新高考背景下生物學試題分析與改編

摘 要：本文嘗試基于《中國高考評價體系》分析2023年高考廣東卷生物學第17題，并對高考原題進行合理改編。從高考評價體系的四翼考查要求分析，該題目體現了新高考核心價值引領、素養導向、能力為重、知識為基的特點，但考查科學探究和社會責任相關部分的質量水平較低，具有較大的改編空間及改編價值。本文旨在通過對質量較好的高考試題進行改編，提高命題效率，以期豐富選擇性學業水平考試的測試題庫，為科學實驗和探究情境命題提供新路徑。

關鍵詞：新高考生物學；科學實驗情境；試題分析；試題改編；命題實踐

文章編號：1003-7586（2024）07-0089-04 中圖分類號：G63391 文獻標識碼：B

教育評價環節事關教育工作的發展方向，高考試題的命制則是評價教育工作的關鍵內容，命制試題的過程需要消耗大量的時間與精力，而將目前質量較高的試題進行改編，既可以提高命題效率，又能夠確保試題質量。本文基于特定理論對高考真題進行分析及改編，以丹參酮ⅡA磺酸鈉治療放射性心肌損傷為情境命制新題，以期為參加學業水平選擇性考試的考生提供高質量試題。

1 理論引領，析真題

對生物學試題的分析通常需要借助權威理論的視角，從設計者的角度進行研究。《中國高考評價體系》為試題設計者明確了高考試題的命制方向，其中的“四翼”考查要求回答了高考題目“怎么考”的問題。［1］接下來，筆者將從“四翼”考查要求中的核心價值、學科核心素養、關鍵能力、必備知識四個方面解構2023年高考廣東卷生物學第17題。

放射性心臟損傷是由電離輻射誘導的大量心肌細胞商戶產生的心臟疾病。一項新的研究表明，circRNA可以通過miRNA調控P基因表達進而影響細胞凋亡，調控機制見圖。miRNA是細胞內一種單鏈小分子RNA，可與mRNA靶向結構并使其降解。circRNA是細胞內一種閉合環狀RNA，可靶向結合miRNA使其不能與mRNA結合，從而提高mRNA的翻譯水平。

回答下列問題：

（1）放射刺激心肌細胞產生的________會攻擊生物膜的磷脂分子，導致放射性心肌損傷。

（2）前體mRNA是通過________酶以DNA的一條鏈為模板合成的，可被剪切成circRNA等多種RNA。circRNA和mRNA在細胞質中通過對________的競爭性結合，調節基因表達。

（3）據圖分析，miRNA表達量升高可影響細胞凋亡，其可能的原因是________。

（4）根據以上信息，除了減少miRNA的表達之外，試提出一個治療放射性心臟損傷的新思路________。

1.1 落實立德樹人的核心價值

該試題的情境來源于生物學期刊Science的科研論文，旨在引導學生關注生物學研究進展。中國高考評價體系將教學情境分為三大類，分別為生活學習和實踐情境、科學實驗和探究情境、生命科學史情境。［2］該試題以circRNA可以通過miRNA調控P基因的表達，進而影響細胞的凋亡為情境，屬于科學實驗和探究情境。在第（4）問中要求學生提出治療放射性心臟損傷的可能方案，引導學生運用所學知識解決生物學研究進展中的實際問題，落實立德樹人的價值導向。

1.2 體現生物學學科核心素養

學科核心素養是高考題的命題導向，其對高考評價體系具有重要意義。該試題體現了《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》）中的生物學學科核心素養要求。《課程標準》將生物學學科核心素養劃分為學業質量標準四級水平。《中學生物學考試與命題》提出可根據行為動詞、問題情境、任務要求三個維度對學業質量標準進行區分。［3］因此本文對2023廣東卷生物學第17題按照三個維度對素養表現及水平進行劃分（見表1）。

1.3 注重生物學關鍵能力的考查

該試題充分考查了學生的信息獲取與識別、模型認知與構建等關鍵能力。高考評價體系面向九大學科，將關鍵能力劃分為三個維度，但部分能力與生物學學科的關聯度較低。因此筆者結合《生物學高考試題分析》提出的六種能力［4］，從信息獲取與識別、模型認知與構建、邏輯推理、批判性思維與論證、實驗探究、語言表達能力方面對試題中的問題進行分析（見表2）。

1.4 深入考查基本知識與概念

該題以細胞凋亡以及基因表達作為核心內容，考查學生在長期學習過程中的知識儲備。《課程標準》對應的概念為“3.1.4 概述DNA分子上的遺傳信息通過RNA指導蛋白質的合成，生物的性狀主要通過蛋白質表現。”學生需要理解和掌握細胞凋亡及基因表達的基本概念，并運用這些概念在P基因表達調控細胞凋亡的真實科研情境中解決問題。

2 溯源情境，悟模型

試題的背景素材來自平時的積累，命制試題的難點在于科學素養的獲取與處理，因此教師需要挖掘科學素材，提煉情境和模型，最終對試題進行重新設計。本題情境以學科前沿為背景的命題方式體現試題的創新性和實用性。新課程改革、新高考改革堅持必備知識情境化的理念，強調學生利用核心知識在不同情境中的應用水平，因此挖掘試題的考點模型就顯得尤為重要。筆者通過對原文章進行閱讀及對試題核心概念進行分析，將本題的情境及模型提煉為P基因表達調控細胞凋亡模型（見圖1）。

3 遷移創新，命新題

該真題通過新穎的科研情境考查學生對于基礎知識的掌握水平，突出對學生學科核心素養與關鍵能力的培養，體現立德樹人的育人價值。通過分析，對命題方向有更深入的理解與認識。下面筆者從命題藍圖、真題呈現、試題解讀三個方面進行試題命制。

3.1 命題藍圖

筆者在試題的解構過程中發現，該試題在科學探究與社會責任的素養級別為水平三，作為學業水平選擇性考試的測試題庫仍有改進的空間。為確保改編新題的分值與難度合理性、考查載體的教育性、核心素養的豐富性、知識覆蓋的全面性和培養能力的均衡性，需要在設計試題時關注試題的命題藍圖。命題藍圖包括分值、情境類別及育人價值、學科素養、關鍵能力、必備知識五個維度（見表3）。

3.2 改編試題呈現

筆者以丹參酮ⅡA磺酸鈉治療放射性心肌損傷為科學研究情境［5］，以基因表達作為核心概念改編試題，并根據命題藍圖命制試題，題目呈現如下：

放射治療是惡性腫瘤的重要治療方式之一，由于心臟位置特殊，胸部放射治療過程中產生的大量輻射易導致心肌細胞凋亡，造成放射性心臟損傷（RIHD）。一項新的研究表明，前體mRNA 可被剪切成circRNA、 miRNA 等多種RNA，其中circRNA 可以通過 miRNA調控P基因表達進而影響細胞凋亡，圖中的①②表示生理過程。請根據流程圖回答下列問題。

（1）若P基因一條單鏈的部分序列為5′—GATACC—3′，那么它對應的互補鏈上堿基序列為5′—_________—3′。miRNA和P基因mRNA的合成過程①稱為_________，過程②中核糖體向_________（“左”或“右”）移動。

（2）前體mRNA 可被剪切成circRNA 等多種RNA， 據圖分析 circRNA_________（“促進”或“抑制”）細胞凋亡，請描述作用機理_________。

（3）丹參酮ⅡA磺酸鈉（STS）是中藥丹參中的水溶性衍生物，可抑制炎癥，改善放射性肺損傷。乳酸脫氫酶（LED）在細胞質中含量豐富，當細胞受損或死亡時，LED的含量會發生改變。為探究STS是否能治療放射性心臟損傷，該研究團隊進行了如下實驗：

①將生理狀態相似的實驗小鼠隨機分為5組，每組為10只小鼠。

②用不同強度的輻射處理小鼠的心肌細胞，48小時后收集培養基的上清液以測量LDH的釋放量，再用不同濃度的STS處理心肌細胞，得到研究結果如下圖所示。該研究團隊推測STS可以改善放射性心臟損傷，且劑量越高效果越好，其判斷依據是_________。

（4）基于上述研究，你認為該團隊進一步研究的方向為__________________。

3.3 試題解析

該題緊扣《中國高考評價體系》中的“四翼”考查要求，以丹參酮ⅡA磺酸鈉治療放射性心臟損傷科學研究為明線，以基因表達為暗線，科研情境新穎。學生需要根據情境獲取信息，構建知識之間的邏輯關系，基于科學探究實驗，最終運用生物學學科關鍵能力解題。

從考查載體及育人價值來看，本題充分挖掘高考真題P基因調控細胞凋亡的科研情境，并在此基礎上開發新題，通過查閱放射性心臟損傷研究進展的文獻，找到文獻中藥丹參酮ⅡA治療放射性心臟損傷的科學實驗。［6］在考查學生科學探究能力的同時，提升學生弘揚中華民族優秀傳統文化的責任與擔當，落實學科育人價值。

在學科素養方面，第（1）小題要求學生通過堿基互補配對原則分析特定基因的互補鏈序列，并結合圖像分析轉錄與翻譯過程，進而滲透生命觀念，屬于生命觀念的二級水平。第（2）小題考查學生的獲取信息能力及邏輯推理能力，充分挖掘學生的科學思維，考查了生命觀念的三級水平和科學思維的四級水平。第（3）小題以丹參酮ⅡA磺酸鈉能緩解放射性心臟損傷實驗探究為主線考查學生的實驗設計及數據分析能力，屬于科學探究的四級水平和社會責任的三級水平。第（4）小題要求學生根據已有的實驗方案獨自提出研究方向，培養學生的創新能力，體現科學探究的三級水平和社會責任的四級水平。

對于學生關鍵能力的培養，題目基于命題藍圖，注重高考評價體系中六大生物學學科關鍵能力的考查，充分體現了試題的綜合性、創新性。在基礎知識考查方面，題目首先通過對基因表達科學知識的運用，再到產生心臟細胞凋亡的原因分析，最后到放射性心臟損傷治療方案的探討，將各小題通過層層遞進的邏輯線串聯起來，試題答案源于對學科知識、原理和方法的遷移運用，符合學生的認知規律。

參考文獻

［1］ 教育部考試中心. 中國高考評價體系［M］. 北京：人民教育出版社，2019：2-6．

［2］毛志偉，吳進強，莊志雄.指向核心素養的高中生物學試題命制［J］.中學生物學，2023，39（11）：44-47．

［3］ 黃少旭. 中學生物學考試與命題［M］. 廣州：廣東高等教育出版社，68-84．

［4］ 中國高考報告學術委員會. 高考試題分析 生物學［M］. 北京：現代教育出版社，2023：6-8．

［5］ 馬永霞，馬麗，王剛，等. 丹參酮ⅡA磺酸鈉預防和治療放射性心臟損傷作用的研究［J］. 中國臨床藥理學雜志，2023，39（8）：1191-1195．

［6］ ZHOU D ，YANG W ，ZHANG Y ， et al. Sodium tanshinone ⅡA sulfonate prevents radiation-induced damage in primary rat cardiac fibroblasts［J］.Chinese Journal of Natural Medicines，2020，18（6）：436-445．