(shù)據(jù)結果得出結論，在真實情境中展示真實素養(yǎng)。

1.2 必備知識

必備知識是指學習者在面對與學科相關的問題情境時，高質量地認識、分析、解決問題所必備的知識。它具有基礎性、實用性，是學科素養(yǎng)的基礎支撐。

生命個體的結構與功能相適應，各結構協(xié)調統(tǒng)一共同完成復雜的生命活動，并通過一定的調節(jié)機制保持穩(wěn)態(tài)。其中，由免疫器官、免疫細胞、免疫活性物質組成的免疫系統(tǒng)能夠抵御病原體的侵襲。皮膚、黏膜是人體抵御病原體攻擊的第一道防線；體液中的殺菌物質和吞噬細胞是第二道防線；這兩道防線與生俱來，稱作非特異性免疫。第三道防線是機體在個體發(fā)育過程中與病原體接觸后獲得的針對特定抗原起作用的特異性免疫，可分為體液免疫和細胞免疫。例題中所考查的必備知識（表2）與健康生活息息相關，試題創(chuàng)設情境，要求學生利用所學免疫反應相關知識，分析降低細菌感染率的可行性方案。

表2 例題所考查的必備知識

1.3 關鍵能力及考查要求

2019年正式頒布的《中國高考評價體系》將關鍵能力分為知識獲取能力群、實踐操作能力群、思維認知能力群。結合現(xiàn)行高考生物學科關鍵能力，研究人員對應提出理解能力、實驗探究能力、解決問題能力、創(chuàng)新能力4個生物學科新高考所應考查的關鍵能力。其中，理解能力包括整合、獲取、解釋、表達等多個環(huán)節(jié)；實驗探究能力包括分析問題、設計實驗、預測結果、得出結論、作出解釋等。4個關鍵能力之間不是獨立存在，而是相互依存、互相發(fā)展。除了關鍵能力外，根據(jù)國家需要的人才特征和素質教育的培養(yǎng)目標，生物學科新高考還明確了應從基礎性、綜合性、應用性和創(chuàng)新性4個維度對考生進行考查。

例題所考查的關鍵能力及考查要求見表3。第（1）題結合人體免疫三道防線的生物學概念，簡單設問吞噬細胞的功能，考查學生對于生物學概念的理解，體現(xiàn)基礎性；第（2）題給出實驗數(shù)據(jù)，要求學生獲取有關信息，并從中推測噬菌體與細菌感染的關系，得出“f能夠促進Pa引起的傷口感染”的結論，體現(xiàn)綜合性；第（3）題設計了一個實驗流程，要求學生合理選擇實驗材料，并根據(jù)提示“f能抑制吞噬細胞的功能”，解釋實驗組感染率較低的原因，考查了學生理解能力、實驗探究能力和解決問題能力，體現(xiàn)應用性。

表3 例題所考查的關鍵能力及考查要求

1.4 學科素養(yǎng)

生物學學科素養(yǎng)是生物學科育人價值的集中體現(xiàn)，是生物學核心素養(yǎng)內容與目標的有機融合，是學習者在面對生物學相關的新情境時能夠高質量認識、分析、解決問題的綜合品質，包括生命觀念、科學探究、科學思維、社會責任四個維度。

例題以細菌感染這一生活實踐問題為切入點，滲透責任與擔當，引導學生關注社會議題，參與討論并作出理性解釋。具體到每個設問又融入了其他學科素養(yǎng)考查（表4）：第（1）題主要考查學生生命觀念素養(yǎng)，要求明確免疫調節(jié)的概念及相關內容，具備穩(wěn)態(tài)與平衡觀；第（2）題考查科學思維素養(yǎng)，學生應能夠基于數(shù)據(jù)，采用歸納概括、演繹推理等思維方法，總結得出觀點；第（3）題給出一個待補充完整的探究實驗，充分考查科學探究素養(yǎng)，學生應基于給定的條件，選擇合適的實驗材料，設計實驗方案，根據(jù)實驗結果和已知條件，追溯產(chǎn)生該結果的原因，使用恰當?shù)恼Z言進行表達，進一步考查學生的生命觀念、科學思維素養(yǎng)。

表4 例題所考查的生物學學科核心素養(yǎng)及具體描述

1.5 設問方式

1.5.1 結構多樣，實現(xiàn)多個維度考查

例題打破了非選擇題單純的填空模式，增加了選擇題以及解釋說明類的論述題，加大試題結構的不良性，豐富試題結構，給予學生一定的答題空間。結構多樣的命題設計為實現(xiàn)多維度考查提供載體，結構越不良，越有利于實現(xiàn)更高層次的考查要求（應用性、創(chuàng)新性）。

1.5.2 難度遞進，符合學生認知水平

例題從熟悉的教材情境到陌生的實驗情境，從簡單到復雜，設問層層遞進，結構逐漸開放，難度遞增。學生如果脫離情境，僅依靠所學免疫相關知識便能作答第（1）題，難度較??；第（2）題要求學生提取題目信息，分析數(shù)據(jù)，得出結論，難度有所提高；第（3）題給出一個全新的實驗探究情境，難度再次增加。遞進式的設問符合學生認知水平的特點，從易到難，由淺入深，從基本問題入手，逐步過渡到高層次的思維培養(yǎng)，符合新課程理念要求。

2 啟示

2.1 注重“溯因”，考查科學思維素養(yǎng)

“溯因”是根據(jù)已知的事實結果，結合學生已有的知識經(jīng)驗，借助一定的推理模式，獲得事件解釋的過程。例如，試題中已知“f能抑制吞噬細胞的功能”這一生物學現(xiàn)象，且實驗結果表明實驗組的感染率低于對照組，要求學生結合所學知識，解釋產(chǎn)生結果的可能原因。命制“溯因”類型試題，有助于考查科學思維素養(yǎng)，并判斷學生是否具有系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡用于解決陌生的問題。

2.2 增設圖表，考查信息獲取與整合能力

閱讀素養(yǎng)是學生未來參與社會活動應具備的理解、運用和反思書面材料的能力。通過增設直觀的書面材料如表格、圖片等，要求學生閱讀、思考、整合信息，并從中提煉出觀點和結論，能夠有效考查學生理解能力、信息獲取與整合能力等。例如，試題中為探討f與細菌感染的關系，列表格提供感染率數(shù)據(jù)，供學生分析并獲得“f能促進Pa引起的傷口感染”這一觀點。又如，研究者利用f的表面蛋白S展開實驗，使用繪圖展示實驗流程，并繪制柱形圖描述實驗結果，要求學生補充實驗，并分析實驗結果產(chǎn)生原因。

2.3 優(yōu)化設問，豐富試題結構

核心素養(yǎng)導向的高中生物學學業(yè)水平考試應豐富試題結構，囊括選擇題、填空題、論述題等。利用結構相對完整的簡單填空題考查生物學概念辨析，體現(xiàn)考查基礎性；利用結構不良的論述題考查學生的科學思維，要求學生應能夠調動建構的知識網(wǎng)絡，系統(tǒng)且全面地分析、解釋生命現(xiàn)象或實驗結果。除豐富試題結構外，層層遞進的設問方式能夠充分激發(fā)學生的作答興趣，從熟悉的教材表述入手，由淺入深，符合學生的認知水平。