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新时期生物学科高考评价体系的构建
2020/12/31 20:13:36 来源: 互联网
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新时期生物学科高考评价体系的构建

  参考2018年1月教育部颁布的《普通高中生物学课程标准(2017年版)》,依据教育部考试中心提出的高考评价体系对当下生物学科高考的功能、考查内容、考查方式等进行思考。在构建的生物学高考评价体系中,将高考评价体系中提到的立德树人”“服务选才”“引导教学”3个方面的功能进行生物学科化;将认知能力、学习能力、实验能力和问题解决能力概括为生物学科的关键能力;将高考评价体系中提到的基础性、应用性、综合性和创新性4种考查方式从生物学科的角度进行阐释。

关键词 生物学科 高考评价体系 构建

 

2014年9月,国务院颁布了《关于深化考试招生制度改革的实施意见》(以下简称《实施意见》),为落实《实施意见》,教育部考试中心提出了“一核四层四翼”的高考评价体系,该体系通过确立立德树人、服务选才、引导教学”这一高考核心立场,回答了“为什么考”的问题,通过明确必备知识、关键能力、学科素养、核心价值4层考查目标,以及基础性、综合性、应用性、创新性4个方面的考查要求,回答了高考“考什么“怎么考”的问题。按照这一理论体系,参考2018年1月教育部颁布的《普通高中生物学课程标准(2017年版)》,生物学科尝试着对新时期生物学科高考“为什么考、考什么、怎么考3个问题进行回答,初步完成了生物学科高考评价体系的构建。

 

1 生物学科高考的功能

高考的作用和功能概括起来包括立德树人”“服务选才“引导教学3个方面。如果将高考的这些功能进行学科化,则每一方面在生物学科高考中的具体含义如下。

1.1  立德树人  生物科学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。根据2018年版普通高考考试大纲的说明,生物学科高考的内容主要包括分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境、生物技术实践和现代生物科技专题。生物学科这些领域研究成果的应用可帮助人们认识和处理所面临的一些问题,生物学理论对学生科学素养的形成,尤其是知识、能力、情感态度与价值观的形成会产生重要的影响。生物学科作为高考中的一个学科,在落实立德树人高考核心功能方面将发挥重要作用。考生通过复习和备考不但可以加深对学科知识的理解、能力的培养,而且也有助于形成正确的价值观,以及养成健康的生活习惯和生活方式。从以往的高考试题看,在价值观等方面,试题常以显性或隐性(也可称作渗透)的形式向考生和社会传达环境保护的思想、可持续发展的观念、生物进化的观点,或宣传近亲结婚、吸毒、艾滋病的害处。因此,立德树人在生物学科高考中的指向,既包括正确的价值观,健康的生活习惯和生活方式,也包括深厚的学术底蕴和专业特长,更包含理想、毅力、创新精神,以及对生物学浓厚的兴趣和强烈的爱,这也是学生进入高校进一步学习必备的本领。

1.2  服务选才  衡量试题区分作用的指标是题目的区分度,区分度也是定量评价试题质量的一个指标。对于一个试题来说,如果水平高的考生会做并得到高分,水平低的考生不会做并得低分,则该试题的区分度就好,区分不同水平考生的能力就强。关于服务选才,生物学科高考的做法之一是,在整个试卷中有的试题只是从一般层面考查学生对生物学基本知识的理解与运用能力,这样的试题设计目标是希望水平高和低的考生都能得分;有的试题可能考查学生对生命过程进行深度和全面思考的能力,这类试题的设计目标是希望高水平的考生能得分。对于一道试题的设计也是如此,试题中的某些设问是希望大多数考生都能得分,某些设问希望少数学生得分。以实验题为例可以发现,有的试题要求考生熟悉所学所做的实验,有的试题则考查学生能将所学实验的原理、方法和技能进行迁移,对一些生物学问题进行探究。良好的区分度是高考实现服务选才功能的一个重要条件,也是实现高考公平、公正的基础。区分度是与难度密切相关的一个要素,例如,若一个试题的难度太大,水平高、低的考生都不得分,题目的区分度则不好;同理,若一个题目太容易,所有考生都得分,题目的区分度也不好。因此,落实高考服务选才的功能离不开试题和试卷的难度,对于一个试题来说,其常以难、中、易不同的形式呈现;对于一份试卷来说,除了整个试卷的难度外,还要考虑试卷的结构难度,即难、中、易题所占的比例。处理好与难度相关的这些问题有利于高考选才功能的实现。事实上,高考服务选才可做的工作很多,例如考试内容选取的习惯,试题的科学性和导向性,教育测量学理论的运用等。这里仅谈及测量学中区分度和难度这2个因素的运用。

1.3 引导教学  生物学科高考引导教学主要表现在高考对关键能力、学科素养、核心价值和必备知识的考查取向。从整体看,我国学生能认识到生物学在提高人类生活质量和促进社会进步等方面的作用,学习生物学的兴趣和生物学科素养普遍较高。虽然这些成就的取得是多方面努力的结果,具有综合性,但生物学科高考的作用是不可忽视的。例如,生物学科高考一直坚持“不超纲”的命题指导思想,这一理念不但有利于教师的教学,学生的备考,为他们进一步深造打下坚实的基础,而且也有利于正常教学秩序的维持和考试公平的实现。再如,从目前我国广大地区的买球app排行十佳平台生物学科教学来看,相比较而言实验教学是一个薄弱环节,个别学校的教师在黑板上讲实验、学生背实验的现象是存在的,这些做法不利于学生实验素养的养成。针对这一现实,生物学科高考希望能在引导买球app排行十佳平台实验教学方面发挥一定的作用,例如生物学科高考通常要求考生熟悉做过的实验,也要求考生能够运用学过的实验原理等对一些生物学问题进行探究。从考试结果看,生物学科高考的实验题对于亲手做过实验并对相关内容有所思考的考生是有利的,这些考生往往能获得较高的分数。试卷中设置这类试题从某种程度上推动了中学生物学科实验的开展,对买球app排行十佳平台生物学科实验教学也起到了很好的导向作用。事实上,生物学科高考引导教学的要点既包括考查内容选择取向的问题,例如考查学科的关键能力,努力避免“偏、怪”的内容,也包括所编制的试题没有科学性方面的错误,若能纠正某些地方出现的科学性错误则会更好关于试题的科学性问题,特别需要提出的是,命题者不希望社会从个案或特例或极端情况出发否定试题有人举过一个例子,若要问,人的一只手有几个手指,答案应该是5个,若用个别人有6个手指的特例否定这一答案的科学性,则认为是不可取的他的例子还有,对待高考试题,个别任课教师常因自己平时讲课的观点或测试所给答案与高考试题或答案不一致,从而否定高考试题的科学性,以推卸责任,这种行为是不可取的,也是不可接受的,甚至是不可理解的。

 

2 生物学科高考的内容

生物学科高考的内容主要包括关键能力、学科素养、核心价值和必备知识等方面,每一方面的具体内涵如下。

2.1 关键能力  生物学科对考生的能力要求主要包括认知能力、学习能力、实验能力、问题解决能力,这4个方面的能力也被概括为生物学科的关键能力。其他方面的能力,例如在理解基础上的记忆能力、观察能力、数学计算能力、推理能力、语言表达能力等也是生物学科高考所需要的。

1) 认知能力。①能理解所学知识的内涵,把握知识间的内在联系。②能用文字等方式描述生物学方面的内容。

2) 学习能力。①能敏锐地发现试题所给的新信息,领会其用意和掌握其内涵。②能运用试题所给出的新信息解决一些相关的生物学问题。

3) 实验能力。①熟悉所学实验,并能运用这些实验所涉及的原理、方法和技能解决一些相关的问题。②具有对一些生物学问题进行探究的能力,如设计实验、分析结果、得出结论、表达。

4) 问题解决能力。学以致用、理论联系实际,能综合运用所学知识解释和解决自然界、人类生产和生活中的一些生物学问题。

2.2 学科素养  生物学学科素养是指人们在解决与生物学有关的生活和生产等方面问题的过程中,以及进行个人决策时所表现的知识和能力水平,以及相关的情感态度与价值取向。学科素养是知识、能力、情感态度与价值观的综合表现,能反映个体在知识、能力、情感态度与价值观方面所达到的水平和潜力。通常问题解决时所采用的路径合理、方法适宜、效果好,则认为素养高。一般来说,在考试中一个试题如果对考生的知识、能力、价值观等进行了考查和区分,则可看做是对考生素养的考查。

上文提到的与生物学科有关的生活问题的例子有普洱茶的制作、泡菜的制作;生产问题的例子有杂交育种,转基因大豆的培育。进行个人决策的例子有是否吃转基因食品,疫苗是接种国产的还是进口的。情感态度与价值取向方面的例子有坚持达尔文的进化论,摒弃神创论和物种不变论。

2.3 核心价值  理解在地球上人与自然环境、人与人、人与生物,以及生物之间的联系是非常密切的。保护自然环境,保护其他生物就是保护人类自己。为实现人类的可持续发展,人与自然要和谐相处。树立和接受自然界中的生物是不断进化的,而不是神创和不变的观点。从生物学科考试命题的角度看,核心价值主要以渗透的方式进行测量,见例1(2017年高考理综全国I卷第5题)。

1,假设某草原上散养的某种家畜种群呈S型增长,该种群的增长率随种群数量的变化趋势如图所示。若要持续尽可能多地收获该种家畜,则应在种群数量合适时开始捕获,下列4个种群数量中合适的是(   )。

A. 甲点对应的种群数量

B. 乙点对应的种群数量

C. 丙点对应的种群数量





D. 丁点对应的种群数量


说明:以草原上散养的某种呈S型增长家畜种群的增长率随种群数量的变化趋势为素材。让学生判断“若要持续尽可能多地收获该种家畜,开始捕获家畜的合适时机是什么”。这一试题向学生传达的生态学观点是,无论是草原上家畜的捕获,还是渔业资源的捕捞,要持续地获得最大捕获量,根据种群增长的S型曲线,都应使种群的数量保持在K/2的水平,这是因为在这个水平上种群增长率最大。试题也向考生和社会传达了这样的思想,即在对待地球资源问题上,若要实现人类自身利益的最大化,就要科学地索取和利用,而不是盲目地索取,只索取和不索取也是不对的。实际上,无原则地索取最终受到损失的还是人类自身。因此为了全人类的自身利益要树立可持续发展的思想,要具有合理利用地球资源的使命感和责任感。

2.4 必备知识  必备知识是指生物学科高考要求考生掌握的知识。这些知识是考生已经学习过的生物学知识,其范围与要求常以当年颁布的《考试说明》为准。例如《2018年普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明(理科)》规定了2018年高考理科综合考试中生物学科所考查的知识。其考查的内容主要分布在分子与细胞、遗传与进化、稳态与环境、生物技术实践与现代生物科技专题5个模块中。这5个模块的内容可概括为生物学科的必备知识。

 

3 生物学科高考的考查方式

生物学科高考的考查方式主要回答生物学科高考怎么考的问题。对于怎么考的问题,可从不同的层面进行思考,例如试题设计的指导思想,试题设计的思路(体现原创性、科学性、匹配性、简约性)等。本文则从“一核四层四翼”高考评价体系中提到的基础性、应用性、综合性和创新性的角度对其进行思考。

3.1 基础性  试题的基础性主要指试题考查的是学科的基础知识、基本技能、基本能力。即为生物学领域中的基本内容,是考生继续学习和走向社会都应该具备的本领,从能力的角度看关注更多的是理解能力和简单的应用能力。体现基础性的试题在考查学科基本要素时大多比较直接、直白,见例2(2017年生物学科高考海南卷第7题),学科基本要素举例如下:

1)生物学基本事实(如植物的向光性,根的向地性);概念(如群落演替、生态系统的稳定性);原理(如细胞呼吸的原理、光合作用的原理);规律(如基因的分离和自由组合规律);模型(如种群数量增长的J型和S型曲线);生物学史上的重要事件(如艾弗里证明DNA是遗传物质的实验)。

2)基本技能(如制作洋葱根尖细胞装片;用显微镜观察洋葱根尖细胞有丝分裂的过程,并用简图表示不同分裂时期的细胞)。

3)基本能力主要指对生物学科知识的理解和简单的应用能力,以及按照实验方案进行实验的能力。

2,下列有关植物细胞呼吸作用的叙述,正确的是(     )。

A. 分生组织细胞的呼吸速率通常比成熟组织细胞的小

B. 若细胞既不吸收O2也不放出CO2,说明细胞已停止无氧呼吸

C. 适当降低氧浓度可降低果实的有氧呼吸进而减少有机物的消耗

D. 利用葡萄糖进行有氧呼吸时,吸收O2与释放CO2的摩尔数不同

答案:C。

说明:该题考查的内容一目了然,即植物细胞呼吸。整个试题对细胞呼吸进行了比较全面的考查,但每个选项针对的则是细胞呼吸的不同方面,且选项呈现的方式可理解为细胞呼吸这一内容中每个要点的变形或变通。例如有机物和O2是有氧呼吸的底物这一表述是有氧呼吸的一个要点。通常作为一个化学反应,当一个底物减少时,另一个底物的消耗量也会相应地降低,所以选项C正确。

3.2 应用性  运用所学知识解释和解决生活、生产以及自然界中一些生物学问题的能力,从能力的角度思考,其考查的是理论联系实际、学以致用的能力,见例3(2018年高考理综全国卷第32题)。

3,下图是某农业生态系统模式图。

 

2某农业生态系统模式图

据图回答下列问题:

1)蚯蚓生命活动所需的能量来自于生活垃圾中的___________(填有机物”“或无机物)。生活垃圾中的细菌和真菌属于分解者,在生态系统中分解者的作用是____________

2)根据生态系统中分解者的作用,若要采用生物方法处理生活垃圾,在确定处理生活垃圾的方案时,通常需要考虑的因素可概括为3个方面,即________________

3)有机肥在土壤中经分解、转化可产生NO3-,通常植物根系对NO3-的吸收是通过________________运输完成的。

答案:1)有机物将动、植物遗体和动物的排遗物分解成无机物;

2)待分解垃圾的性质,引进的分解者生物的种类,处理环境的理化条件;

3)主动。

说明:本题的第2小题是一个比较典型的体现应用性的试题。其主旨是考查学生应用已学过的生态系统中分解者作用的理论(分解者能将动植物遗体和动物的排遗物分解成无机物),思考设计垃圾处理方案要考虑的因素。将有机物分解成无机物属于化学反应,其是完成垃圾处理的核心环节。从化学反应的角度看,反应物的性质(如垃圾的性质),反应条件(如温度),以及参与反应的生物是与反应完成密切相关的因素。从这一分析可以比较容易地得到试题的答案,题目对逻辑推理能力要求较高。

3.3 综合性  综合性主要体现在试题要求考生能够运用不同的知识(或同一知识不同深度的内容)对问题进行分析和解决。要求考生具有将种类不同而有关联的事物组合在一起对某些问题进行分析和处理,例如对于植物体内有机物积累的问题,除了从光合作用的角度思考物质的合成外,还要考虑呼吸作用引起的物质分解过程。再如植物体内ATP的形成,既要考虑到有氧呼吸和无氧呼吸过程,又要考虑到光合作用光反应过程。除运用不同的知识(如光合作用和呼吸作用)分析和解决问题外,还要考虑到运用同一知识不同深度的内容分析和解决问题,见例4(2017年高考理综全国卷的第30题)。

4,植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制,光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度。已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题:

1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中,适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低,原因是_______________。甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率 (填“大于0”“等于0”或“小于0”)。

2)若将甲种植物密闭在无O2但其他条件适宜的小室中,照光培养一段时间后,发现植物的有氧呼吸增加,原因是__________________。

答案:

1)植物在光下光合作用吸收CO2的量大于呼吸作用释放CO2的量,使密闭小室中CO2浓度降低,光合速率也随之降低       大于0;

2)甲种植物在光下光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加,而O2与有机物分解产生的NADH发生作用形成水是有氧呼吸的一个环节,所以当O2增多时,有氧呼吸会增加。

说明:本题第1小题第1个空格与“密闭小室中植物在光下光合速率降低原因”有关,这一设问体现了“综合性”的一个方面,即运用不同的知识分析和解决问题。回答这一问题,考生需要考虑“植物在光下通过光合作用对CO2的吸收、呼吸作用对CO2的释放,以及吸收量大于释放量等因素。

本题第2小题体现了“综合性”的另一个方面,即运用同一知识不同深度的内容分析和解决问题。回答这一问题,考生既需要考虑光合作用能释放O2又要考虑有机物分解产生的NADH与O2结合形成水是完成呼吸作用的重要环节。若只回答光合作用能释放O2O2是呼吸作用的底物,而不回答NADH与O2结合形成水是完成呼吸作用的重要环节,则认为不够全面和深入,也就是说综合性在生物学科高考中也有对知识掌握程度深浅的考虑。

3.4 创新性  通常,创新性思维是指打破固有的思维模式,从新的角度、新的方式进行思考,得出不一样的且具有创造性结论的思维模式。生物学科高考中提到的创新大致有2个方面的含义,一是考查学生的创新能力,二是试题在设计上有所创新。目前生物学科高考中对学生创新能力的考查主要体现在对创新思维中某些要点或要素的考查。例如试题考查的核心是依据新事实或新证据进行判断,提出新观点,得出新结论,而且这个“新”主要是指考生在买球app排行十佳平台阶段没有遇到或学到的观点或结论。试题在设计上有所创新可以理解为试题的新颖性,从具体的实例来说,假设过去的实验题,是让考生设计实验,写出简单的实验思路,现在的则是向考生提供有缺陷的实验方案,让考生评价实验方案,指出不足、写出理由并改正。假如过去的遗传试题,让考生根据杂交实验结果推测株高受几对等位基因控制,依据是什么?在F2中矮茎紫花植株的基因型有几种?矮茎白花植株的基因型有几种?现在的遗传题则是让考生回答根据某同学的实验,能否证明控制黄体的基因位于X染色体上,并表现为隐性?这种改变关注的是新颖性,是试题新颖性的增加,可以认为试题的设计思路有所创新,不可以认为其能考查学生的创新能力。此外,平时提到的试题有新意,不模式化、常规化和套路化,主要指的也是新颖性,有新意的设计理念在某种程度上,也可以避免押题和猜题,有利于试题的保密。本文提到的创新性包括考查学生的创新能力,也包括试题设计思路的创新即新颖性增加。比较考查创新能力和提高试题新颖性这2个要求,可以发现,后者似乎容易做到。从过去的生物学科高考试题看,比较典型的考查创新能力的试题其测量考生的主要是批判性思维能力,并将论据、论点等作为切入点对试题进行设计,见例5(1999年高考生物学第50题)。

5,关于生命起源的问题至今仍是科学家们不断探索的问题。1953年,美国学者米勒(S.L.Miller)进行了模拟实验,开辟了通过实验研究生命起源的新途径。60年代以来,相继发现了一些新的科学事实。1969年阿波罗11号登月成功,经研究揭示,月球表面的许多环形山是陨石坑。它们是在月球刚形成时被大量天体撞击造成的。这表明太阳系初期,天体碰撞频繁,地球也不会例外。可以推测,那时地壳比较脆弱,到处火山爆发,地球表面温度极高,即使有少量的CH4NH3放出,也会立刻被高温和极强的紫外辐射裂解为CO2H2N2。本世纪七八十年代,科学家发现了35亿年前的、由多细胞组成的、结构较复杂的丝状微化石。由此可推断,生命起源可能在40多亿年前就已经发生,那时地球刚形成不久。天文学家已发现了数十种星际分子(是指存在于星际空间的分子),它们大多是有机化合物。1969年坠落在澳大利亚麦启逊镇的陨石中含有氨基酸……”

请结合米勒的实验,指出以上资料哪些不支持米勒实验的结论,并简要说明。

答案:“米勒模拟原始地球的条件,用CH4NH3等合成了氨基酸等小分子有机物,证实在生命起源的过程中,在原始地球的条件下,由原始大气中的无机小分子生成有机小分子物质是可能的。

资料表明,早期地球表面温度极高,原始大气中不可能存在CH4NH3等物质,因此,这一资料不支持米勒实验的结论。资料还显示,星际分子大多数是有机物,所以,地球上最早出现的有机物可能来自星际分子,而不是来自地球,这对米勒实验证实的结论也提出挑战。

说明:试题以科学家对生命起源问题研究的新成果作为论据,将学生在高中阶段已经学过的“米勒实验”的结论作为论点,让考生指出科学研究的新成果中哪些不支持米勒实验的结论。似乎有传统观点被新论据否定之意。

总之,生物学科高考评价体系的构建是一个动态的过程,是一个不断完善的过程,也是一个需要体现实事求是精神的过程。本文希望抛砖引玉,为新时期生物学科高考评价体系的构建提供参考


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