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【摘 要】本文通过分析2016～2018年高考全国卷（Ⅲ）试题的核心素养考查情况，研究高考生物试题的特点，认为命题是去粗取精以树立生命观念，巧用数学模型设置情境以发展科学思维，注重实验设计和结果分析以进行科学探究，联系生活实际和社会热点以增强社会责任;并提出教学与备考建议。
【关键词】生物学 核心素养 全国卷（Ⅲ） 试题研究
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2019）08B-0159-02
高考生物试题注重考查学生的知识、能力和素养，《普通高中生物学课程标准（2017 年版）》中，生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，课程标准要求结合核心素养与相应的知识和方法科学设计试卷结构，规划测试蓝图。生物高考通过检测学生学科核心素养的达成情况进行选拔，从而区分出不同素养水平的学生，通过将 2016～2018 年高考全国卷（Ⅲ）的试题内容与生物学核心素养相联系，发现试题均涉及核心素养的四个方面的考核，符合学业水平考试中评价学科核心素养的发展水平的命题原则。其中对生命观念的考查最多，其次是科学思维和科学探究，越来越重视考查社会责任。试题的命制多为结合两个或两个以上的核心素养，如 2018 年第 29 题、2017 年第 31 题将四个核心素养与所涉及的知识和方法一一对应。2016～2018 年高考试题的结构较稳定，选择题部分较为基础，多为直接考查课本知识点;越来越重视考查科学史实验，如 2018 年第 1 题中以由我国科学家完成的研究工作为题考查遗传因子的发现、光合作用的探究历程、遗产物质的早期探索实验以及基因工程的应用等科学史实验。非选择题部分注重对遗传学和光合作用等内容的考查，这对科学思维和探究能力要求较高。
一、去粗取精，树立生命观念
生命观念是在生物学概念的基础上形成的，是生物学中最精华、最有价值的内容，贯穿于生物学的全部课程，围绕学科核心概念进行少而精的课程教学是科学教育的发展趋势。生命观念的建立是认识自然，进行探究活动以及解决实际问题的基础。近三年的高考试题几乎都涉及生命观念，其中对结构和功能、物质和能量的内容考查较多，以核心概念为载体考查学生的生命观念，如对光合作用和细胞呼吸、有丝分裂和减数分裂概念、特点、过程等基础知识进行分析和对比，从而树立结构和功能相适应、物质和能量的转化等观念。2018 年第 2 题直接考查课本知识点，体现命题的基础性和概括性，减少碎片化的知识，考查“精”学的内容，该题检测对细胞膜的组成成分、细胞增殖、细胞分化和信息识别等重要概念的掌握，从而理解结构与功能相适应的特点，形成细胞水平的结构和功能观。
二、巧用数学模型设置情境，发展科学思维
科学思维是指在尊重事实和证据的基础上在认识事物和解决问题中运用科学的思维方式，主要有归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等类型。数学模型包括曲线模型和表格模型，是每年必考的题型，体现学生的分析和推理能力。运用数学模型解决生物学问题，以发展科学思维。
试题创设的数学模型多为以课本材料和科技论文中的素材为基础进行改造，因此在教学中要培养学生分析实验以及曲线图的能力。分析曲线模型需要充分考虑曲线的起点、终点、拐点、最高点、最低点、曲线间或曲线与坐标轴的交叉点以及曲线的走势。如 2018 年第 29 题中设置叶面积系数与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系曲线图，考生不仅要理解各点（段）代表的意思，还要分析“三率”即光合速率、呼吸速率和干物质积累速率之间的内在关系。基于曲线图进行分析推理得出随着叶面积增加，“三率”的变化趋势和产生变化的原因。近三年试题中还涉及影响光合作用因素、杂交实验数据表，人体血浆中葡萄糖和酮体浓度变化曲线以及干旱与植物脱落酸合成关系的曲线等数学模型情境，这些以数学模型为情境的试题大多涉及科学探究的考查。
三、注重实验设计和结果分析，进行科学探究
科学探究包括观察能力、提问能力、设计和方案实施以及对结果的交流与讨论等能力。近三年全国卷（Ⅲ）中对科学探究能力的考核多为实验结果和分析能力的題型，如在 2016 年第 29 题中，自变量为温度和相对湿度，因变量为光合速率，通过控制温度或相对湿度恒定，通过比较光合速率量的变化值即可推出对光合作用影响较大的因素。2017 年第 30 题中要求分析干旱对突变体和野生幼苗的根、茎生长的曲线模型，2018 年第 31 题要求运用数学方法分析两组杂交实验结果。此类试题多为分析对照组和实验组的结果，指向核心素养中科学探究的四级水平。解题关键为找出自变量、因变量和无关变量，排除无关变量的干扰，理清自变量和因变量的关系。
近三年的试题中仅有一道题涉及实验设计，2017 年第 32 题考查的是用“实验法”验证遗传定律，要求学生基于给定的材料设计实验方案，包括实验思路、预期结果和结论等，第（1）小题解题关键在于排除干扰项，由于每两个品系均有一对性状相同，实际上考查的是两对相对性状的杂交实验，故只需三个品系两两杂交并验证杂交结果是否为 9∶3∶3∶1 即可，将复杂的问题简单化。第（2）小题根据题干材料可判断选择 ①×② ，经正反交验证雄性个体的性状是否一致即可，本题考查了学生的材料选择、实验设计以及实验结果分析能力，同时还检验学生的文字表达能力，这对学生的科学思维和探究能力要求较高。
四、联系生活实际和社会热点，增强社会责任
社会责任体现的是学生的综合能力，在实际生产生活中科学地运用生物学知识、技术和方法，社会责任主要包括社会议题、现实生活问题、生态意识、生活方式等内容。
从三年的试题对比来看，试题越来越重视以多种方式考查社会责任，包括热点话题、生态环保和中国优秀传统文化（传统文学作品、传统农业和手工艺）等多个方面。2016 年第 5 题运用“螳螂捕蝉，黄雀在后”谚语考查食物链的知识，体现了我国优秀的传统文化以及学生的文学素养;第 39 题用泡菜滤液为实验材料纯化乳酸菌，结合具体的生活实例考查学生解决现实问题的能力。2017 年第 4 题以给人静脉注射生理盐水的素材考查内环境的稳态和调节，也为学生呈现生活问题的情境。2018 年第 32 题以农业生态系统模式图说明采用生物方法处理生活垃圾的方式，考查学生的生态意识，提倡环境友好;第 1 题和第 38 题分别以我国首例人工合成牛胰岛素、克隆猴——“中中”和“华华”为素材考查相关知识点，在一定程度上增强学生的民族自豪感并培养学生运用科学技术造福人类的态度与价值观，同时体现了生命科学前沿知识的重要性。 五、教学与备考建议
生物学学科核心素养将学科内容与立德树人的要求相结合，高考试题指向注重知识、能力和素养。通过以上对 2016～2018 年高考全国卷（Ⅲ）试题的核心素养考查情况的分析，提出以下高中生物学的教学和备考的建议。
（一）注重构建概念图和思维导图，形成知识网络，采用“少而精”的教学方式。高中生物学课程标准中提到的次要概念体现在课本每一小节的知识内容中，因此可采用思维导图进行具体教学，分要点划分主题，如从元素组成、结构（包括结构通式和结构特点）和种类（包括必需和非必需氨基酸）等三个要点绘制以氨基酸为主题的思维导图。重要概念是核心概念的具体描述，体现为章节性。复习的过程中通过构建概念图的方式有助于学生对重要概念的理解，可充分利用好生物课本（人教版）中每个章节自我检测中的概念图。如必修一第二章中的有关蛋白质分子的概念图，将有关蛋白质的次要概念元素组成、基本单位、结构通式和形成过程等联系起来，引导学生将概念图补充完整并检测文字表述，在理解概念图构建的基础上让学生自主构建核酸、糖类和脂质等的概念图，最终形成一个章节网络。构建思维导图和概念图不仅能让学生积极主动地学习，归纳总结出每一章节或小节的重要概念，而且还能将新旧概念知识联系起来，形成知识网络。
（二）从科学史实验和实验课教学中提高学生的实验设计和结果分析能力。通过理解并掌握课本基础实验以及模型图的基本思路，把握科学史实验规律发展学生的科学思维，从中了解科学实验的探索规律和步骤，分析实验结果。比如，证明 DNA 是主要的遗传物质一课中的三个科学史实验，从材料的选择，实验方法如实验变量的控制、实验的过程、对实验结果的分析与讨论以及实验结论和评价等区别与改进体现了实验的科学严谨性。将实验的具体内容转化为探究实验的步骤，从平时的科学史教学或实验课教学中掌握实验设计的步骤和实验结果分析的要点。如在艾弗里的体外转化实验的学习上可以让学生写出“ S 型细菌中的转化因子是 DNA 还是蛋白质或多糖”探究实验设计流程。此外，还可以通过利用科学史、教材和学术论文图表设置问题编制课后练习进行巩固，提倡学以致用，在练习中培养学生的科学思维和科学探究能力。
（三）在课堂教学和编制试题中渗透实际生活的具体问题和社会热点。在教学和试题情境的选择上需充分结合前沿科技信息和社会热点，运用生物学知识解决实际生活问题。教师可通过学术网站、纸质期刊、高校教材和微信公众号等搜集热点，或以兴趣小组的方式让学生以热点为研究课题开展研究性学习。将科学前沿知识与具体的知识点相结合，吸引学生的注意力使学生主动学习，培养社会责任感。如在细胞的癌变及免疫调节的内容上可结合 2018 年诺贝尔生理学或医学奖抑制负免疫调节的癌症疗法，具有天然抵抗艾滋病的基因编辑婴儿等热点。
（四）在备考的过程中，结合多个核心素养有侧重点和层次性地进行试题的选择、改编和原创是必不可少的。命题素材可在社会热点、科技论文成果和现实生活中获取，以问题情境激发学生的好奇心和求知欲。试题的命制需要按照标准的命题程序即明确考试要求、创设问题情境、设计核心素养量表以及审核修改定题。教师在进行核心素养的评价时还需注意从学习水平和学习过程等不同的方面进行评价，如以试题、作业以及具体的实践应用等方式进行评价。
【参考文献】
[1]中華人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018
[2]刘恩山.生命观念是生物学学科核心素养的标志[J].生物学通报，2018，53（01）
[3]吴成军.试论科学思维及其在生物学学科中的独特性[J].生物学教学，2018，43（11）
[4]余景耀.中华优秀传统文化在培养生物学科核心素养中“社会责任”方面的实践[J].中学生物教学，2018（17）
【基金项目】广西师范大学教改项目“基于科学论证的生态学实验教学”。
【作者简介】吴梢琪（1996— ），女，广西玉林人，广西师范大学生命科学学院在读研究生，研究方向为生物学科教学;通讯作者：周岐海，男，博士，教授。
（责编 卢建龙）
【关键词】生物学 核心素养 全国卷（Ⅲ） 试题研究
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2019）08B-0159-02
高考生物试题注重考查学生的知识、能力和素养，《普通高中生物学课程标准（2017 年版）》中，生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，课程标准要求结合核心素养与相应的知识和方法科学设计试卷结构，规划测试蓝图。生物高考通过检测学生学科核心素养的达成情况进行选拔，从而区分出不同素养水平的学生，通过将 2016～2018 年高考全国卷（Ⅲ）的试题内容与生物学核心素养相联系，发现试题均涉及核心素养的四个方面的考核，符合学业水平考试中评价学科核心素养的发展水平的命题原则。其中对生命观念的考查最多，其次是科学思维和科学探究，越来越重视考查社会责任。试题的命制多为结合两个或两个以上的核心素养，如 2018 年第 29 题、2017 年第 31 题将四个核心素养与所涉及的知识和方法一一对应。2016～2018 年高考试题的结构较稳定，选择题部分较为基础，多为直接考查课本知识点;越来越重视考查科学史实验，如 2018 年第 1 题中以由我国科学家完成的研究工作为题考查遗传因子的发现、光合作用的探究历程、遗产物质的早期探索实验以及基因工程的应用等科学史实验。非选择题部分注重对遗传学和光合作用等内容的考查，这对科学思维和探究能力要求较高。
一、去粗取精，树立生命观念
生命观念是在生物学概念的基础上形成的，是生物学中最精华、最有价值的内容，贯穿于生物学的全部课程，围绕学科核心概念进行少而精的课程教学是科学教育的发展趋势。生命观念的建立是认识自然，进行探究活动以及解决实际问题的基础。近三年的高考试题几乎都涉及生命观念，其中对结构和功能、物质和能量的内容考查较多，以核心概念为载体考查学生的生命观念，如对光合作用和细胞呼吸、有丝分裂和减数分裂概念、特点、过程等基础知识进行分析和对比，从而树立结构和功能相适应、物质和能量的转化等观念。2018 年第 2 题直接考查课本知识点，体现命题的基础性和概括性，减少碎片化的知识，考查“精”学的内容，该题检测对细胞膜的组成成分、细胞增殖、细胞分化和信息识别等重要概念的掌握，从而理解结构与功能相适应的特点，形成细胞水平的结构和功能观。
二、巧用数学模型设置情境，发展科学思维
科学思维是指在尊重事实和证据的基础上在认识事物和解决问题中运用科学的思维方式，主要有归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等类型。数学模型包括曲线模型和表格模型，是每年必考的题型，体现学生的分析和推理能力。运用数学模型解决生物学问题，以发展科学思维。
试题创设的数学模型多为以课本材料和科技论文中的素材为基础进行改造，因此在教学中要培养学生分析实验以及曲线图的能力。分析曲线模型需要充分考虑曲线的起点、终点、拐点、最高点、最低点、曲线间或曲线与坐标轴的交叉点以及曲线的走势。如 2018 年第 29 题中设置叶面积系数与植物群体光合速率、呼吸速率及干物质积累速率之间的关系曲线图，考生不仅要理解各点（段）代表的意思，还要分析“三率”即光合速率、呼吸速率和干物质积累速率之间的内在关系。基于曲线图进行分析推理得出随着叶面积增加，“三率”的变化趋势和产生变化的原因。近三年试题中还涉及影响光合作用因素、杂交实验数据表，人体血浆中葡萄糖和酮体浓度变化曲线以及干旱与植物脱落酸合成关系的曲线等数学模型情境，这些以数学模型为情境的试题大多涉及科学探究的考查。
三、注重实验设计和结果分析，进行科学探究
科学探究包括观察能力、提问能力、设计和方案实施以及对结果的交流与讨论等能力。近三年全国卷（Ⅲ）中对科学探究能力的考核多为实验结果和分析能力的題型，如在 2016 年第 29 题中，自变量为温度和相对湿度，因变量为光合速率，通过控制温度或相对湿度恒定，通过比较光合速率量的变化值即可推出对光合作用影响较大的因素。2017 年第 30 题中要求分析干旱对突变体和野生幼苗的根、茎生长的曲线模型，2018 年第 31 题要求运用数学方法分析两组杂交实验结果。此类试题多为分析对照组和实验组的结果，指向核心素养中科学探究的四级水平。解题关键为找出自变量、因变量和无关变量，排除无关变量的干扰，理清自变量和因变量的关系。
近三年的试题中仅有一道题涉及实验设计，2017 年第 32 题考查的是用“实验法”验证遗传定律，要求学生基于给定的材料设计实验方案，包括实验思路、预期结果和结论等，第（1）小题解题关键在于排除干扰项，由于每两个品系均有一对性状相同，实际上考查的是两对相对性状的杂交实验，故只需三个品系两两杂交并验证杂交结果是否为 9∶3∶3∶1 即可，将复杂的问题简单化。第（2）小题根据题干材料可判断选择 ①×② ，经正反交验证雄性个体的性状是否一致即可，本题考查了学生的材料选择、实验设计以及实验结果分析能力，同时还检验学生的文字表达能力，这对学生的科学思维和探究能力要求较高。
四、联系生活实际和社会热点，增强社会责任
社会责任体现的是学生的综合能力，在实际生产生活中科学地运用生物学知识、技术和方法，社会责任主要包括社会议题、现实生活问题、生态意识、生活方式等内容。
从三年的试题对比来看，试题越来越重视以多种方式考查社会责任，包括热点话题、生态环保和中国优秀传统文化（传统文学作品、传统农业和手工艺）等多个方面。2016 年第 5 题运用“螳螂捕蝉，黄雀在后”谚语考查食物链的知识，体现了我国优秀的传统文化以及学生的文学素养;第 39 题用泡菜滤液为实验材料纯化乳酸菌，结合具体的生活实例考查学生解决现实问题的能力。2017 年第 4 题以给人静脉注射生理盐水的素材考查内环境的稳态和调节，也为学生呈现生活问题的情境。2018 年第 32 题以农业生态系统模式图说明采用生物方法处理生活垃圾的方式，考查学生的生态意识，提倡环境友好;第 1 题和第 38 题分别以我国首例人工合成牛胰岛素、克隆猴——“中中”和“华华”为素材考查相关知识点，在一定程度上增强学生的民族自豪感并培养学生运用科学技术造福人类的态度与价值观，同时体现了生命科学前沿知识的重要性。 五、教学与备考建议
生物学学科核心素养将学科内容与立德树人的要求相结合，高考试题指向注重知识、能力和素养。通过以上对 2016～2018 年高考全国卷（Ⅲ）试题的核心素养考查情况的分析，提出以下高中生物学的教学和备考的建议。
（一）注重构建概念图和思维导图，形成知识网络，采用“少而精”的教学方式。高中生物学课程标准中提到的次要概念体现在课本每一小节的知识内容中，因此可采用思维导图进行具体教学，分要点划分主题，如从元素组成、结构（包括结构通式和结构特点）和种类（包括必需和非必需氨基酸）等三个要点绘制以氨基酸为主题的思维导图。重要概念是核心概念的具体描述，体现为章节性。复习的过程中通过构建概念图的方式有助于学生对重要概念的理解，可充分利用好生物课本（人教版）中每个章节自我检测中的概念图。如必修一第二章中的有关蛋白质分子的概念图，将有关蛋白质的次要概念元素组成、基本单位、结构通式和形成过程等联系起来，引导学生将概念图补充完整并检测文字表述，在理解概念图构建的基础上让学生自主构建核酸、糖类和脂质等的概念图，最终形成一个章节网络。构建思维导图和概念图不仅能让学生积极主动地学习，归纳总结出每一章节或小节的重要概念，而且还能将新旧概念知识联系起来，形成知识网络。
（二）从科学史实验和实验课教学中提高学生的实验设计和结果分析能力。通过理解并掌握课本基础实验以及模型图的基本思路，把握科学史实验规律发展学生的科学思维，从中了解科学实验的探索规律和步骤，分析实验结果。比如，证明 DNA 是主要的遗传物质一课中的三个科学史实验，从材料的选择，实验方法如实验变量的控制、实验的过程、对实验结果的分析与讨论以及实验结论和评价等区别与改进体现了实验的科学严谨性。将实验的具体内容转化为探究实验的步骤，从平时的科学史教学或实验课教学中掌握实验设计的步骤和实验结果分析的要点。如在艾弗里的体外转化实验的学习上可以让学生写出“ S 型细菌中的转化因子是 DNA 还是蛋白质或多糖”探究实验设计流程。此外，还可以通过利用科学史、教材和学术论文图表设置问题编制课后练习进行巩固，提倡学以致用，在练习中培养学生的科学思维和科学探究能力。
（三）在课堂教学和编制试题中渗透实际生活的具体问题和社会热点。在教学和试题情境的选择上需充分结合前沿科技信息和社会热点，运用生物学知识解决实际生活问题。教师可通过学术网站、纸质期刊、高校教材和微信公众号等搜集热点，或以兴趣小组的方式让学生以热点为研究课题开展研究性学习。将科学前沿知识与具体的知识点相结合，吸引学生的注意力使学生主动学习，培养社会责任感。如在细胞的癌变及免疫调节的内容上可结合 2018 年诺贝尔生理学或医学奖抑制负免疫调节的癌症疗法，具有天然抵抗艾滋病的基因编辑婴儿等热点。
（四）在备考的过程中，结合多个核心素养有侧重点和层次性地进行试题的选择、改编和原创是必不可少的。命题素材可在社会热点、科技论文成果和现实生活中获取，以问题情境激发学生的好奇心和求知欲。试题的命制需要按照标准的命题程序即明确考试要求、创设问题情境、设计核心素养量表以及审核修改定题。教师在进行核心素养的评价时还需注意从学习水平和学习过程等不同的方面进行评价，如以试题、作业以及具体的实践应用等方式进行评价。
【参考文献】
[1]中華人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018
[2]刘恩山.生命观念是生物学学科核心素养的标志[J].生物学通报，2018，53（01）
[3]吴成军.试论科学思维及其在生物学学科中的独特性[J].生物学教学，2018，43（11）
[4]余景耀.中华优秀传统文化在培养生物学科核心素养中“社会责任”方面的实践[J].中学生物教学，2018（17）
【基金项目】广西师范大学教改项目“基于科学论证的生态学实验教学”。
【作者简介】吴梢琪（1996— ），女，广西玉林人，广西师范大学生命科学学院在读研究生，研究方向为生物学科教学;通讯作者：周岐海，男，博士，教授。
（责编 卢建龙）