■ 武漢市教育科學(xué)研究院 楊 威 胡學(xué)軍
初中生物學(xué)業(yè)水平考試以《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011版)為依據(jù),堅(jiān)持基礎(chǔ)教育改革的方向,堅(jiān)持“立德樹(shù)人、服務(wù)選才、引導(dǎo)教學(xué)”的評(píng)價(jià)理念,充分反映學(xué)生在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面所達(dá)到的水平,引導(dǎo)師生在教學(xué)活動(dòng)中積極培育“生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、責(zé)任意識(shí)”等生物學(xué)核心素養(yǎng)。
初中學(xué)業(yè)水平考試主要衡量學(xué)生達(dá)到國(guó)家規(guī)定學(xué)習(xí)要求的程度,考試成績(jī)是初中學(xué)生畢業(yè)、高中階段學(xué)校招生的基本依據(jù)。初中生物學(xué)業(yè)水平考試主要考查學(xué)生對(duì)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的掌握情況。試卷題量與考試時(shí)長(zhǎng)相適應(yīng),難度與人教版生物學(xué)教材的課后練習(xí)題相當(dāng)。試題圍繞生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的50個(gè)核心概念進(jìn)行設(shè)計(jì),杜絕偏題、怪題。
綜合考慮學(xué)生發(fā)展的需要、社會(huì)需求和生物科學(xué)發(fā)展三個(gè)方面,建議將教材內(nèi)容劃分為以下7個(gè)主題:生物體的結(jié)構(gòu)層次,生物多樣性,生物與環(huán)境,植物生理,動(dòng)物生理,遺傳與進(jìn)化,生物綜合實(shí)踐。生物學(xué)業(yè)水平考試要將本學(xué)科相關(guān)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行精煉、整合,打破生物學(xué)各個(gè)分支學(xué)科之間的隱形藩籬,考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
知識(shí)是在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中形成的,學(xué)習(xí)知識(shí)是為了更好地服務(wù)社會(huì)生活實(shí)踐。生物學(xué)與其他學(xué)科深度融合,在遺傳育種、治療疾病、生態(tài)修復(fù)等方面的應(yīng)用,創(chuàng)造出巨大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)利益。因此,生物學(xué)業(yè)水平考試要重視生物實(shí)驗(yàn)操作和科學(xué)實(shí)踐能力的考查,要加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)、社會(huì)生活之間的聯(lián)系,從社會(huì)生活和實(shí)踐活動(dòng)中選取素材,積極創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境導(dǎo)入試題。
科學(xué)不僅是眾多事實(shí)和理論的匯總,也是一個(gè)不斷探究的過(guò)程。生物學(xué)科學(xué)業(yè)水平考試要注重考查“觀察、比較、分類(lèi)、推理、對(duì)照、抽樣檢測(cè)”等科學(xué)思維方法,以及“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、作出解釋、設(shè)計(jì)方案、表達(dá)交流”等科學(xué)探究能力。減少單純記憶、機(jī)械訓(xùn)練性質(zhì)的內(nèi)容,促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成實(shí)事求是、開(kāi)拓創(chuàng)新的科學(xué)精神。
義務(wù)教育生物學(xué)新課標(biāo)在研制中,將在高中生物學(xué)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上繼承和創(chuàng)新。生物學(xué)科核心素養(yǎng)是生物學(xué)課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn),是學(xué)生通過(guò)本課程學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。生物學(xué)核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任。
生物觀念是對(duì)生物圈中不同結(jié)構(gòu)層次的生命及其活動(dòng)規(guī)律的總體認(rèn)識(shí),是解釋生物學(xué)現(xiàn)象、分析和解決生物學(xué)問(wèn)題的基本觀點(diǎn)。生命觀念主要包括結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、進(jìn)化觀、系統(tǒng)觀、生態(tài)觀等。
科學(xué)思維是在分析和解決生物學(xué)問(wèn)題時(shí),秉持的一種以客觀事實(shí)為依據(jù),講邏輯、講證據(jù)的思維習(xí)慣,是對(duì)已有觀點(diǎn)和不同觀點(diǎn)進(jìn)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。
探究實(shí)踐是在科學(xué)思維的引領(lǐng)下,闡明生物現(xiàn)象的實(shí)踐活動(dòng)。一般過(guò)程是:通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)不同于客觀規(guī)律的問(wèn)題;提出合理的假說(shuō)來(lái)解釋現(xiàn)象;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)踐活動(dòng);對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流與討論。
態(tài)度責(zé)任是生物學(xué)核心素養(yǎng)內(nèi)化后的態(tài)度,包括實(shí)事求是,批判性思維的科學(xué)精神;養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣,關(guān)注生命安全與健康的意識(shí);主動(dòng)參與社會(huì)事務(wù)的討論,作出理性解釋和判斷,辨別迷信與偽科學(xué)的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。
1.“十二生肖”依次是:鼠、牛、虎、兔、龍、蛇、馬、羊、猴、雞、狗、豬。下列關(guān)于“十二生肖”的說(shuō)法正確的是( )
A.龍是已滅絕的動(dòng)物
B.蛇屬于兩棲類(lèi)動(dòng)物
C.十二生肖中哺乳類(lèi)動(dòng)物數(shù)量最多
D.可以根據(jù)生肖屬相來(lái)推測(cè)某人的性格
2.本題命題思路:該試題以學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的十二生肖作為素材,考查生命觀念中的生物多樣性與統(tǒng)一性、科學(xué)思維中的理性推測(cè)等。使學(xué)生體驗(yàn)中華民族歷史悠久的民俗文化符號(hào),培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和民族自豪感。
3.考查的核心素養(yǎng):
A項(xiàng):十二生肖除了龍之外都是地球上現(xiàn)存的動(dòng)物,在一定程度上體現(xiàn)了我國(guó)動(dòng)物類(lèi)群的多樣性。龍是我國(guó)傳統(tǒng)文化的重要代表之一,是中國(guó)古代勞動(dòng)人民發(fā)揮其豐富的想象力,以蛇、鷹、鹿等九種動(dòng)物為原型創(chuàng)造出來(lái)的神話形象,創(chuàng)造“龍”的過(guò)程運(yùn)用了科學(xué)思維活動(dòng)中的合理假設(shè)、靈感或頓悟,人類(lèi)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化石證據(jù)并不支持地球上曾經(jīng)存在過(guò)“龍”這種生物。
B項(xiàng)、C項(xiàng):分類(lèi)一般根據(jù)生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理過(guò)程、遺傳物質(zhì)等特征,分類(lèi)的基本單位是種,自然狀況下,不同物種之間一般不會(huì)產(chǎn)生可育后代。十二生肖所涉及的動(dòng)物,龍不是分類(lèi)學(xué)上的概念,蛇屬于脊索動(dòng)物門(mén)爬行綱,雞屬于脊索動(dòng)物門(mén)鳥(niǎo)綱,其他屬于脊索動(dòng)物門(mén)哺乳綱。
D項(xiàng):科學(xué)推測(cè)要講證據(jù)和邏輯,常常是依據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)事實(shí)進(jìn)行合理推測(cè),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(huán)境,還與社會(huì)生活經(jīng)歷等多種復(fù)雜因素有關(guān),因此兩者之間沒(méi)有必然的邏輯聯(lián)系,通過(guò)D選項(xiàng)的證偽,培養(yǎng)學(xué)生辨別迷信與偽科學(xué)的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。
1.生物3D打印技術(shù)是以電子版三維模型為藍(lán)圖,定位裝配生物材料或活細(xì)胞,制造出組織、器官等生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品。下列關(guān)于生物3D打印技術(shù)的說(shuō)法不正確的是( )
A.生物3D打印使用的原材料是各種細(xì)胞和生物活性物質(zhì)
B.生物3D打印制造的組織、器官可以脫離環(huán)境獨(dú)立存活
C.生物3D打印技術(shù)有望解決器官移植中的供體短缺問(wèn)題
D.為提高產(chǎn)品的存活率,生物3D打印機(jī)應(yīng)置于無(wú)菌環(huán)境
2.本題命題思路:生物3D打印機(jī)是融合科學(xué)、工程、技術(shù)的新興科技成果,它能根據(jù)人類(lèi)需要設(shè)計(jì)并規(guī)?;a(chǎn)器官、組織等生物產(chǎn)品,在器官移植領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,體現(xiàn)了STEAM理念下不同學(xué)科融合創(chuàng)新的趨勢(shì)。
3.考查的核心素養(yǎng):
A項(xiàng):生物具有一定的結(jié)構(gòu)層次,細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位,既然生物3D打印的產(chǎn)品是生物器官或組織,那么它使用的原料必然是活細(xì)胞和內(nèi)環(huán)境中的生物活性物質(zhì)。
B項(xiàng):細(xì)胞、組織、器官需要從環(huán)境中源源不斷地獲取物質(zhì)和能量,生物不能脫離其生活的環(huán)境,體現(xiàn)了生物與環(huán)境相適應(yīng)的生命觀念。
C項(xiàng):器官移植面臨最大的難題是免疫排斥反應(yīng)和供體短缺,生物3D打印技術(shù)有望將受體自身的細(xì)胞培養(yǎng)擴(kuò)增后,誘導(dǎo)分化產(chǎn)出供體器官,從而避免免疫排斥反應(yīng),體現(xiàn)了關(guān)注生物學(xué)熱點(diǎn)議題的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。
D項(xiàng):生物3D打印機(jī)制造的組織、器官不能完整行使免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)、監(jiān)控、清除功能,體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。環(huán)境中的微生物會(huì)感染并破壞生物產(chǎn)品,所以應(yīng)置于無(wú)菌環(huán)境中避免微生物污染,體現(xiàn)了預(yù)防疾病、關(guān)愛(ài)生命的健康意識(shí)。
1.瘧疾患者的典型癥狀是間歇性寒熱發(fā)作,其生物學(xué)原理是瘧原蟲(chóng)破壞宿主紅細(xì)胞后,釋放出來(lái)的化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致體溫平衡調(diào)節(jié)紊亂。1969年,屠呦呦開(kāi)始研究治療瘧疾的藥物,從中藥尋求突破是整個(gè)工作的主流。她從整理歷代中醫(yī)經(jīng)典書(shū)籍著手,發(fā)現(xiàn)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(duì)此產(chǎn)生了疑問(wèn):為什么不是采取傳統(tǒng)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(diǎn)的溶劑乙醚提取青蒿各種組分,并發(fā)現(xiàn)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(nèi)發(fā)育各階段的瘧原蟲(chóng);一方面積極開(kāi)展防治媒介蚊蟲(chóng),從預(yù)防傳染病的角度,這兩種方法分別是通過(guò)___________和___________來(lái)防治瘧疾。
(2)寒冷環(huán)境下,健康人的體溫調(diào)節(jié)過(guò)程是,皮膚的冷覺(jué)___________興奮,通過(guò)傳入神經(jīng)到下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞,引起立毛肌收縮,起雞皮疙瘩,這屬于___________調(diào)節(jié)。還會(huì)引起甲狀腺激素分泌增加,進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞新陳代謝,提高產(chǎn)熱量,這屬于___________調(diào)節(jié)。
(3)中醫(yī)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(duì)青蒿素發(fā)現(xiàn)提供了哪些信息?屠呦呦團(tuán)隊(duì)需要怎樣進(jìn)一步探究?
(4)通過(guò)文章所述的青蒿素發(fā)現(xiàn)歷程,你認(rèn)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(guó)榮獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的第一人,主要貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)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(xué)史為命題素材,讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家工作的思路和方法,加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。屠喲喲獲得諾貝爾獎(jiǎng)的光榮事例,提升學(xué)生從事生命科學(xué)工作的使命感。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注疾病和治療方法背后的基本生物學(xué)原理,提高生命安全與健康意識(shí),為學(xué)生的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供有益的參考。
3.考查的核心素養(yǎng):
(1)隨著生活水平和醫(yī)療衛(wèi)生水平的提高,傳染性疾病得到了有效預(yù)防和嚴(yán)密監(jiān)控,但由于傳染病極易在社會(huì)人群中造成恐慌,影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的穩(wěn)定,艾滋病、新冠肺炎等傳染病尚無(wú)有效治療手段,因此我們不能放松對(duì)傳染病的關(guān)注度??汞懰幬餁⑺纻魅驹大w內(nèi)的瘧原蟲(chóng),屬于控制傳染源;蚊蟲(chóng)是瘧原蟲(chóng)的中間寄主,殺滅蚊蟲(chóng)屬于切斷傳播途徑。
(2)神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本方式是反射,反射活動(dòng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是反射弧,包括五個(gè)基本組成部分“感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應(yīng)器”。激素通過(guò)體液運(yùn)輸后,與靶細(xì)胞受體結(jié)合,導(dǎo)致靶細(xì)胞的生理狀態(tài)變化,從而發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。調(diào)節(jié)是為了維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),體溫平衡調(diào)節(jié)屬于神經(jīng)-體液調(diào)節(jié),該小題考查了生命觀念中的結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀。
(3)在信息大爆炸的時(shí)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(xiàn),在前人的研究成果基礎(chǔ)上發(fā)展創(chuàng)新。屠喲喲在中醫(yī)傳統(tǒng)典籍中發(fā)現(xiàn)絞取黃花蒿汁液可治療瘧疾的驗(yàn)方,她從中得到兩個(gè)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(huì)破壞這種有效成分的結(jié)構(gòu)。為了證明自己的猜想,屠喲喲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案,她將青蒿提取物分離提純,設(shè)置不同濃度的體外、體內(nèi)抗瘧實(shí)驗(yàn),符合生物對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的控制單一變量原則。
(4)青蒿素的發(fā)現(xiàn)史值得被深入挖掘,提煉出實(shí)事求是、勇于創(chuàng)造的科學(xué)精神。屠喲喲創(chuàng)造性地采用低沸點(diǎn)乙醚有機(jī)溶劑提取青蒿有效成分,是發(fā)現(xiàn)青蒿素的關(guān)鍵一步,該項(xiàng)目研究過(guò)程也得到了中科院上?;瘜W(xué)研究所等許多單位的大力協(xié)助,體現(xiàn)了在科學(xué)研究過(guò)程中,需要與同行積極合作、相互交流、共贏共享。
學(xué)生能否從真實(shí)情景中發(fā)現(xiàn)生物學(xué)問(wèn)題,運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)和科學(xué)探究方法分析、解決問(wèn)題,并積極參與有關(guān)生物學(xué)的社會(huì)事務(wù)討論,是評(píng)價(jià)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展水平的關(guān)鍵指標(biāo)。為了達(dá)到評(píng)價(jià)目的,可以從以下三個(gè)方面著手設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)試題:
生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸發(fā)展起來(lái)的,在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀念、必備品格與關(guān)鍵能力,是學(xué)生知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的綜合體現(xiàn)。因此評(píng)價(jià)試題應(yīng)圍繞現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi),如歷年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)成果、新冠肺炎的預(yù)防與治療等。情境化試題要簡(jiǎn)潔明了,指向性明確,能夠成為學(xué)生運(yùn)用學(xué)科知識(shí)分析和解決問(wèn)題的載體。
學(xué)習(xí)生物科學(xué)史能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路,理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的思路和方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家投身科學(xué)的精神??茖W(xué)史試題評(píng)價(jià)的重點(diǎn)不在于現(xiàn)有的科學(xué)結(jié)論,而在于讓學(xué)生感受科學(xué)探索的艱辛,領(lǐng)悟科學(xué)研究方法,以及科學(xué)家創(chuàng)造結(jié)論的偉大智慧??茖W(xué)家是怎樣思考的?是怎樣提出問(wèn)題的?曾遇到過(guò)什么困難和障礙?運(yùn)用了什么方法來(lái)克服這些困難、逾越這些障礙?結(jié)論是在什么基礎(chǔ)上形成的?當(dāng)時(shí)及后人對(duì)結(jié)論提出過(guò)什么異議?思考并回答這些問(wèn)題對(duì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)大有裨益。
在標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試中,我們總希望一個(gè)問(wèn)題只有唯一正確的答案,以確保評(píng)價(jià)的公平公正,在題目的設(shè)置上,我們總是剔除各種干擾因素,使題目變得單純、理想、沒(méi)有爭(zhēng)議。但在現(xiàn)實(shí)生活中,我們遇到的問(wèn)題往往并不單純,復(fù)雜的、非結(jié)構(gòu)性的問(wèn)題,其答案通常也是開(kāi)放的,需要被測(cè)者運(yùn)用各方面的知識(shí)和能力進(jìn)行綜合分析和判斷。開(kāi)放性的試題更能夠反映被測(cè)者的綜合素養(yǎng),能有效區(qū)分學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展水平。