創設真實情境考查學生高階思維的生物學命題實踐

吳學文 朱曉燕

摘要 《中國高考評價體系》要求將情境作為高考的考查載體承載內容，這為階段性評價考試命題提供了明確方向。在生物學試題命制實踐過程中，如何基于學生的知識基礎和認知水平，選取合適的情境素材，創設真實情境；又如何在真實情境下聚焦考查目標，設置從知識到思維考查的遞進性問題或任務，以評價學生在真實情境中解決實際問題的能力，尤其是高階思維能力。 本文將結合命題實踐探討創設真實情境、合理設問這兩個評價性試題命制的關鍵環節。

關鍵詞命題研究 情境化 深度思維 高中生物學

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1 基于真實情境與高階思維的命題是新課程改革后教學評價的重要方向

1.1基于真實情境命制試題是評價學生核心素養發展水平的基本要求

建構主義認為，學習總與一定的社會文化背景即“情境”相聯系。在真實情境下學習，可使學習者充分利用自己原有認知結構中的相關經驗，同化和索引當前學習的新知識，從而賦予新知識某種意義?！镀胀ǜ咧猩飳W課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）也明確提出，生物學核心素養是為解決真實情境中的生物學問題而表現出的價值觀念、必備知識與關鍵能力。學生學習知識和技能均服務于解決生活中實際問題的需要，因此評測試題的“情境化”不僅符合生物學的學科特性，也有利于落實學科核心素養的培養目標。此外，以情境為載體的試題能較全面的考查學生面對不同問題情境時，組織整合知識并解決問題的能力，切合《中國高考評價體系》以價值為引領、素養為導向、關鍵能力為重點、必備知識為基礎的評價理念，有助于實現評測服務選才、引導教學。

隨著新高考改革地不斷推進，近年來情境化試題的考查形式逐漸成為熱點。在實行新高考政策的省份中，生物學高考試題情境化設問的占比不斷擴大，情境愈發復雜化、多樣化。對該類試題的研究有助于提升考試質量，是促進教育公平的重要抓手。

1.2考查學生高階思維能力是選拔新時代高水平人才的重要舉措

比格斯（Biggs）在 SOLO 模型中，依據學習者回答不同復雜程度的思維結構問題的反應，將認知水平劃分為前結構、單一結構、多元結構、關聯和抽象拓展等五個遞進的層次，以闡釋學習者個體認知的發展過程。其中，前結構、單一結構和多元結構只關注知識的一個或多個方面，未建立起知識間的聯系，屬于低階思維能力；而關聯水平指學生不僅關注知識的多個方面，且已建立起聯系；抽象拓展水平則表示學生對知識的理解達到了概念化和抽象化的水平。關聯和抽象拓展水平均屬于高階思維能力，由具體到抽象的轉變反映了學生認知發展階段的提升?！墩n程標準》提及的生物學核心素養中，科學思維能力強調學生要能基于事實證據，利用歸納概括、演繹推理、模型建模、批判性、創造性等思維方法探討生命規律，論證社會議題。學生生物學核心素養若想達到上述要求，需要學生具有將知識進行關聯和抽象拓展的高階思維水平。因此，借助情境化的試題考察學生的高階思維是評測生物學核心素養的一種有效路徑。

新高考改革正在全面推進中，教學如果仍沿用單維度，僅以識記為導向的目標設定及評價方式，易使學生養成死記硬背、機械訓練的行為習慣，不利于培養學生的學習主動性和創造性思維，也無益于提升學生在具體情境中遷移、運用知識解決實際問題的能力。將生產生活或科學研究中的真實情境合理運用到生物學試題命制的過程中，讓學生在情境中運用所學知識，借此評測學生是否具備將知識在學與用間進行關聯和抽象拓展的高階思維能力，是落實新課程改革，選拔新時代綜合性、應用性、創新性高水平人才的重要舉措。

2 例析創設真實情境考查學生高階思維的高中生物學命題實踐

根據《課程標準》學業水平考試與命題建議中對命題程序的要求，評價性試題的命題應包含四個環節：①明確測試的性質類別，確定檢測難度；②規劃核心素養的測試構架；③創設真實情境、合理設問；④審核修改試題?！皠撛O真實情境、合理設問”作為試題最終呈現的關鍵環節，要求教師結合教材必備知識選取合適的情境素材，將其轉化為實際問題并推敲問題設置，以便考查學生的高階思維?，F以筆者參與命制的2022年福建省南平市高三質檢生物學試卷的某一主觀題為例，對情境素材的選取和基于高階思維測評的問題設置策略展開例析。

2.1情境素材的選取要注重科學性，素材的處理要符合學生認知

情境化試題命制的關鍵是找尋合適的背景材料，命題教師可以根據教材內容中與生產生活聯系密切的章節，如光合作用、生物育種、免疫與人體健康、生態環保等，收集真實、鮮活的案例資料。最新的科技發展也常作為高考命題素材，階段性評價的命題教師可以開拓視野，尋找與高中生物學重要概念關聯緊密的科技論文作為創題背景。發表在學術期刊的科技論文常具有較高的權威性和學術性，其研究成果基于真實的科研實驗，內容遵循科學規范，數據詳實、表述嚴謹、邏輯清晰，以此為創題素材能保證試題的科學性。同時，基于真實科研情境的試題，還能引導學生從科研人員的角度思考問題，提升學生的科研興趣，促成其對知識的理解與應用。筆者選取科研論文《外源褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化能力以及光合作用效率的影響》作為本次命題的情境素材，該論文發表于《西北植物學報》，具有一定的權威性，內容新穎，研究方向與高中生物學重要概念光合作用緊密相關。

論文研究外源褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗生長特性、膜透性、滲透調節、抗氧化物酶以及光合作用指標等多方面生理因素的影響，并對各項指標的檢測原理和操作過程進行詳細的生化分析。論文內容程序繁雜、專業性強，超出《課程標準》對高中學生學業質量的評價要求。因此，依據《課程標準》和教材對論文進行節選與改編，充分挖掘科技論文中指向核心素養考查的知識點，其余信息在保證科學的基礎上刪繁就簡，最后調整部分信息的呈現形式和表述方式，以適應高中生的閱讀習慣與認知水平。

素材經處理優化后修改為題例，其題干信息如下：紫花苜蓿為多年生豆科優良牧草，土壤鹽堿化是其產量的重要限制因素。為探究外源褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗光合作用的影響，科研人員進行了A～E 五組實驗：A組（蒸餾水）、B組（150 mmol/L 氯化鈉）、C 組（150 mmol/L 氯化鈉+30 umol/L 褪黑素）、D 組（150 mmol/L 氯化鈉+50 umol/L 褪黑素）、E 組（150 mmol/L 氯化鈉+80 umol/L 褪黑素），各處理組均在相同且適宜的條件下培養，取培養至第7天的紫花苜蓿幼苗測定葉片中丙二醛（會對葉綠體的膜結構造成損傷）和超氧化物歧化酶（能清除丙二醛）的含量、凈光合速率和氣孔導度的變化。請回答：

題干中“紫花苜蓿為多年生豆科優良牧草，土壤鹽堿化是其產量的重要限制因素”指出研究的重要意義，“為探究外源褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗光合作用的影響，科研人員進行了A～E 五組實驗”指明研究的對象和實驗目的。根據學生的認知習慣，整理歸納實驗信息后為學生呈現對照組及實驗組的具體處理方式，并對部分課外知識進行必要補充，以便學生作答，如丙二醛會對葉綠體的膜結構造成損傷，超氧化物歧化酶能清除丙二醛等。其余與試題無關的信息刪減，既符合科學性要求，能保證試題情境的簡明和學生答題所需條件的充分性。此外，以柱狀圖的形式呈現數據不僅能保證情境信息的充足性，也有助于減輕學生的閱讀負擔。

2.2問題的設置要緊密結合情境，注重指向性連續性與層次性

《中國高考評價體系》提出“一核四層四翼”的評價框架，不僅明確了高考的核心功能、考查內容和要求，也為階段性評價考試命題指出明確方向。以《中國高考評價體系》作為理論依據，題目立意應導向立德樹人，問題設置應具有明確的任務指向，設問應為了解決情境中的核心問題而存在。同時，情境化試題要特別注重設問的連續性和層次性，在真實情境中，問題絕非孤立存在，一個問題的解決常伴隨著新疑問的出現，因此教師在命題時要注意建構不同設問間的邏輯關系，讓不同小題的設問形成具有層次性、難度循序漸進又環環相串的“問題鏈”，如此不僅能提升試題情境的利用率，還能減輕學生的答題負擔，實現高考評價體系“基礎性、綜合性、應用性、創新性”的考查要求。

在題例試題設問的推敲環節，命題者主要圍繞素材“鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗光合作用的改變”以及“使用外源褪黑素后的變化”，拓展多個關聯知識點。同時，為考查學生抽象拓展的高階思維，設計如下層次遞進的4個問題，各小題考查內容和考查要求詳見表1。

（1）實驗中利用模擬鹽脅迫，結合A、B 組實驗結果分析，鹽脅迫下植物丙二醛增多主要會對光合作用過程產生直接影響，同時鹽脅迫環境下植物氣孔導度降低也會導致植物，凈光合速率降低。

（2）在不同濃度的褪黑素處理下鹽脅迫的紫花苜蓿凈光合速率都有提高。若不考慮鹽脅迫對呼吸速率的影響，請結合實驗結果，分析其原因。

（3）褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿植物光合作用的影響與其使用劑量有關，研究小組欲探究外源褪黑素提高鹽脅迫下紫花苜蓿的凈光合速率的最適濃度，請寫出實驗的基本思路。

（4）除噴施適宜濃度的褪黑素外，農業生產上還可以采取什么措施提高植物耐鹽能力。

小題（1）要求學生分析題干信息，明確該科研情境中研究者利用150 mmol/L 的氯化鈉模擬鹽脅迫進行實驗，以考查學生在科研情境中獲取信息的能力，也兼顧必備知識的考查。小題（2）要求學生結合科研情境對實驗結果進行分析，實驗中發現在不同濃度褪黑素處理下，受鹽脅迫的紫花苜蓿凈光合速率均有所提高，結合該科研情境中測定的丙二醛含量、超氧化物歧化酶含量、氣孔導度數據，可對鹽脅迫條件下紫花苜蓿凈光合速率提高的原因進行分析，注重“學科素養”的考查。在小題（2）明確不同濃度褪黑素都能提高鹽脅迫條件下紫花苜蓿凈光合速率的基礎上，設置小題（3）要求學生結合情境提出進一步探究外源褪黑素提高鹽脅迫下紫花苜蓿凈光合速率的最適濃度的實驗思路，以進一步深化該科研情境的應用。該小題注重“關鍵能力”的考查，可對學科核心素養中“科學探究”能力進行評測。在小題（3）后設置開放性的小題（4），引導學生發散思維思考除噴施適宜濃度的褪黑素外，農業生產中還可以采取什么措施提高植物耐鹽能力，該小題注重“核心價值”的考查，通過開放性設問進一步評價學生的抽象拓展高階思維能力。

2.3制定注重客觀性和有效性評分標準，審核并校正試題

為對學生的學業質量做出有效評價，試題需要制定一個客觀的評分標準來指導整個評價過程。評分標準的制定要以客觀事實為依據，結合學生的答題習慣預判其可能的作答結果，設置不同層次的得分點，以有效區分不同程度的學生。題例參考答案及評分說明詳見表2。

評價過程中嚴格執行該標準，以保證評價的有效性和客觀性。試題命制的最后階段還需對試題及答案的文字表述以及圖表的科學性等多個方面進行審核和校正，保證試題的準確和精致。

3 命題實踐的反思

基于真實情境的試題要實現“情境與知識的順利融合”，對命題者的命題水平提出了更高的要求，命題策略不一而足，但都要求命題者在內容考查上不僅要關注知識本身，更須關注相關知識在學科素養培育中的核心價值。命題者要能據此選取合適的情境素材，創設真實情境，以此承載考查內容。情境化試題的設問要聚焦考查目標，尤其是充分考查學生具體情境中抽象拓展知識解決實際問題的高階思維能力，突出試題引導教學以及“服務選才”的功能。

參考文獻：

[1]何克抗.建構主義——革新傳統教學的理論基礎（上）[J].電化教育研究，1997（03）：3-9.

[2]中華人民共和國教育部考試中心.中國高考評價體系[S].北京：人民教育出版社，2019：4.

[3]張浩，吳秀娟，王靜.深度學習的目標與評價體系構建[J].中國電化教育，2014（07）：51-55.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社：5，64.

[5]趙麗娟，麻冬梅，王文靜等.外源褪黑素對鹽脅迫下紫花苜蓿幼苗抗氧化能力以及光合作用效率的影響[J].西北植物學報，2021，41（08）：1355-1363.