核心素養導向下人教版高中生物教材課后習題的特色
——以“基因和染色體的關系”為例

吉林師范大學生命科學學院 代 琪

生物學教材是落實生物課程目標的基本教學資源之一，它在一定程度上體現了中學生物教學的培養目標和生物學科的教學要求。我國現行的高中生物教材有許多版本，如新人教版、北師大版、蘇教版、濟南版、上海版等，其中新修訂的人教版高中生物教材在全國范圍內使用最為廣泛，它是依據《普通高中生物學課程標準》編寫的優秀教科書。教師合理地利用課后習題進行教學，能夠幫助學生更好地落實生物學科核心素養，達到事半功倍的育人效果。

“以核心素養為宗旨”是生物課程的基本理念之一，詳細分析與研究新教材的課后習題，尤其是研究生物學科核心素養是怎樣滲透在習題當中的具有重要意義。本文以新人教版高中生物教材必修二《遺傳與進化》專題“基因和染色體的關系”的課后習題為案例，分析生物學科核心素養的分布情況，希望能對高中生物教材課后習題的編制提供一定參考。

一、生物學科核心素養要素分析

自2010年起，我國將提高學生的核心素養作為實施立德樹人目標的直接途徑和具體抓手。核心素養是指學生應該具備的能夠適應終身發展和社會發展需要的品格和能力。在新的課程標準中，較為突出的變化是對生物學科核心素養進行了凝練，生物學科核心素養由四個維度組成：生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。為了更加全面精確地理解課后習題中所蘊藏的生物學科核心素養，筆者在總結國內教材課后習題研究經驗的基礎上，結合新課標將生物學科核心素養四個維度中的內容進行細化分析，提取出各個維度中可被考查的素養要素，最后分析各個素養要素在課后習題中的分布情況。

新人教版高中生物教材必修二《遺傳與進化》專題“基因和染色體的關系”的課后習題共計32道，共有選擇題、判斷題、簡答題、填空題、解釋題、分析題、觀點題7種題型，各個題型的數量及占比如表1所示。

（一）生命觀念素養要素及例題分析

從新課標中不難看出，生命觀念不是那些彼此孤立的事實性知識，而是主體在形成概念后留在頭腦中的生物學意識、想法和觀點。新課標列舉了生命觀念中最重要的四個方面：“結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀。”這四種觀念也是本研究所提取的生命觀念要素。四種觀念的定義如下：（1）結構與功能觀是指學生能夠正確把握結構與功能的關系，考查學生通過物質結構推斷功能和依照物質功能理解結構的能力；（2）進化與適應觀是指學生能夠說出自己對進化意義的理解，認識到生物進化有助于其適應能力的提高，同時適應也給了生物繼續進化的機會；（3）穩態與平衡觀強調生態系統是穩態且平衡的系統，學生能認識到平衡是動態的平衡，是通過調節來實現的；（4）物質與能量觀是指學生能夠認識到生物體是由物質組成的，能量通過物質這一媒介在生物體中傳遞，既考查學生對唯物主義世界觀的認識，也考查學生對物質和能量生物學術語的理解程度。

在明確各要素的定義后，針對此核心素養中的要素，筆者在課后習題中選擇一道習題加以分析如下。

例題1：新教材必修二第23頁“拓展與應用”第3題，此題考查受精作用的相關知識。

解析：本題主要是對結構與功能觀的考查，根據題干中的描述，學生需要結合受精作用相關知識來解釋產生此現象的原因。精子的頭部幾乎只保留了細胞核，是因為細胞核的功能之一是遺傳物質儲存和復制的場所。全部線粒體被保留下來，并主要集中在尾的基部是因為精子要靠尾部擺動游到卵細胞所在位置才能與卵細胞結合。這一過程需要大量的能量，而線粒體是有氧呼吸產生能量的主要場所，其功能是供能。對于學生來講，需要了解細胞核和線粒體的功能才能順利解釋題干中精子結構變化現象產生的原因。幫助學生在頭腦中形成結構與功能觀，進而使學生能運用該觀念闡述生物學相關事件和現象。

（二）科學思維素養要素及例題分析

科學思維是一種崇尚真知、重視邏輯和證據的嚴謹務實的思維習慣與能力。學生應在學習過程中發展它，在發展的過程中，學生應利用各種思維方法來探討并闡明與生物學知識有關的現象及規律。科學思維方法有很多，本文將以下五種較為重要的科學思維方法提煉出來作為科學思維素養的要素，對各個要素的可考查可操作定義如下：（1）歸納與概括是指能夠從眾多個別的生物學概念、現象中歸納并概括出一般性概念或結論，主要考查學生對信息進行整合總結的能力；（2）演繹與推理是指從一個共同的、已知的生物學概念出發，運用邏輯的規則，經過嚴謹的推理后得出相關規律和結論；（3）模型與建模是指學生能夠運用模型將一些較為抽象的概念外化，主要考查學生對于模型的建構能力和分析理解能力；（4）批判性思維是指學生能夠批判性地思考題干中所給信息，進而判斷正誤并做出合理的解釋，它是一種理性的、反思性的思維；（5）創造性思維是指從創新性角度來思考生物學問題，此要素主要考查學生是否具備創新意識和能力，是否能夠大膽思考，對問題提出自創的、不同于原有答案的解題方案。

在確定以上思維方式的定義后，針對此核心素養中的要素，筆者在課后習題中選擇了一道具有代表性的習題加以分析如下。

例題2：新教材必修二第38頁“拓展應用”第1題，此題考查伴性遺傳的相關知識。

解析：本題主要考查學生的演繹與推理能力，在答題前學生已經學習了伴性遺傳相關的知識點，在掌握白化病是常染色體隱性遺傳病、色盲是伴X隱性遺傳病的大前提下，學生可結合白化病和紅綠色盲病的遺傳特點，根據親代、子代的表現型推理出可能的基因型，進而填寫正確的答案。在答題過程中學生會用到演繹與推理的思維方式，所以本題屬于考查學生對演繹與推理思維方式的應用能力。

（三）科學探究素養要素及例題分析

科學探究是指能夠基于特定的生物學現象產生強烈的好奇和求知欲望，積極探索并提出問題、設計實施方案、對得到的結果進行討論與交流的能力，科學探究的過程是探索物質和生命世界、發現新知識的過程。趙占良從核心素養的層面進一步闡明了自己對科學探究的理解，提出科學探究素養應該包含認知、能力和情感意識三方面要素。本研究給出這三要素的可考查可操作定義如下：（1）科學探究認知主要考查學生在面對探究活動時是否有求知欲望，考查學生對科學探究過程、途徑及目的的認知程度；（2）科學探究能力是指在面對生物學事實時，能夠提出自己的問題和猜想，設計探究過程并與小組成員進行交流討論；（3）科學探究情感意識是指學生在學習科學家實驗探究案例后，是否能對科學探究產生興趣和情感共鳴，主要考查學生是否具有探究意識。

針對此核心素養中的要素，筆者在課后習題中選擇了一道習題加以分析如下。

例題3：新教材必修二第38頁“拓展應用”第2題，此題考查等位基因的相關知識。

解析：本題在考查學生科學探究能力的同時滲透了對認知和情感意識的考查，讓學生根據實驗數據談談自己的想法激發了學生的求知和探究欲望。題干中的研究案例培養了學生的團隊合作意識，學生能夠從案例中受到啟迪并組織語言將自己的想法表達出來。從本題可以看出對學生科學探究的培養是需要逐步構建的，要在培養學生探究能力的同時提高探究認知、增強探究意識。

（四）社會責任素養要素及例題分析

社會責任是指運用所學知識解決生產生活中與生物學有關的問題的擔當。依據新課標，將社會責任素養細化，歸納出四個要素，對其可考查可操作定義如下：（1）關注社會議題，做出合理解釋，是指學生能夠以發展的眼光關注當下的社會熱點問題，并做到不跟風、不盲從，而是要依據科學知識對熱點議題做出合理的解釋；（2）開展實踐活動，解決生活問題，是指不能只動腦不動手，要積極參加與生物學有關的實踐活動，并利用所學知識來解決生活中的有關問題；（3）形成生態意識，積極保護環境，是指用自己的行為踐行保護環境理念，關注身邊待解決的環境問題，為環境保護貢獻自己的一分力量；（4）宣傳珍愛生命觀念，實踐健康中國，是指能夠珍愛生命，拒絕熬夜、抽煙、飲酒等不良的生活習慣，大力宣傳與實踐珍惜生命的理念。

在該部分課后習題中，筆者選擇了一道有關滲透社會責任素養要素的習題加以分析如下。

例題4：新教材必修二第40頁非選擇題第1題，此題考查人類遺傳病的相關知識。

解析：本題屬于對學生科學思維和社會責任兩方面能力的綜合考查，前兩小問主要是考查學生的演繹與推理能力，第三問是對學生社會責任素養中第一個要素的考查。生育問題是一個復雜的社會議題，本題通過讓學生思考要想避免后代中出現患者，可以采取哪種優生措施，達到讓學生關注社會熱門議題、運用生物學知識做出理性解釋的目的，幫助學生形成貢獻自己的力量造福人類的價值觀。

二、新教材課后習題生物學科核心素養分布情況

先對每個素養要素在習題中的分布進行數據分析，再對其進行歸納總結，上升到生物學科核心素養四個維度的數據分析。由于會出現一道題考查兩個或兩個以上核心素養的情況，所以筆者采用比較頻率的方法來了解該部分課后習題生物學科核心素養的分布情況。

依據題目所考查的核心素養要素，將課后習題所考查的生物學科核心素養四個維度的數量進行統計，如表2所示。

生命觀念：新教材必修二“基因和染色體的關系”課后習題中考查生命觀念的頻率為19.67%，體現生命觀念的題目在課后習題中所占頻率是第二位，其中對進化與適應觀的考查最多，從中可以看出這部分習題較為重視對生命觀念的考查，對此素養要素的培養多集中在選擇題中，要求學生能夠將概念內化為頭腦中的觀念、意識。

科學思維：該部分課后習題中考查科學思維的頻率為60.66%，相比于其他三個素養維度來講，“基因和染色體的關系”課后習題更注重對科學思維素養的考查，在科學思維的五個要素中，考查歸納與概括、演繹與推理的習題頻數最多，體現出習題對培養學生科學思維素養的高度重視。

科學探究：該部分課后習題中考查科學探究的頻率為8.20%，其考查頻率最低，教師在教學過程中容易忽視對學生此方面素養的培養。

社會責任：該部分課后習題中考查社會責任的頻率為11.48%，主要是要求學生關愛生命、健康生活、關注社會熱點議題并參與社會實踐。

三、結論與建議

新教材必修二“基因和染色體的關系”課后習題對于核心素養四個維度的考查頻率由高到低依次為：科學思維、生命觀念、社會責任、科學探究。課后習題對科學思維的考查頻率排在第一位，可見對其高度重視，除了選擇題外，也應適當在其他題型中強調對科學思維的培養。在重視培養學生科學思維的同時，不能忽視對學生社會責任與科學探究能力、意識的培養。本章課后習題中考查學生科學探究的習題數量極少，因此在本章課后習題的編寫方面，希望能適當提高對學生科學探究和社會責任的考查頻率，達到對四個素養維度考查的動態平衡。這有利于一線教師在檢驗學生學習成果的同時，培養學生的生物學科核心素養，從而實現學生自身更好發展。