高考生物：考什么、怎么考？

  楊  帆1  李秀芹2

（1. 教育部考試中心，北京 100084；

2. 北京聯(lián)合大學，北京 100101）

楊  帆（1963—），女，教育部考試中心，副研究員；

李秀芹（1966—），女，北京聯(lián)合大學，副教授

 摘要：“考什么”和“怎么考”是考試命題不可逾越的兩大核心問題?；诓煌嵌?，對高考生物學科“考什么”的問題，可以有多種答案。本文認為，應該首先關(guān)注國務(wù)院下發(fā)的相關(guān)文件、《考試大綱》《考試說明》等從不同層面對這個問題的回答。高考生物學科“怎么考”也可以有多種思考角度和答案，本文所關(guān)注的是試題的設(shè)計思路問題，并依托相關(guān)的研究成果，探討了高考生物學科試題編制過程中如何體現(xiàn)原創(chuàng)性、科學性、匹配性、簡約性等設(shè)計理念，并討論了原創(chuàng)性和“萬變不離其宗”、科學性和模糊性、設(shè)問和答案匹配、簡約和解題條件充分等關(guān)系。

   關(guān)鍵詞：高考改革；高考生物；命題

高考是一項倍受社會關(guān)注的教育考試。生物高考作為高考的組成部分，在國家人才選拔、導向中學教學和實現(xiàn)社會公平中起著非常重要的作用。自1977年恢復高考到2017年，40年來生物學科在不同時期的高考中所扮演的角色是不同的，生物學科在高考中所占的分數(shù)也在發(fā)生變化，如1981年在高考總分中占30分，1993年占70分，1999年在廣東省高考總分中占150分，2014年在高考廣西理科綜合能力測試（大綱卷）中占72分，2016年在全國大部分省市高考的理科綜合能力測試卷中占90分，2016年高考生物單科（海南卷）中占100分。雖然生物學科在高考中所占分數(shù)一直在發(fā)生變化，但是考什么、怎么考的問題在生物高考的核心地位卻是不可替代的。因此要編好高考生物試題，必須明確考什么、怎么考。換言之，編制好高考生物試題必須著眼于這兩大核心問題。只有準確地把握好這兩方面問題的內(nèi)涵并恰到好處地處理好二者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，才能設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的生物試題。本文從與高考有關(guān)的政策等入手探討高考生物學科“考什么”的問題，依托相關(guān)的研究成果，從相對微觀的角度探討高考生物學科“怎么考”的問題，總結(jié)提煉出對今后生物學科命題具有一定指導意義的編創(chuàng)原則，以期能進一步拓寬高考生物學科試題的設(shè)計思路。

1高考生物學科“考什么”

1.1影響高考生物學科“考什么”的因素

“考什么”“怎么考”的問題是各學科高考的核心問題。關(guān)于高考“考什么”的問題，最新的論述是教育部考試中心主任姜鋼在2016年10月刊發(fā)的《探索構(gòu)建高考評價體系，全方位推進高考內(nèi)容改革》一文。該文從必備知識、關(guān)鍵能力、科學素養(yǎng)、核心價值等層面給予了概括性的回答^[1]。事實上，能夠影響高考生物“考什么”這一問題的因素是多種多樣的、是多元的。例如從宏觀層面講，有2014年國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》（以下簡稱《實施意見》）；從中觀層面講，有考試大綱和考試說明、普通高中生物課程標準和教材；從微觀層面講，有課題研究成果、專家對試題的評價報告，乃至某一位生物教師對高考命題提出的合理化建議。本文從宏觀和中觀層面分析影響高考“考什么”這一核心問題的因素，希望有助于拓展對“考什么”問題的思考。

《實施意見》提出要“深化高考考試內(nèi)容改革”“要依據(jù)高校人才選拔要求和國家課程標準科學設(shè)計命題內(nèi)容，著重考查學生獨立思考和運用所學知識分析問題和解決問題的能力”^[2]。為落實《實施意見》的要求，高考各學科采取了不同的方法，如生物學科依據(jù)高校的要求和高中課程標準，嘗試對考生的批判性思維能力、探究能力、以及運用生物學知識解決實際問題能力的考查。

《實施意見》提出“2015年起增加使用全國統(tǒng)一試卷省份”的要求。2016年高考，廣東等6省市由過去的自主命題調(diào)整為一些學科使用全國統(tǒng)一試卷。這一調(diào)整意味著這些省的考試內(nèi)容需要向全國卷靠攏，由于原自主命題省份的考試內(nèi)容與全國卷的考試內(nèi)容存在不同程度的差別，比較一致的，過渡就相對容易一些，差異大的，過渡就在一定的難度。這說明《實施意見》引起了原自主命題省份考試內(nèi)容的變化，這也是《實施意見》影響考試內(nèi)容的例子。

考試大綱、考試說明與“考什么”的聯(lián)系更為密切。考試大綱和考試說明規(guī)定了高考生物學科的能力要求和知識考查要求。與考試大綱不同的是考試說明還指出了考試形式和試卷結(jié)構(gòu)等信息。如2016年版的考試大綱和考試說明提出的能力要求包括理解能力、實驗與探究能力、獲取信息能力、綜合應用能力；所要考查的知識內(nèi)容包括分子與細胞、遺傳與進化、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境、實驗等必考內(nèi)容，以及生物技術(shù)實踐和現(xiàn)代生物科技專題等選考內(nèi)容^[3]?？荚嚧缶V和考試說明是命題和考生復習備考的依據(jù)。普通高中生物課程標準是考試大綱制定的依據(jù)和參照，考試大綱中規(guī)定的考試內(nèi)容基本是根據(jù)標準確定的，教材則是命題的參考。

上面從宏觀和中觀層面探討了影響“考什么”的因素，我們認為在高考生物學科命題和復習備考的過程中，既要關(guān)注考試的具體內(nèi)容，如細胞的組成、結(jié)構(gòu)和功能，也要關(guān)注這些具體內(nèi)容背后的東西，如國務(wù)院下發(fā)的與高考有關(guān)的文件，考試大綱、考試說明、課程標準等。事實上，后者正是以往被人們忽略和重視不夠的部分。多年來在有關(guān)高考的調(diào)研中，一些老師和學生所關(guān)注的往往是更加具體的考試內(nèi)容，或市場上各種復習資料中的內(nèi)容，這是一種舍本逐末的做法。

1.2高考生物學科的考試內(nèi)容

普通高中生物課程標準或教學大綱是考試大綱制定的依據(jù)，那么依據(jù)課程標準或教學大綱確定的高考生物學科的考試內(nèi)容有哪些呢？下面以2016年版的考試大綱為例，對相關(guān)的考試內(nèi)容做一舉例性的介紹?？荚嚧缶V規(guī)定的遺傳與進化部分的考試內(nèi)容有細胞的減數(shù)分裂、動物配子的形成過程、動物的受精過程、人類對遺傳物質(zhì)的探索過程、DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點、基因的概念、DNA分子的復制、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、孟德爾遺傳實驗包含的科學方法、基因的分離定律和自由組合定律、基因與性狀的關(guān)系、伴性遺傳、基因重組及其意義、基因突變的特征和原因、染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目變異、生物變異在育種上的應用、轉(zhuǎn)基因食品的安全、人類遺傳病的類型、監(jiān)測和預防、人類基因組計劃及意義、現(xiàn)代生物進化理論、生物進化與生物多樣性的形成。此外，還有用顯微鏡觀察細胞的有絲分裂等實驗內(nèi)容。

2高考生物學科“怎么考”

對于高考生物學科“怎么考”的問題，人們首先或容易想到的可能是這樣幾個關(guān)鍵點：筆試還是面試，開卷還是閉卷，在線考試（或網(wǎng)考）還是常規(guī)考試。其次則是試卷的結(jié)構(gòu)，如選擇題和非選擇題數(shù)量、試卷難度、試卷滿分和考試時間。第三則是比較微觀的試題設(shè)計思路問題。本文主要從高考生物學科試題設(shè)計思路入手，回答“怎么考”的問題。

2.1試題設(shè)計的指導思想

縱觀恢復高考40年來的生物高考試題，其設(shè)計遵循了以下一些原則：（1）試題的設(shè)計體現(xiàn)了當時國家政治經(jīng)濟發(fā)展的要求。如關(guān)注環(huán)境問題，強調(diào)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)學理念。（2）從國家和時代對人才的需要出發(fā)設(shè)計試題，如體現(xiàn)立德樹人的思想；增強試題的基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性。（3）體現(xiàn)生物學科的特點，尊重學科本身的發(fā)展規(guī)律，如生物學科發(fā)展快、成果多，命題要關(guān)注新舊知識之間的銜接。（4）試題的編制更加重視教育測量學原理的應用。如命題時更加關(guān)注題目的公平性問題，關(guān)注地方差異。（5）更加尊重考生自身的成長規(guī)律。如試題體現(xiàn)人文關(guān)懷的理念，使題材、設(shè)問和答案相匹配；在綜合卷和生物單科卷中設(shè)置選做題。

2.2試題的設(shè)計思路

生物試題的設(shè)計思路可以從不同的角度來思考。如從考試大綱和考試說明的角度出發(fā)，生物高考試題的設(shè)計思路可以歸納為四大方面，即從考試說明的知識內(nèi)容表中選取知識內(nèi)容，考查學生對其的理解能力；從題干給予的背景材料入手，考查學生獲取信息的能力；從已經(jīng)學過的實驗原理、方法和操作步驟出發(fā)，考查學生設(shè)計驗證性實驗或探究性實驗的能力，或?qū)σ恍嶒灧桨缸龀銮‘斣u價、修訂和補充的能力；從學以致用、理論聯(lián)系實際的角度出發(fā)，考查學生解決生活和生產(chǎn)中實際問題的能力，如從免疫學的角度思考如何預防艾滋病，從遺傳規(guī)律出發(fā)思考如何通過雜交實驗來培養(yǎng)抗倒伏抗病的水稻品種。2014年楊帆、徐連清和王健提出了基于能力維度的優(yōu)質(zhì)高考生物試題的標準，該標準將難度、區(qū)分度，原創(chuàng)性、科學性、規(guī)范性、簡約性、設(shè)問和答案的匹配性、邏輯性、適合性等作為標準中的重要成分^[4]。這一標準可以用來評價試題和試卷，也可以用來指導和規(guī)范高考生物試題的設(shè)計。下面以往年的生物試題為例來分析原創(chuàng)性、科學性、匹配性、簡約性等在這些試題中的體現(xiàn)。

2.2.1試題原創(chuàng)性的體現(xiàn)

試題的原創(chuàng)性是指其具有首先創(chuàng)作或創(chuàng)造而非抄襲或模仿的性質(zhì)，即不是仿造而來的。然而在命題的實際操作過程中，我們更希望能從“萬變不離其宗”的角度來思考原創(chuàng)性，也即形式上變化很多，但本質(zhì)上沒有什么變化。因為這樣更真實、更接近命題實際，或者說更具有可操作性?？v觀生物高考，“DNA分子復制”、“ATP在能量代謝中的作用”是《考試說明》^[5]中規(guī)定的考試內(nèi)容，也是學生進一步學習生物學的基礎(chǔ)。對于這些常見的考點，在試題設(shè)計中要做到原創(chuàng)并不容易，但我們把握住一點即“萬變不離其宗”，試題在呈現(xiàn)形式上無論如何變化，其考查學生的還是對DNA分子復制過程、ATP結(jié)構(gòu)和功能這些知識的理解和在新情境中的運用能力。歸攏一下過去的高考生物試題可以發(fā)現(xiàn)，考查與DNA分子復制或ATP相關(guān)的試題，大多是以選擇題的形式呈現(xiàn)，如在2014年高考的不同選擇題中，相關(guān)的選項有：“細胞核中可進行遺傳物質(zhì)的復制和轉(zhuǎn)錄”、“雙鏈DNA分子中一條鏈上的磷酸和核糖是通過氫鍵連接”、“病毒核酸的復制需要宿主細胞的呼吸作用提供能量”、“線粒體合成的ATP可在細胞核中發(fā)揮作用”、“機體在運動時消耗ATP，睡眠時則不消耗ATP”等。而2016全國理綜I卷第29題則很好地體現(xiàn)了原創(chuàng)性的設(shè)計理念，雖然考查的還是DNA復制和ATP結(jié)構(gòu)和功能的問題，但是以非選擇題的形式呈現(xiàn)的，并標出了ATP中磷酸的位置，這種形式非常新穎，也是過去試卷中從未有過的，見例1。

【例1】在有關(guān)DNA分子的研究中，常用³²P來標記DNA分子。用α、β和γ表示ATP或dATP（d表示脫氧）上三個磷酸基團所處的位置（A-Pα～Pβ～Pγ或dA-Pα～Pβ～Pγ）?；卮鹣铝袉栴}：

（1）某種酶可以催化ATP的一個磷酸基團轉(zhuǎn)移到DNA末端上，同時產(chǎn)生ADP。若要用該酶把³²P標記到DNA末端上，那么帶有³²P的磷酸基團應在ATP的    （填“α”、“β” 或“γ”）位上。

（2）若用帶有³²P的dATP作為DNA生物合成的原料，將³²P標記到新合成的DNA分子上，則帶有³²P的磷酸基團應在dATP的    （填“α”、“β” 或“γ”）位上。

（3）將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用³²P進行標記，并使其感染大腸桿菌，在不含有³²P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體（n個）并釋放，則其中含有³²P的噬菌體所占比例為2/n，原因是    。

【答案】（1）γ    （2）α

（3）一個含有³²P標記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復制后，標記的兩條單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中，因此在得到的n個噬菌體中只有2個帶有標記

2.2.2試題科學性的體現(xiàn)

關(guān)于試題的科學性，可以考慮的內(nèi)容很多，如是否符合生物學的事實和理論，舉例來說，“與無氧條件相比，在有氧條件下，酵母菌的增殖速度快”就是生物學事實；符合教育測量學對選擇題、填空題等試題編制的原則性要求，舉例來說，“編制填空題時應做到試題中需要填充的部分預留的空白要有一樣的長度，避免產(chǎn)生暗示”。然而我們要討論的則是如何從“模糊”的理念出發(fā)來實現(xiàn)試題的科學性，見例2。該題的特點是以“某地”、“A品種”、“某研究小組”這些相對模糊的表述形式來保證試題所給素材的科學和準確。事實上，試題中這些詞語在形式上是模糊的，總體表現(xiàn)的效果卻是科學的。就本題的情況來說，環(huán)境條件如溫度、光照、相對濕度與C₃植物小麥的光合速率都有關(guān)，通常光強和溫度達到最高時，小麥的光合速率會降低，會出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，而一天中光強和溫度最高出現(xiàn)的時間不同地區(qū)是不同的，北方夏季通常是中午12點至15點。在命題時，若將“某地”改成一個具體的地方，本題所給的“測定各組葉片光合作用強度的時間”相應地也應該是一個具體的時間，不一定是中午12:30，而地點和時間準確對應的數(shù)據(jù)有時候可能是沒有記錄的，采用模糊詞語進行描述，不影響考生的答題，也保證了試題的科學性，是一個非常好的做法。

【例2】為了探究某地夏日晴天中午時氣溫和相對濕度對A品種小麥光合作用的影響，某研究小組將生長狀態(tài)一致的A品種小麥植株分為5組，1組在田間生長作為對照組，另4組在人工氣候室中生長作為實驗組，并保持其光照和CO₂濃度等條件與對照組相同。于中午12:30測定各組葉片的光合速率，各組實驗處理及結(jié)果如表所示：

回答下列問題：

（1）根據(jù)本實驗結(jié)果，可以推測中午時對小麥光合速率影響較大的環(huán)境因素是        ，其依據(jù)是        ；并可推測，        （填“增加”或“降低”）麥田環(huán)境的相對濕度可降低小麥光合作用“午休”的程度。

（2）在實驗組中，若適當提高第        組的環(huán)境溫度能提高小麥的光合速率，其原因是        。

（3）小麥葉片氣孔開放時，CO₂進入葉肉細胞的過程        （填“需要”或“不需要”）載體蛋白，       （填“需要”或“不需要”）消耗ATP。

【答案】

（1）濕度（或答相對濕度）

在相同溫度條件下，相對濕度改變時光合速率變化較大

增加

（2）四

該實驗組的環(huán)境溫度未達到光合作用的最適溫度

（3）不需要              不需要

2.2.3試題設(shè)問和答案匹配性的體現(xiàn)

設(shè)問與答案之間的匹配問題是生物考試命題尤其要關(guān)注的內(nèi)容，然而做到匹配并不是一件容易的事情，因為在生命體系中，某一生命現(xiàn)象常常可以從不同的層面進行描述，如光合作用發(fā)生的部位可以是在葉綠體中，也可以是在植物的綠色部分。在生命體系中，葉綠體屬于細胞器，植物的綠色部分可能是莖或葉，莖和葉屬于器官。若要考查學生關(guān)于光合作用發(fā)生的部位問題，尤其是希望學生給出的答案與設(shè)問一一匹配時，如答案是葉綠體，就要留神設(shè)問的方式，否則學生從細胞器或器官的角度回答都應該算作是正確答案。下面的例3便是一個在設(shè)問與答案匹配方面有不同意見的試題。有人認為其在處理設(shè)問和答案匹配方面做得不到位，有人認為做得很好。認為做得不理想者提出的理由是，若用教育測量學的效度理論來分析這一試題的設(shè)問和答案，雖然評分說明中強調(diào)了“其他合理答案可酌情給分”這一原則，但他們?nèi)匀挥X得本題的設(shè)問若表述成“簡述腎小管與集合管的物質(zhì)轉(zhuǎn)運功能”似乎與答案更匹配，更符合動物生理學的表述習慣^[6]。

還要提到的是，設(shè)問與答案之間一配多的情況也是存在的，如在開放性試題中，一個設(shè)問可以有不止一個合理的答案與之相匹配。簡答題“農(nóng)田或花園中的雜草都是有害的嗎？請舉例說明?！逼浯鸢副悴恢挂环N，考生可以回答是有害的，如稻田里的稗子是稻田里的有害植物，其與水稻爭奪營養(yǎng)和空間。也可以回答是無害的，如玫瑰花園中金盞草這種植物根部可分泌出一種能殺死土壤中線蟲的分泌物，有金盞草花園中的玫瑰花長得茂盛，而無金盞草花壇中的玫瑰花便呈現(xiàn)病態(tài)^[7]。

【例3】簡述原尿在流經(jīng)腎小管和集合管時所發(fā)生的主要變化。

【答案】

（1）原尿中幾乎全部的葡萄糖和氨基酸以及大部分Na⁺、Cl^－和HCO₃^－在近曲小管被重吸收，少部分Na⁺和Cl^－在髓袢和遠曲小管被重吸收；水則伴隨著溶質(zhì)的重吸收而被重吸收。遠曲小管和集合管對水的重吸收與血漿滲透壓有關(guān)。

（2）腎小管和集合管通過分泌和排泄作用將H⁺、K⁺和NH₃等物質(zhì)排到小管液中。

2.2.4試題設(shè)計簡約性的體現(xiàn)

有人說，生物學科是理科中的文科。一種解讀是其可以用較多的文字對某些問題進行描述。不管怎么理解這句話，我們認為簡約應該是生物命題中需要倡導和捍衛(wèi)的原則。現(xiàn)以生物高考中與實驗方案有關(guān)試題為例對簡約性問題做一分析，見例4。眾所周知，一個完整的生物學實驗方案應該包括實驗目的、材料用具、原理、方法步驟、結(jié)果預測和分析、以及得出結(jié)論等，因此描述其常常需要較多的文字。當將某一方案改寫成一道實驗題時，詳細的描述是不允許的，也是不必要的。因此，需要對實驗方案進行簡化^[8]。簡化的原則是要保證簡化后試題的解題條件仍然是充分的，因此簡化的過程是費時的、是需要智慧的。在此主要討論實驗題中實驗條件的簡化問題。對于本題來說，我們認為表中CO₂的狀態(tài)沒有必要給出，因為通常認為在實驗中，對于對照組和實驗組來說，沒有提到的實驗條件應該默認是相同且適宜的，也就是說，人們尤其是命題者和考生對“實驗中研究內(nèi)容之外的其他條件都是相同且適宜的”這一點是默認的，是不需要表示出來的。否則，本題不但要給出CO₂的狀態(tài)，還要給出其他條件，如光強、溫度等，并表明葉片的生長狀態(tài)是相同的，等等。說明一下，本題中碘液是一種檢驗光合作用產(chǎn)物淀粉產(chǎn)生的指示劑，若不在表格中介紹其狀態(tài)，題干文字部分則需要說明。碘液的角色與光合作用的參與者植物、光和CO₂是不同的，因此不可以默認是相同的。

【例4】將在黑暗中放置一段時間的葉片均分4塊，置于不同的試管中，按下表進行實驗，著色最淺葉片所在的試管是