应用因果逻辑模型 提升学科核心素养—— 对2018年全国卷相关考题的剖析

重庆

因果逻辑是逻辑思维的基础，逻辑思维能力是科学思维的基础，是分析问题、解决问题（科学探究）的关键能力，是学生形成科学观念的重要前提，也是学生践行社会责任的行动指南。笔者通过剖析2018年高考生物全国卷因果类考题，从而建构因果逻辑类考题模型，有利于提升学生的学科核心素养。

一、通过高考试题实现对逻辑思维能力的考查是教育改革与发展的要求

1.“掌握适应时代发展需要的基础知识和基本技能，丰富人文积淀，发展理性思维，不断提升人文素养和科学素养。”——《普通高中课程方案（2017年版）》

2.“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。”——《普通高中生物学课程标准（2017年版）》

3.“根据普通高等学校对新生思想道德素质和科学文化素质的要求，依据中华人民共和国教育部2003年颁布的《普通高中课程方案（实验）》和《普通高中生物课程标准（实验）》，将理解能力、实验与探究能力、获取信息的能力和综合运用能力，确定为考核目标。”——2019年《普通高等学校招生全国统一考试大纲》及《普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》

4.“依据高校人才选拔要求和国家课程标准，科学设计命题内容，增强基础性、综合性，着重考查学生独立思考和运用所学知识分析问题、解决问题的能力。”——《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》

二、因果逻辑思维的模型及变式

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三、因果逻辑模型的分类及特点

1.因果逻辑模型的考查可依据因果复杂程度分为一元因果和二元因果两种类型。一元因果的特点是只涉及一次因果逻辑；二元因果通常表现出“前果后因”的特点，即第一次逻辑关系的结果即为第二次逻辑关系的原因。

2.因果逻辑模型在表述顺序上通常可分为“先因后果”（正序）和“先果后因”（倒序）两种类型。

3.因果逻辑模型在问题设置时常表现为“知因问果”“依果觅因”和“知因果求原理”三种类型。

四、因果逻辑类试题解题策略的步骤

应用因果逻辑模型解答有关试题的策略可以分成四步：读题时明辨“因果信息”；析题时建构“因果模型”；答题时依循“因果模型”；验题时厘清“因果逻辑”。

【例1】（2018年，全国卷Ⅲ，第30题节选）回答下列与蛋白质相关的问题：

（2）通常，细胞内具有正常生物学功能的蛋白质需要有正确的氨基酸序列和_________结构。

【参考答案】空间

【解题过程】第一步：读题时明辨“因果信息”。题中的“果（功能）”是正常生物学功能的蛋白质，“因（结构）”是正确的氨基酸序列和__________结构。第二步：析题时建构“因果模型”。依据读题所得信息，本题在表述时为典型的“先果后因（倒序）型”，设问方式为“依果觅因”，属于一元因果类型，由此在解题时可以建构出本题的“因果模型”：。第三步：答题时依循“因果模型”。通过建构模型，可知蛋白质的结构决定功能，功能正常的蛋白质必须要有正确的结构，蛋白质的结构包括平面结构和空间结构，氨基酸的序列为蛋白质的一级（平面）结构，因此本题的正确答案为空间结构。第四步：验题时厘清“因果逻辑”。答题完成后，该题的完整因果逻辑为因为细胞内蛋白质具有正确的氨基酸序列和空间结构，所以细胞内蛋白质生理功能正常。

【例2】（2018年，全国卷Ⅲ，第30题节选）回答下列与蛋白质相关的问题：

（2）某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，通常，变性的蛋白质易被蛋白酶水解，原因是___________________________。

【参考答案】蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解

【解题过程】第一步：读题时明辨“因果信息”。题中的“果（结果）”是易被蛋白酶水解，“因（条件）”是蛋白质变性。第二步：析题时建构“因果模型”。依据读题所得信息，可发现本题在表述时为“先因后果（正序）型”，设问方式为“知因果求原理”，该题的“因果模型”为二元因果模型：。第三步：答题时依循“因果模型”。分析模型中的条件（蛋白质变性）可知，蛋白质变性主要改变的是蛋白质的空间结构，而蛋白质的一级结构（氨基酸脱水缩合形成肽键生成多肽）没有改变；因此未变性蛋白质具有空间结构与一级结构，变性蛋白质只具有一级结构，所以二者被水解的难易度应该是由空间结构是否发生改变（自变量）引起的。分析模型中的结果（蛋白质被蛋白酶水解）可知，蛋白酶分解蛋白质生成的产物是多肽或氨基酸，其作用对象为肽键，蛋白质被水解的难易程度与肽键有关。综合分析可得出答案：蛋白质变性使肽键暴露，暴露的肽键易与蛋白酶接触，使蛋白质降解。第四步：验题时厘清“因果逻辑”。答题完成后，厘清本题的完整因果逻辑为某些物理或化学因素可以导致蛋白质变性，因为变性，蛋白质的空间结构改变，所以蛋白质的肽键暴露；因为肽键暴露，所以蛋白酶易与之结合，使变性的蛋白质易被水解。

五、因果逻辑模型综合运用典例剖析

【典例】（2018年，全国卷Ⅰ，第31题）题干略

（1）该同学发现，与a相比，b处理后实验兔尿量减少，其主要原因是_____________________________________________________________。

【参考答案】垂体提取液中含有抗利尿激素，促进了肾小管和集合管重吸收水

【模型分类】①二元因果；②先果后因（倒序）；③知因果求原理。

【解题策略】（下划线斜体字为题目要求作答内容）

（2）题第一空：c处理后，肾小管腔内液体的渗透压会升高，实验兔的尿量会_____________________。

【参考答案】增加

【模型分类】①二元因果；②先因后果（正序）；③知因问果

【解题策略】（下划线斜体字为题目要求作答内容，双删除线为隐藏内容）

（2）题第二空：取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色，说明尿液中含有_______________________________________。

【参考答案】葡萄糖

【模型分类】①二元因果；②先果后因（倒序）；③依果觅因。

【解题策略】（下划线斜体字为题目要求作答内容，双删除线为隐藏内容）

（3）若某实验兔出现腹泻，尿量减少现象，导致尿量减少的主要原因是血浆渗透压升高，刺激了存在于_____的渗透压感受器，从而引起尿量减少。

【参考答案】下丘脑

【模型分类】①二元因果；②先果后因（倒序）；③知因果求原理。

【解题策略】（下划线斜体字为题目要求作答内容，双删除线为隐藏内容）

六、应用因果逻辑模型，提升学生学科核心素养

对逻辑思维能力的考查是生物高考试卷命题的必然趋势，考查逻辑思维能力的试题在全国卷中的分布范围、分值比例呈逐年上升的状态。以建构模型的方式来分析、思考、练习，不仅可以让学生快速掌握答题技巧，还能培养学生的学科核心素养。

1.应用因果逻辑模型，能够促进学生形成生命观念。因果逻辑模型的建构过程是学生形成结构与功能观的过程；因果逻辑模型的运用过程是运用生命观念认识生物的多样性、统一性、独特性和复杂性的过程，是形成科学的自然观和世界观，并以此指导探究生命规律，解决实际问题的过程。

2.应用因果逻辑模型，有利于培养学生科学思维。基于高考试题的模型与建模过程，是学生科学与熟练地运用归纳与概括、演绎与推理等思维方法的过程，是体现尊重事实与证据，崇尚严谨的科学态度的过程；因果逻辑模型的运用过程是秉承科学态度、运用科学方法，认识事物、解决实际问题、解释生命现象的过程。

3.应用因果逻辑模型，有利于培养学生的科学探究能力与社会责任感。因果逻辑模型的建构与运用过程是学生针对特定的因果事例，进行观察、分析、探究、表达、交流的过程，是一个充满好奇心与求知欲的过程。运用生物学知识与方法解决生产、生活实际问题的过程，是高效培养学生科学探究能力与社会责任感的过程。