生物学核心素养本位的靶向情境设计及试题编制

闫白洋

摘要 本研究论述了情境在测评学生核心素养中的重要性;比较了靶向情境和教学论情境的差异;在靶向情境中，比较了生物学知识技能本位和核心素养本位这两种取向。在此基础上，举例说明生物学核心素养本位的靶向情境设计及试题编制。

关键词 生物学核心素养 靶向情境 试题编制

中图分类号 G633.91

文献标志码B

当代教育和课程变革中，“核心素养”被赋予了重要的时代意义，特别是在一些国家或地区，“核心素养”正在或者已经成为统领性的发展理念。2014年，伴随《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》的颁布，我国学术界对“核心素养”的关注急剧上升。近年来，国内外教育测评对情境的独特价值有所认可，基于情境的测评实践也逐渐丰富，并强调通过情境设计整合发展学生的核心素养。下面围绕生物学核心素养本位的靶向情境设计及测评这一具体维度，对核心素养的测评进行初步探讨。

1 情境是测评生物学科核心素养的重要途径

人类活动都是在一定情境中展开的，基础教育阶段更是如此。学生核心素养的形成和发展与生活中的具体情境关系密切。目前国际知名的核心素养框架均高度强调情境的重要性，关注特定的生活情境，强调通过情境设计整合发展学生的素养（表1）。

生物学核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的必备品格和关键能力。生物学核心素养主要包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。因此，让学生经历各种复杂开放性的现实情境，解决有意义的真实任务，是评价学生生物学科核心素养发展水平的重要依托。

2 靶向情境和教学论情境的差异

靶向问题情境主要是在学习结束时运用情境让学生学习如何对学业进行整合，并对自己的学业做个总结。靶向情境并不是小练习的堆积，而是一个复杂情境，要求学生在其中对已学过的若干知识和技能进行联接和合并。

教学论问题情境是在某个新学习（新的知识、新的技能等）的背景中，教师为全班学生组织的情景。教学论问题情境帮助学生对某个主题知识或技能加以概念化。这样，学生会更好地掌握自己努力建立的、经过思考的、经过探讨探究的知识和技能。

靶向情境和教学论情境的本质区别是：靶向情境是用来让学生学习整合多种学业知识和技能，并进行测评;而教学论情境是用来进行新的学习。如表2中的案例，教学论情境为学生提供了学生建构细胞膜是磷脂双分子层组成的情境，要求学生针对这个主题进行建构细胞膜是由磷脂双分子层组成。案例中的靶向情境是对细胞膜成分、细胞器、原核生物与真核生物结构特点等知识和技能进行整合和应用程度的测评。

3 生物学知识技能本位和核心素养本位的靶向情境

生物学知识技能本位的靶向情境是以生物学科知识或技能为目标设计情境。如以质壁分离及复原、光合作用过程、微生物营养等知识设计情境。此类情境围绕知识和技能而寻找情境。核心素养本位的靶向情境则是围绕生命观念、科学思维、科学探究、社会责任核心素养而寻找相应的生物学知识和技能设计情景。例如表3的2个案例均是源于微生物的靶向情境，但是在设计的目的和方式不同。知识技能本位的案例围绕着微生物营养包括碳源、氮源、水、无机盐和生长因子而寻找的情境。而核心素养本位案例围绕着科学探究核心素养的水平四中“基于对相关资料的查阅，设计并实施恰当可行的方案”，微生物的营养知识只能作为基础。因此，两个靶向情境有着本质区别。

4 生物学核心素养本位靶向情境设计及试题编制

生物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四个素养，每一个素养分别包括4个水平。为客观测评学生核心素养水平，靶向情境至关重要。

4.1 生命观念核心素养靶向情境设计及试題编制

生命观念核心素养水平四的要求是：“具有结构与功能相适应的观念和生物进化观念，并能基于这些观念识别身边的虚假宣传和无科学依据的传言。具有物质和能量观，并能指导、解决生产和实践中的具体问题。具有稳态与平衡观，并能指导人的健康生活方式;指出某一生态系统的构成要素及影响其平衡的因素。”生命观念核心素养围绕着结构与功能相适应观念、生物进化观念、物质能量观、稳态与平衡观等观念的形成及在生活实践中的应用，其涉及的靶向情境如表4所示。

例如测评物质能量观水平四的靶向情境选择光合作用，具体情境如下（情境改编于2016年上海市生命科学高考试题）。

【例1】玉米叶肉细胞中又有C02“泵”，使其能在较低的C02浓度下进行光合作用，水稻没有这种机制。图1显示了在相同的光照和温度条件下，不同植物在不同胞间C02浓度下的光合速率。各曲线代表的植物情况见表5。

（1） C02可参与水稻光合作用暗反应的过程，此过程发生的场所是____。在胞间CO2浓度200～300之间，水稻光合速率逐渐上升而玉米的不再变化，原因是什么？

（2）现代工业使得大气中C02的浓度不断提高，全球气候不断变暖，这一环境变化趋势人类应该种植什么农作物？为什么？

此靶向情境利用光合作用着重考查学生的生命观念。问题（1）通过光合作用过程、场所和影响因素测评学生对物质能量观的形成，问题（2）测评学生用物质和能量观指导、解决生产和实践中的具体问题。学生的答题分数可一定程度上反映出学生物质和能量观的差异，具有测评价值。

4.2 科学思维核心素养靶向情境设计及试题编制

科学思维核心素养水平四的要求是“能够在新的问题情境中，基于事实和证据，采用适当的科学思维方法揭示生物学规律或机制，并选用恰当的方式表达、阐明其内涵。在面对生活中与生物学相关的问题并作出决策时，利用多个相关的生物学大概念或原理，通过逻辑推理阐明个人立场。”科学思维核心素养围绕根据情境资料通过科学思维方法揭示生物学规律或机制，并进行表述，能利用生物学原理阐明个人立场。理性核心素养靶向情境来源也较为广泛，可以来自于神经调节、内分泌调节、免疫调节、植物激素调节、遗传信息、细胞分裂和分化、遗传方式、微生物、内环境及调节等。

例如通过植物激素靶向情境测评学生的科学思维，具体情境如下（情境改编于2014年上海市生命科学高考试题）。

【例2]开花是多年生植物由营养生长转向生殖生长的重要标志，受日照长度、低温誘导、植物年龄等因素的共同调节。实验表明，只有当FLC的含量达到最低值时方能解除对开花的抑制效应;并且，只有当植株内m1R156含量低于图2所示的开花临界值时，弯曲碎米荠才具备开花的潜能。

（1）弯曲碎米荠体内FLC的含量变化如图2所示，若一株弯曲碎米荠长到第7个夏季，此时该植物总共开花了

次，写出分析过程。

（2）依据上述原理，如要将经济作物的营养生长期缩短，可行的操作是

此靶向情境来自植物激素调节内容。问题（1）测评学生根据情境中描述植物开花条件，通过科学思维解释植物开花次数。问题（2）是在生产中利用开花条件的生物学原理阐明自己立场。学生的答题分数可一定程度上反映出学生科学思维的差异，具有测评价值。

4.3 科学探究核心素养靶向情境设计及测评

科学探究核心素养水平四的要求是“能够恰当选用并熟练运用工具展开观察;针对日常生活的真实情境提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题或可达成的工程学需求;基于对相关资料的查阅，设计并实施恰当可行的方案;运用多种方法如实记录，并创造性地运用数学方法分析实验结果;能够在团队中起组织和引领作用，运用科学术语精确阐明实验结果，并展开交流。”科学探究核心素养围绕提出问题、设计方案、记录数据、分析实验结果、交流表达结论以及在小组和作用表现。科学探究核心素养靶向情境来源较为广泛，可以来自于酶活性的实验探究、影响光合作用因素实验探究、呼吸作用影响因素探究、神经调节、植物激素调节探究、遗传方式探究、微生物实验探究等，也可是非教材教学内容的探究实验。

例如测评学生实验设计能力和分析实验结果能力，具体情境如下（情境改编于2016年上海市生命科学高考试题）。

[例3]分析关于科学探究的资料，回答下列问题。

问题提出：尾损伤是否影响蝌蚪的游泳速度？

研究假设：轻微尾损伤对游泳速度不会有明显的影响。

实验设计：

（1）为使蝌蚪更好地适应饲养箱环境，控制因素应包括______（多选）。

A.水温

B.室温

C.湿度

D.水生植物

（2）选尾部完整的蝌蚪，统一编号后分为3组，用于尾损伤处理。分组的最重要依据是______和______（从下列关键词中选择：蝌蚪颜色，尾长，来源地，游泳速度，蝌蚪编号）。根据尾损伤处理情况，将上述3组蝌蚪命名为轻微损伤组（QW）、严重损伤组（YZ）和对照组（不损伤，CO），待伤口愈合后进行后续实验。

数据采集：记录实验数据，包括编号、组别、原始尾长、断尾前游泳速度（V1）、断尾后尾长以及断尾后游泳速度（V2）。

实验结果：

（3）图3所示实验数据处理方式中，能支持研究假设的有_______________ 和_____________。

此靶向情境来自非教材教学内容。问题（1）（2）测评学生的实验设计能力，包括取样、控制变量和分组依据;问题（3）测评学生运用数学方法分析实验结果，并得出实验结论的能力。学生的答题分数可一定程度上反映出学生科学探究的差异，具有测评价值。

4.4 社会责任核心素养靶向情境设计及测评

社会责任心素养水平四的要求是“针对现代生物技术在社会生活中的应用，基于生物学的基本观点，辨别并揭穿伪科学;制订并践行健康生活计划;向他人宣传毒品的危害及传染病的防控措施;参与当地环保建议的讨论;能通过科学实践，尝试解决现实生活中的生物学问题。”社会责任核心素养围绕生物技术在生活中应用、健康生活方式、保护生物多样性等。社会责任核心素养靶向情境来源包括基因工程、克隆技术、细胞工程、酶工程、水和电解质调节、体温调节、血糖血脂血压调节、免疫、微生物传染病、神经调节、内分泌调节、生物多样性的价值及保护、遗传病的预防等。

例如利用内分泌调节测评学生社会责任核心素养，具体情境如下（情境改编2015年教育部基础教育课程教材发展中心“普通高中课程标准核心素养测试题目”）。

[例4]国际禁毒日宣传周活动期间，某校报拟以“珍爱生命、拒绝毒品”为主题出一期专刊，你准备为校报撰写宣传稿件，所以搜集了吸食阿片类毒品（如吗啡、海洛因等）的吸毒者与健康人的激素检测结果，如表6。根据表中数据及内分泌系统的知识分析，吸毒对未成年人生长发育造成的危害可能有哪些？你对待毒品的态度是什么呢？

靶向情境来自毒品对人体内分泌调节的影响，问题测评学生了解毒品危害和形成健康生活方式的社会责任。学生答题分数在一定程度上可反映出学生社会责任的差异，具有测评价值。

5 小结与讨论

靶向情境是核心素养测评的重要途径，核心素养本位的靶向情境设计以核心素养为主线，寻找相应的情境。由于核心素养的复杂性，如“参与当地环保建议的讨论”“参与社区生物多样性保护以及环保活动的宣传和实践”“能够在团队中起组织和引领作用”靶向情境测评难度较大，还需要不断地研究和改进。

参考文献：

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