對一道以學(xué)科核心素養(yǎng)為指向試題的探析與思考

山東

目前，國家考試中心構(gòu)建了“一體四層四翼”高考評價體系，其中四層考查目標(biāo)指出了“考什么”的問題，為新高考試題命制指明了方向?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）明確了基于情境的教學(xué)建議和生物學(xué)命題要求。在命題建議中要求試題素材應(yīng)貼近學(xué)生生活實(shí)際，以真實(shí)情境組織命題，并注重考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識和技能解決問題的能力。

1.以學(xué)科核心素養(yǎng)為指向的試題考查目標(biāo)

學(xué)科核心素養(yǎng)指向下生物學(xué)試題的考查目標(biāo)主要包括基礎(chǔ)目標(biāo)、關(guān)鍵目標(biāo)和深層目標(biāo)三個方面。學(xué)科知識是解決實(shí)際問題不可或缺的工具，學(xué)科知識掌握情況應(yīng)該是新高考試題最基礎(chǔ)的考查目標(biāo)。學(xué)科能力是指能夠靈活運(yùn)用學(xué)科知識解決生產(chǎn)、生活中實(shí)際問題的能力和水平。生物學(xué)試題考查的關(guān)鍵目標(biāo)是學(xué)生學(xué)科能力的高低，重點(diǎn)考查三種能力，分別是“接受、吸收、整合生物學(xué)信息能力”“解決和分析生物學(xué)問題的能力”“生物學(xué)實(shí)驗與探究能力”。生物學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是生物學(xué)試題考查的深層次目標(biāo)。

2.以學(xué)科核心素養(yǎng)為指向的試題探析

在生物學(xué)試題中呈現(xiàn)真實(shí)情境，目的是還原知識產(chǎn)生和應(yīng)用的真實(shí)場景，使學(xué)生在理解和應(yīng)用知識的基礎(chǔ)上，從中領(lǐng)悟科學(xué)的思維方法，為學(xué)生解決真實(shí)情境下不同復(fù)雜程度的生物學(xué)問題提供學(xué)科素養(yǎng)表現(xiàn)的機(jī)會?，F(xiàn)以一道“免疫調(diào)節(jié)”為素材的高考模擬試題為例，分析學(xué)科核心素養(yǎng)、真實(shí)情境、實(shí)際問題和生物學(xué)知識四要素在命題中的定位及具體目標(biāo)測試情況。

【試題】（2020年，北京市普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試適應(yīng)性測試生物學(xué)，第21題）PD-1是表達(dá)在多種活化T細(xì)胞表面的一種受體，PD-L1是一種能夠與之結(jié)合的蛋白質(zhì)（見圖1）。PD-1和PD-L1結(jié)合會抑制T細(xì)胞的活化、增殖。研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1數(shù)量較多，更有一些類型的腫瘤細(xì)胞除了表面有PD-L1，還分泌出大量的PD-L1（見圖2）。

圖1

圖2

（1）請寫出題干中未使用過的特異性免疫過程的五個術(shù)語（專業(yè)名詞）。

（2）目前已研發(fā)出針對PD-L1的單克隆抗體（mAb）。結(jié)合圖1信息，mAb能治療腫瘤是因為使用mAb時，mAb通過與__________結(jié)合，阻止了__________結(jié)合，從而____________。

（3）臨床試驗結(jié)果顯示，相同劑量的mAb對有的腫瘤患者治療有效，有的無明顯效果。請根據(jù)以上信息分析其可能的原因。

【答案】（1）細(xì)胞免疫、體液免疫、抗原、巨（吞）噬細(xì)胞、呈遞、淋巴因子、效應(yīng)T細(xì)胞、效應(yīng)B細(xì)胞（漿細(xì)胞）、記憶T細(xì)胞、記憶B細(xì)胞、抗體等 （2）腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1 PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1 解除對T細(xì)胞的抑制，使效應(yīng)T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞能夠發(fā)揮有效的殺傷作用 （3）如果病人甲的腫瘤細(xì)胞能大量分泌 PD-L1，其體內(nèi)的 PD-L1濃度會高于病人乙（腫瘤細(xì)胞分泌 PD-L1的量少或不分泌）。因此，相同劑量的mAb不能使甲病人體內(nèi)的PD-L1全部被mAb特異性結(jié)合，那么腫瘤細(xì)胞仍有可能抑制T細(xì)胞的正常功能，導(dǎo)致治療無明顯效果。

2.1 試題體現(xiàn)了以學(xué)科知識為解決問題的工具的命題要求

試題以圖示、文字等形式提供翔實(shí)的生物學(xué)信息，圍繞真實(shí)情境進(jìn)行多角度設(shè)問，巧妙地將不同模塊的知識內(nèi)容進(jìn)行關(guān)聯(lián)、整合，結(jié)合情境素材考查免疫調(diào)節(jié)、腫瘤治療等相關(guān)知識應(yīng)用，是一道變中出新的好題。

問題（1）主要考查免疫調(diào)節(jié)這一核心概念的下位概念特異性免疫，考查的是教材中的基礎(chǔ)知識。細(xì)胞間的信息傳遞[問題（2）]、腫瘤臨床治療機(jī)理的研究[問題（3）]屬于應(yīng)用層次知識的考查。雖然每個問題難度不同，但都是圍繞重要概念、生物學(xué)事實(shí)和原理等學(xué)科知識設(shè)置問題，需要學(xué)生運(yùn)用結(jié)構(gòu)化的知識審慎作答，較好地檢測了生物學(xué)知識的活學(xué)活用情況，體現(xiàn)了以生物學(xué)知識為解決問題的工具的命題要求。

2.2 試題體現(xiàn)了以實(shí)際問題為測試任務(wù)的命題要求，設(shè)問合理，具有較好的區(qū)分度

本試題依據(jù)測試宗旨與目標(biāo)向?qū)W生提出了三個問題，考查要求層層深入。相對而言，問題（1）較簡單，問題（2）較難，問題（3）難度最大，問題（2）、問題（3）的解答都需要在分析PD-1和PD-L1相互作用模型的基礎(chǔ)上完成，難度逐漸增大，思維環(huán)環(huán)相扣。并且問題（2）和問題（3）還滲透著一定的生物學(xué)思想方法，如對比思維、批判性思維等。作為選拔性考試，這樣的設(shè)問方式具有較好的區(qū)分度，能把綜合、分析以及邏輯推理的思維能力強(qiáng)的學(xué)生凸顯出來。

問題（2）是通過對模型的分析，運(yùn)用生物學(xué)規(guī)律和原理，通過邏輯推理建構(gòu)科學(xué)解釋，同時為解答問題（3）做好鋪墊。對腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1圖解的觀察和分析，可知mAb能治療腫瘤的原因只能是mAb與腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1結(jié)合，阻止了PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1相結(jié)合，解除對T細(xì)胞的抑制，使效應(yīng)T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞能夠發(fā)揮細(xì)胞免疫作用。

問題（3）是生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題，需要學(xué)生運(yùn)用演繹與推理進(jìn)行判斷，作出合理解答。這樣設(shè)計問題可讓學(xué)生在完成測試任務(wù)的過程中模擬解決真實(shí)問題，充分體現(xiàn)了以實(shí)際問題為測試任務(wù)的命題要求。

2.3 試題體現(xiàn)了以真實(shí)情境為測試載體的命題要求，較好地達(dá)成了關(guān)鍵目標(biāo)的考查

本試題利用社會熱點(diǎn)——癌癥免疫療法為情境素材，結(jié)合高中生物學(xué)實(shí)際，圍繞腫瘤免疫治療中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)、有意義的測試情境，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計測試任務(wù)，不僅有利于知識的活學(xué)活用，還有利于扭轉(zhuǎn)學(xué)生的思維定式，改掉墨守成規(guī)的陋習(xí)。

本著簡約化原則，用圖示的方式控制題干字?jǐn)?shù)。借助了一個重要信息：PD-1和PD-L1結(jié)合會抑制T細(xì)胞的活化、增殖，以及題干中的兩個重要文本信息：PD-L1是一種能夠與PD-1結(jié)合的蛋白質(zhì)；有一些類型的腫瘤細(xì)胞除了表面有PD-L1，還分泌出大量的PD-L1。它們共同構(gòu)成了本試題命制采用的核心素材，這樣設(shè)計的試題，不僅有效考查了學(xué)生“吸收、整合信息”“分析和解決實(shí)際問題”的能力，而且充分體現(xiàn)了生物學(xué)服務(wù)于人類社會發(fā)展的學(xué)科價值取向。引導(dǎo)中學(xué)教學(xué)重視生物學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)的真實(shí)性，充分體現(xiàn)學(xué)科的應(yīng)用價值。

該題的設(shè)問在題干情境素材的基礎(chǔ)上進(jìn)行適度拓展，對批判性思維所需的技能進(jìn)行了考查。例如，臨床試驗結(jié)果顯示，相同劑量的mAb對有的腫瘤患者治療有效，對有的腫瘤患者無明顯效果，對此現(xiàn)象的可能原因作出合理解釋，這既檢測了學(xué)生的語言表達(dá)能力，又反映了學(xué)生的思維狀況和邏輯思維水平，對批判性思維提出了較高的要求。

2.4 試題能夠以學(xué)科核心素養(yǎng)為測試宗旨，較好地實(shí)現(xiàn)了深層次目標(biāo)的考查

試題考查了免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞癌變、細(xì)胞間信息傳遞等知識點(diǎn)，真實(shí)情境分析、圖片、文本材料處理等學(xué)科能力，細(xì)細(xì)品味，學(xué)科核心素養(yǎng)指向味道濃郁，考查水平與學(xué)科核心素養(yǎng)的多個素養(yǎng)要素相呼應(yīng)（如表）。

表 試題涉及的素養(yǎng)要素及水平

具體分析如下：問題（1）寫出題干中未使用過的特異性免疫過程的五個術(shù)語，體現(xiàn)了信息與調(diào)控的“生命觀念”；問題（2）研發(fā)出針對PD-L1的單克隆抗體，問題（3）中臨床試驗等信息說明了生物學(xué)在生產(chǎn)生活中的積極作用，體現(xiàn)了生物學(xué)科的核心價值，傳遞了“社會責(zé)任”意識。題干中PD-1和PD-L1結(jié)合會抑制T細(xì)胞的活化、增殖等文字信息暗示了解題思考的方向，體現(xiàn)了“科學(xué)探究”的方法，滲透了“科學(xué)思維”。T細(xì)胞表面PD-1受體與腫瘤細(xì)胞A表面的PD-L1結(jié)合圖解；T細(xì)胞表面PD-1受體除了能與腫瘤細(xì)胞B表面的PD-L1相結(jié)合外，還能與腫瘤細(xì)胞B分泌的PD-L1相結(jié)合的圖解作為模型，可以設(shè)計問題考查學(xué)生模型認(rèn)知方面的學(xué)科核心素養(yǎng)水平。問題（3）要求分析相同劑量的mAb對有的腫瘤患者治療有效，有的無明顯效果的原因，與前面的問題產(chǎn)生沖突，要求學(xué)生具有“證據(jù)推理”意識，體現(xiàn)了“科學(xué)探究”和“創(chuàng)新意識”。

3.教學(xué)啟示

深入剖析以學(xué)科核心素養(yǎng)為指向的生物學(xué)試題會給教師的教學(xué)帶來更多的研究與思考。

3.1 注重概念教學(xué)，促進(jìn)學(xué)科知識結(jié)構(gòu)化

通過對上述問題的分析可以看出，基于學(xué)科核心素養(yǎng)指向的試題設(shè)計多是圍繞一個核心概念展開，考查核心概念下的生物學(xué)事實(shí)、原理和規(guī)律的構(gòu)建，讓學(xué)生應(yīng)用結(jié)構(gòu)化的學(xué)科知識解決實(shí)際問題。在日常的課堂教學(xué)中，教師應(yīng)從一般的生物學(xué)事實(shí)、原理、規(guī)律開始，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)重要概念再到核心概念，逐步構(gòu)建概念框架，實(shí)現(xiàn)知識的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。教師在幫助學(xué)生建構(gòu)概念時，要注重把事實(shí)性的生物學(xué)知識置于知識的結(jié)構(gòu)化設(shè)計之中，把知識放在一定的真實(shí)情境下，使知識顯得生動且有意義。只有結(jié)構(gòu)化的學(xué)科知識才能把情境素材與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地整合在一起，幫助學(xué)生從感性認(rèn)識升華到理性認(rèn)識。

3.2 加強(qiáng)陌生信息獲取能力的教學(xué)

結(jié)合生產(chǎn)和社會生活等情境素材，考查學(xué)生對基本知識、基本技能的整合、推理和應(yīng)用的思維過程，是新高考的必然選擇。因此，在教學(xué)過程中教師要有計劃、有步驟地開展這類問題的教學(xué)研究，教會學(xué)生解答此類試題的一般步驟：首先，引導(dǎo)學(xué)生通過閱讀問題情境，獲取需要的關(guān)鍵信息，特別是那些隱藏起來的關(guān)鍵信息，辨識問題的指向，準(zhǔn)確把握對應(yīng)的具體知識點(diǎn)，找出隱含條件，找到問題實(shí)質(zhì)；其次，調(diào)取相關(guān)知識，將情境素材中提取的信息和已有的知識相聯(lián)系，并進(jìn)行吸收整合，揣摩問題意圖；最后，運(yùn)用所學(xué)知識，通過分析與綜合、演繹與推理等方法，嚴(yán)謹(jǐn)作答。

3.3 注重真實(shí)情境的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，發(fā)揮情境的素養(yǎng)功能

評價學(xué)生學(xué)科能力高低的一個重要方式就是在真實(shí)的問題情境中考查學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識的層級和水平。在日常教學(xué)中，教師要注重選擇貼近學(xué)生認(rèn)知感受、有內(nèi)在邏輯的真實(shí)情境，比如生活常識、實(shí)驗探究、學(xué)術(shù)探索和實(shí)踐活動等，要充分挖掘它們與教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)之間的內(nèi)在聯(lián)系，力求讓該核心情境主題貫穿課堂教學(xué)的始終，通過核心情境促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的連貫性、系統(tǒng)性和遞進(jìn)性，體現(xiàn)真實(shí)情境的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。課堂上讓學(xué)生置身于真實(shí)情境中，通過獲取證據(jù)、闡述理論和觀點(diǎn)，呈現(xiàn)由事實(shí)到結(jié)論的邏輯推理過程，把學(xué)生的思維引向?qū)π轮R的學(xué)習(xí)，從而發(fā)揮情境的素養(yǎng)功能。

總之，真實(shí)情境的高考生物學(xué)命題理念將會由自發(fā)式探索實(shí)施階段發(fā)展到主動式深入實(shí)施階段。教師應(yīng)加強(qiáng)開展基于學(xué)科核心素養(yǎng)的命題研究，尤其是在日常教學(xué)、教研實(shí)踐中要不斷關(guān)注情境素材的收集與遴選，并積極開發(fā)情境素材中隱含的知識脈絡(luò)和價值功能，從思想方法層面進(jìn)行提煉和整合，開展指向?qū)W科核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)。