基于科学思维模型,考查生物学核心素养——高中生物试题编制 研究

发表时间:2020/7/24   来源:《教育学文摘》2020年3月第8期   作者:李紫文
[导读] 生物学课程的根本任务是提高学生终身发展所需生物学学科核心素养
        摘要:生物学课程的根本任务是提高学生终身发展所需生物学学科核心素养,针对性地命制试题考查学生的学科素养是实现课程根本任务的重要手段。教学过程中要针对生命观念、科学探究、科学思维和社会责任等生物学核心素养编制试题,在命题技术上基于科学思维的模型,尽量创设真实的试题情境,设置合理的问题任务考查学生生物学核心素养的发展水平。
        关键词:试题编制;科学思维模型;生物学核心素养
        2017年后高考生物命题的目标始终以考查学生的生物学核心素养的发展水平作为方向和目标。在教学中生物试题的编制中如何体现生物学核心素养,笔者以2020年参加高中生物命题比赛的3道试题为素材,分析生物试题编制在基于科学思维模型、考查学生生物学核心素养的做法和特色。
        1、生物学核心素养阐述
        生命观念、科学探究、科学思维、社会责任是生物学核心素养的有机组成部分。生命观念是生物学所独有的对生命现象和生命规律的认知结论和认知方式的统一体,在生物学核心素养中处于中心位置;生命观念主要包括:生命的物质观、结构与功能观、系统观、能量观、信息观、稳态与调节观、遗传与变异观、进化与适应观、生态观等。每个观念都有丰富的内涵,分别由一系列的重要概念作为支撑。科学思维是指尊重事实和证据,崇尚严谨和务实的求知态度、运用科学的思维方法认识事物,解决实际问题的思维习惯和能力。新课标中关于科学探究的要求是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定的生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。科学思维方法包括比较与分类、分析与综合、抽象与概括、归纳与演绎等方法。科学探究和科学思维互为倚重,科学探究是科学思维的实证过程,科学思维是科学探究的内在本质,它们共同形成生命观念,同时发展学生的科学探究能力和科学思维方法;在生命观念、科学探究和科学思维的基础上形成一定的社会责任意识和义务,社会责任要求学生参与社会事务的讨论,能够作出理性解释和判断,并具备解决生产生活实际问题的能力。生物试题编制需要综合考虑生物学核心素养的四个方面。
        2、编制的试题分析---设计真实的问题情境,考查生物学核心素养
        生物学的知识体系来源于真实的科学研究,在生物试题中创设真实的研究情境考查学生的核心素养就成了生物学科鲜明的特色。真实的情境包括:科学实验、农业生产、遗传现象、人体健康等与生活、生产实践相结合的事例。这些事例具有新颖性和趣味性,是在真实的情境下呈现真实可靠的问题任务,学生的观念、能力和社会责任意识可以得到真实的体现。
例1.在人类与艾滋病病毒的斗争中,科研人员不懈地研究取得了创新性的进展,如尝试将病毒引诱到人体的“陷阱细胞”中。HIV通过特异性识别T细胞表面的CD4蛋白入侵到T细胞,给艾滋病患者注射适量用CD4分子修饰过的成熟红细胞,则该红细胞也会被HIV识别入侵,但HIV在此细胞中无法增殖,最后随红细胞的死亡而被清除,红细胞就成了HIV的“陷阱细胞”。下列叙述不正确的是(  )
A.HIV入侵破坏T细胞会导致免疫系统生成抗体的能力下降
B.红细胞死亡后被免疫系统清除的过程属于细胞凋亡
C.T细胞被HIV识别、入侵后可增殖分化为效应T细胞和记忆细胞
D.HIV在CD4分子修饰过的红细胞无法增殖的原因是该细胞没有细胞核和众多细胞器
        分析:该题以社会热点—艾滋病的科学研究进展为背景,免疫调节为专题,考查了该过程中各生命活动之间的关系。

从细胞水平来看,细胞的结构及其功能,细胞中重要的生命活动如光细胞的分裂、分化、衰老、癌变,这些都是重要的概念,也是考查的重点。在考查这些重要概念的同时,也考查了学生对于结构与功能观、物质观的理解。艾滋病科学研究的创新性进展让学生真实体会到我国科学研究的重大成就及世界领先水平,在提高学生的民族自豪感和国家认同的同时,也激发了学生刻苦学习、立志为国家科技发展作出贡献的使命感。
例2.2020年3月世界卫生组织把新冠病毒引起的肺炎列为国际紧急卫生事故,新冠卡病毒通过飞沫、接触等途径传染,主要识别肺部、胃肠道上皮细胞等细胞膜上的ACE2受体进入人体细胞,典型病症包括发热、咳嗽、呼吸困难、关节肌肉痛等,经过全国上下同心协力的奋斗我国的疫情已经得到控制,特效疗法和疫苗也去的了很大的进展。回答下列有关问题:
(1)新冠病毒识别肺部上皮细胞的ACE2受体并进入细胞是否体现细胞膜进行细胞间的信息交流的功能?_______,这是因为_______________________,因此新冠病毒虽然可通过飞沫传播但在飞沫中的存活时间有限,佩戴口罩是主要的一种预防手段。
(2)新冠病毒入侵机体后,首先识别它的细胞是________;若冠状病毒已侵入到细胞内部,免疫系统将细胞内的病毒释放到内环境的途径是_________________________________。
感染病毒后,_____分泌的淋巴因子可引起体温调节中枢的体温调定点升高,导致体液中______________________________(激素)的分泌量增加。
(3) 医生建议新冠肺炎患者要多饮水,以利于毒素排出体外和缓解体温的上升。多饮引起多尿的生理机制是__________________________________________________________。
(4)病人感染病毒后恢复正常的过程中,通过人体的__________________________调节网络,最终实现稳态。我国科研人员不仅率先完成了疫苗的前期研究工作,还尝试了输入已恢复正常的患者的血浆成功救治了新冠肺炎的重症患者,其原理是____________________。
        分析:与自身及身边的人健康有关的试题情境,可以最大限度地激发学生解释生理现象、过程和结果的潜能,既做到了学以致用,也提高了能力和素养。该题以最新的具有全球性的新冠疫情为背景,考查激素调节和免疫调节,在考查相关调节机制的同时,也增强了学生分析人体健康和调节的能力。在考查这些重要概念的同时,(1)小题落实了结构与功能观、稳态观等生命观念的考察,(3)(4)小题要求利用学过的调节机制运用科学思维对生理机制进行推理和分析。最后,我国科研人员不仅率先完成了疫苗的前期研究工作,还尝试了输入已恢复正常的患者的血浆成功救治了新冠肺炎的重症患者让学生真实体会到我国强大的科研能力,提高了学生的民族自豪感和国家认同感,利于社会责任意识的形成。
        3、试题编制的反思---设计真实的问题情境,考查生物学核心素养
编制试题要紧紧围绕着生物学核心素养,尽量在真实的情境中考查学生生物学核心素养的发展水平。学科核心素养的形成,科学思维模型的建立都不是能够一蹴而就的,需要经过长期的渗透和落实,所以我们一线教师在每次的选题、编制试题中要将核心素养的考察贯穿始终。这样,习题、考试才能在提高学生终身发展所需生物学学科核心素养的任务中贡献它应有的作用。
        参考文献
        [1]教育部.普通高中课程方案(2017年版)[S].?北京:?人民教育出版社, 2018(1): 4.
        [2]吴成军.基于生物学核心素养的高考命题研究[J].?中国考试, 2016(10): 25.
        [3]教育部.义务教育生物课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社, 2018: 4-5.
       
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