基于生物學學科核心素養的初中生學業水平評價研究

■ 武漢市教育科學研究院 楊 威 胡學軍

初中生物學業水平考試以《義務教育生物學課程標準》（2011版）為依據，堅持基礎教育改革的方向，堅持“立德樹人、服務選才、引導教學”的評價理念，充分反映學生在知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等方面所達到的水平，引導師生在教學活動中積極培育“生命觀念、科學思維、科學探究、責任意識”等生物學核心素養。

一、評價原則

（一）基礎性

初中學業水平考試主要衡量學生達到國家規定學習要求的程度，考試成績是初中學生畢業、高中階段學校招生的基本依據。初中生物學業水平考試主要考查學生對學科基礎知識、基本技能的掌握情況。試卷題量與考試時長相適應，難度與人教版生物學教材的課后練習題相當。試題圍繞生物學課程標準中的50個核心概念進行設計，杜絕偏題、怪題。

（二）綜合性

綜合考慮學生發展的需要、社會需求和生物科學發展三個方面，建議將教材內容劃分為以下7個主題：生物體的結構層次，生物多樣性，生物與環境，植物生理，動物生理，遺傳與進化，生物綜合實踐。生物學業水平考試要將本學科相關知識內容進行精煉、整合，打破生物學各個分支學科之間的隱形藩籬，考查學生綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力。

（三）實踐性

知識是在解決實際問題的過程中形成的，學習知識是為了更好地服務社會生活實踐。生物學與其他學科深度融合，在遺傳育種、治療疾病、生態修復等方面的應用，創造出巨大社會效益和經濟利益。因此，生物學業水平考試要重視生物實驗操作和科學實踐能力的考查，要加強科學技術、社會生活之間的聯系，從社會生活和實踐活動中選取素材，積極創設真實情境導入試題。

（四）創新性

科學不僅是眾多事實和理論的匯總，也是一個不斷探究的過程。生物學科學業水平考試要注重考查“觀察、比較、分類、推理、對照、抽樣檢測”等科學思維方法，以及“發現問題、作出解釋、設計方案、表達交流”等科學探究能力。減少單純記憶、機械訓練性質的內容，促進學生養成實事求是、開拓創新的科學精神。

二、評價依據

義務教育生物學新課標在研制中，將在高中生物學核心素養的基礎上繼承和創新。生物學科核心素養是生物學課程育人價值的集中體現，是學生通過本課程學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。生物學核心素養包括生命觀念、科學思維、探究實踐、態度責任。

（一）生命觀念

生物觀念是對生物圈中不同結構層次的生命及其活動規律的總體認識，是解釋生物學現象、分析和解決生物學問題的基本觀點。生命觀念主要包括結構與功能觀、物質與能量觀、穩態與平衡觀、進化觀、系統觀、生態觀等。

（二）科學思維

科學思維是在分析和解決生物學問題時，秉持的一種以客觀事實為依據，講邏輯、講證據的思維習慣，是對已有觀點和不同觀點進行批判性繼承的思維能力。包括歸納與概括、模型與建模、演繹與推理等。

（三）探究實踐

探究實踐是在科學思維的引領下，闡明生物現象的實踐活動。一般過程是：通過觀察發現不同于客觀規律的問題；提出合理的假說來解釋現象；設計實驗進行驗證的實踐活動；對結果進行交流與討論。

（四）態度責任

態度責任是生物學核心素養內化后的態度，包括實事求是，批判性思維的科學精神；養成良好的生活習慣，關注生命安全與健康的意識；主動參與社會事務的討論，作出理性解釋和判斷，辨別迷信與偽科學的責任與擔當。

三、從學科核心素養的角度進行典型試題分析

（一）中華優秀傳統文化

1.“十二生肖”依次是：鼠、牛、虎、兔、龍、蛇、馬、羊、猴、雞、狗、豬。下列關于“十二生肖”的說法正確的是（ ）

A.龍是已滅絕的動物

B.蛇屬于兩棲類動物

C.十二生肖中哺乳類動物數量最多

D.可以根據生肖屬相來推測某人的性格

2.本題命題思路：該試題以學生喜聞樂見的十二生肖作為素材，考查生命觀念中的生物多樣性與統一性、科學思維中的理性推測等。使學生體驗中華民族歷史悠久的民俗文化符號，培養學生的愛國情懷和民族自豪感。

3.考查的核心素養：

A項：十二生肖除了龍之外都是地球上現存的動物，在一定程度上體現了我國動物類群的多樣性。龍是我國傳統文化的重要代表之一，是中國古代勞動人民發揮其豐富的想象力，以蛇、鷹、鹿等九種動物為原型創造出來的神話形象，創造“龍”的過程運用了科學思維活動中的合理假設、靈感或頓悟，人類已經發現的化石證據并不支持地球上曾經存在過“龍”這種生物。

B項、C項：分類一般根據生物的形態結構、生理過程、遺傳物質等特征，分類的基本單位是種，自然狀況下，不同物種之間一般不會產生可育后代。十二生肖所涉及的動物，龍不是分類學上的概念，蛇屬于脊索動物門爬行綱，雞屬于脊索動物門鳥綱，其他屬于脊索動物門哺乳綱。

D項：科學推測要講證據和邏輯，常常是依據已有經驗和科學事實進行合理推測，生肖屬相僅僅取決于出生年份，而人的性格取決于遺傳因素和生活環境，還與社會生活經歷等多種復雜因素有關，因此兩者之間沒有必然的邏輯聯系，通過D選項的證偽，培養學生辨別迷信與偽科學的社會責任意識。

（二）現代生物科技前沿

1.生物3D打印技術是以電子版三維模型為藍圖，定位裝配生物材料或活細胞，制造出組織、器官等生物醫學產品。下列關于生物3D打印技術的說法不正確的是（ ）

A.生物3D打印使用的原材料是各種細胞和生物活性物質

B.生物3D打印制造的組織、器官可以脫離環境獨立存活

C.生物3D打印技術有望解決器官移植中的供體短缺問題

D.為提高產品的存活率，生物3D打印機應置于無菌環境

2.本題命題思路：生物3D打印機是融合科學、工程、技術的新興科技成果，它能根據人類需要設計并規?；a器官、組織等生物產品，在器官移植領域展現出廣闊的應用前景，體現了STEAM理念下不同學科融合創新的趨勢。

3.考查的核心素養：

A項：生物具有一定的結構層次，細胞是生物體結構和功能的基本單位，既然生物3D打印的產品是生物器官或組織，那么它使用的原料必然是活細胞和內環境中的生物活性物質。

B項：細胞、組織、器官需要從環境中源源不斷地獲取物質和能量，生物不能脫離其生活的環境，體現了生物與環境相適應的生命觀念。

C項：器官移植面臨最大的難題是免疫排斥反應和供體短缺，生物3D打印技術有望將受體自身的細胞培養擴增后，誘導分化產出供體器官，從而避免免疫排斥反應，體現了關注生物學熱點議題的社會責任意識。

D項：生物3D打印機制造的組織、器官不能完整行使免疫系統的防衛、監控、清除功能，體現了結構與功能相適應的生命觀念。環境中的微生物會感染并破壞生物產品，所以應置于無菌環境中避免微生物污染，體現了預防疾病、關愛生命的健康意識。

（三）生物科學史綜合題

1.瘧疾患者的典型癥狀是間歇性寒熱發作，其生物學原理是瘧原蟲破壞宿主紅細胞后，釋放出來的化學物質導致體溫平衡調節紊亂。1969年，屠呦呦開始研究治療瘧疾的藥物，從中藥尋求突破是整個工作的主流。她從整理歷代中醫經典書籍著手，發現東晉葛洪的《肘后備急方》記載：“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”可治瘧疾。屠喲喲對此產生了疑問：為什么不是采取傳統的煎煮方法，而是直接絞取青蒿的汁液呢？于是她改用低沸點的溶劑乙醚提取青蒿各種組分，并發現青蒿素具有顯著的抗瘧效果。

（1）瘧疾的防治，一方面用抗瘧藥殺滅人體內發育各階段的瘧原蟲；一方面積極開展防治媒介蚊蟲，從預防傳染病的角度，這兩種方法分別是通過___________和___________來防治瘧疾。

（2）寒冷環境下，健康人的體溫調節過程是，皮膚的冷覺___________興奮，通過傳入神經到下丘腦體溫調節中樞，引起立毛肌收縮，起雞皮疙瘩，這屬于___________調節。還會引起甲狀腺激素分泌增加，進而促進細胞新陳代謝，提高產熱量，這屬于___________調節。

（3）中醫典籍《肘后備急方》記載有“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之，可治久瘧”，這句話對青蒿素發現提供了哪些信息？屠呦呦團隊需要怎樣進一步探究？

（4）通過文章所述的青蒿素發現歷程，你認為屠喲喲取得成功的原因有哪些？

2.本題命題思路：屠喲喲是我國榮獲諾貝爾生理學或醫學獎的第一人，主要貢獻是發現青蒿素具有治療瘧疾的功效，挽救了大量瘧疾患者的生命。以青蒿素的科學史為命題素材，讓學生體驗科學家工作的思路和方法，加深對科學本質的理解。屠喲喲獲得諾貝爾獎的光榮事例，提升學生從事生命科學工作的使命感。引導學生關注疾病和治療方法背后的基本生物學原理，提高生命安全與健康意識，為學生的職業發展規劃提供有益的參考。

3.考查的核心素養：

（1）隨著生活水平和醫療衛生水平的提高，傳染性疾病得到了有效預防和嚴密監控，但由于傳染病極易在社會人群中造成恐慌，影響社會經濟生活的穩定，艾滋病、新冠肺炎等傳染病尚無有效治療手段，因此我們不能放松對傳染病的關注度。抗瘧藥物殺死傳染源體內的瘧原蟲，屬于控制傳染源；蚊蟲是瘧原蟲的中間寄主，殺滅蚊蟲屬于切斷傳播途徑。

（2）神經調節的基本方式是反射，反射活動的結構基礎是反射弧，包括五個基本組成部分“感受器、傳入神經、神經中樞、傳出神經、效應器”。激素通過體液運輸后，與靶細胞受體結合，導致靶細胞的生理狀態變化，從而發揮調節作用。調節是為了維持內環境穩態，體溫平衡調節屬于神經-體液調節，該小題考查了生命觀念中的結構與功能觀、穩態與平衡觀。

（3）在信息大爆炸的時代，收集信息、處理信息的能力尤為重要，從事科研工作的第一步就是查閱文獻，在前人的研究成果基礎上發展創新。屠喲喲在中醫傳統典籍中發現絞取黃花蒿汁液可治療瘧疾的驗方，她從中得到兩個重要信息，一是青蒿汁液中可能含有某種治療瘧疾的有效成分；二是高溫可能會破壞這種有效成分的結構。為了證明自己的猜想，屠喲喲設計實驗驗證方案，她將青蒿提取物分離提純，設置不同濃度的體外、體內抗瘧實驗，符合生物對照實驗中的控制單一變量原則。

（4）青蒿素的發現史值得被深入挖掘，提煉出實事求是、勇于創造的科學精神。屠喲喲創造性地采用低沸點乙醚有機溶劑提取青蒿有效成分，是發現青蒿素的關鍵一步，該項目研究過程也得到了中科院上?；瘜W研究所等許多單位的大力協助，體現了在科學研究過程中，需要與同行積極合作、相互交流、共贏共享。

四、評價學科核心素養發展水平的命題策略

學生能否從真實情景中發現生物學問題，運用所學的生物學知識和科學探究方法分析、解決問題，并積極參與有關生物學的社會事務討論，是評價學生生物學核心素養發展水平的關鍵指標。為了達到評價目的，可以從以下三個方面著手設計評價試題：

（一）通過真實情境導入試題

生物學學科核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的價值觀念、必備品格與關鍵能力，是學生知識、能力、情感態度與價值觀的綜合體現。因此評價試題應圍繞現實問題、熱點問題展開，如歷年諾貝爾生理學或醫學獎成果、新冠肺炎的預防與治療等。情境化試題要簡潔明了，指向性明確，能夠成為學生運用學科知識分析和解決問題的載體。

（二）從生物科學史中提煉試題

學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的思路和方法，學習科學家投身科學的精神?？茖W史試題評價的重點不在于現有的科學結論，而在于讓學生感受科學探索的艱辛，領悟科學研究方法，以及科學家創造結論的偉大智慧?？茖W家是怎樣思考的？是怎樣提出問題的？曾遇到過什么困難和障礙？運用了什么方法來克服這些困難、逾越這些障礙？結論是在什么基礎上形成的？當時及后人對結論提出過什么異議？思考并回答這些問題對發展學生核心素養大有裨益。

（三）評價試題要有一定的開放性

在標準化測試中，我們總希望一個問題只有唯一正確的答案，以確保評價的公平公正，在題目的設置上，我們總是剔除各種干擾因素，使題目變得單純、理想、沒有爭議。但在現實生活中，我們遇到的問題往往并不單純，復雜的、非結構性的問題，其答案通常也是開放的，需要被測者運用各方面的知識和能力進行綜合分析和判斷。開放性的試題更能夠反映被測者的綜合素養，能有效區分學生生物學科核心素養發展水平。