化繁为简巧论证，发展素养答考题——从一道生物高考题谈起

林 静 （厦门第一中学 福建厦门 361003）

紧扣能力立意和素养导向是近几年高考生物试题的特点。全国I卷的生物学试题连续3年以难度较大的《必修2·遗传与进化》模块的内容作为选择题的“压轴”，一定程度上成为了考查考生生物学思维和创新能力的风向标。二轮复习备考可以从研究真题中获得一些有益的启示。

1 基于实验情境和现象解释的命题

生物学是一门以实验为基础的自然科学，科学探究是人们认识自然界并做出解释的方法。探究实验题能很好地考查学生理解、分析、解决问题的能力。以2018年全国I卷的第6题为例，这是一道根据特定的生物实验现象推测产生原因的题目。题干呈现的实验情境是两种突变的营养缺陷型菌株混合培养后，发生遗传物质的交流（接合），出现新型的未缺陷的菌株。实验情境是新的，学生要进行推测并解释原因，并能从所学的知识中找到证据来论证自己的观点。这符合探究的学习过程，也是命题者出题的意图。

解答此题需要联系教材中突变体细菌可遗传变异的来源、基因对性状的间接控制、细菌的转化本质是基因重组等知识点；需要掌握艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验的过程和结论；还需要迁移教材原型作出比较分析。可见，本题考查了考生必备的学科知识及获取信息、理解、迁移知识等能力。据考后的本校学生访谈，认为此题有一定的难度，花费较多时间读题和分析思考。此类考题情境化程度高、知识涉及面大。体现思维过程、有一定综合性的题目在试卷中出现频率越来越高。

2 设置解析试题难点的能力要求

2.1 获取有效信息的能力

第6题命题的素材“细菌的接合”来源大学教材，实验情境复杂，学生熟悉度低，入题慢。如何在新的实验情境中获取基本信息，如实验材料的选择、实验的设计思路、实施的结果，并通过联想、类比、迁移达成新旧知识的转换是学生应对该类考题的难点。从具身学习的观点来看，当复杂陌生的情境由外界强加时是不利学习的，应当将新知识与学生已有的知识经验联系起来的情境才能让知识从学生内心生长。教材中有较多生物科学史的教学内容，与本题相关的比如“人类对遗传物质探索过程”中的实验也比较复杂，需要学生能重现探究，将新的经验和过去的经验相联系，根据有效信息作答。

2.2 知识碎片整合迁移的能力

本题的难点在于C、D选项的判断，它们是指向同一角度的设问，即是DNA还是RNA使得缺陷型的突变体变成了新型大肠杆菌呢？学生面对选项无法判断的原因是：认为mRNA可以作为翻译的模板，指导蛋白质的合成，生物的性状主要通过蛋白质体现；而DNA作为遗传物质，也能控制蛋白质的合成。究其原因是学生知识的碎片化。碎片化的、未建立关联的知识是无法发生迁移的。虽然，高考试题问题情境多数原创，但所需的知识、能力仍旧是与教材教学有很大交集，实现知识的整合迁移有利于解答难题。

2.3 观点论证与问题解决的能力

科学理论与支持它的证据有关，当新的情境出现、寻求新的理解的过程中，学生需对提出的问题，运用证据来支持主张和观点：在细菌中发生转移和重组的是什么物质，有无相关的证据或实验结果来论证。从答题情况来看，学生论证问题的全景角度不够，证据意识较弱。需支持的观点：细菌能转移和重组的物质是DNA，不是RNA，相关的支撑证据有：（1）DNA独特的双螺旋结构更稳定，可以通过半保留复制保持遗传的稳定性。（2）RNA是少数病毒的遗传物质，病毒必须通过侵染细胞才能成活。RNA不稳定，容易变异。（3）大肠杆菌不是靠侵染细胞来繁殖。细胞正常情况下不会发生RNA逆转录或RNA的复制。（4）处于感受态的大肠杆菌容易吸附外源的DNA，DNA得以重组。不同角度的知识都指向正确的观点，解题时易受相近概念干扰、反复尝试、思维聚焦慢都是解决问题能力欠缺的表现。

3 突破策略及二轮复习备考的建议

3.1 化繁为简，创设情境教学

针对高考试题的“新奇”性、情境的复杂性，教师在二轮复习讲评习题时应注重方法的引导、剥丝抽茧，将复杂的问题情境变成一个个由易到难的小问题。如由题干第1句解决：大肠杆菌属于细菌，出现突变体M、N变异的来源是什么？突变体的性状产生变化的直接原因和根本原因是什么？题干第2句转换为：缺陷型的突变体M、N混合培养后，细菌也有“社交”，新出现的大肠杆菌X，性状的改变是由DNA还是RNA控制的，从哪里获得？转化后的问题是学生感兴趣的、可解决的，可以通过小问题一一寻求到所需知识。

化繁为简，转换成简单的情境，并基于问题引导的学习有利于知识的获取。因此，教师在二轮复习中应精心设计承载教学内容的情境，既能重新激发学生的兴趣，又有助于知识的记忆和运用。教学时，教师不能只注重学生对事实性知识的掌握，而应通过创设相关情境，发展学生的思维。例如，关于教材中探索“遗传物质是蛋白质还是DNA”，教师通过提出疑问、步步引导、层层追问、循序渐进，从实验材料的选择、实验的设计思路、实施的结果分析，让学生体验探索历程，在解决问题中学会科学探究，在情境活动中发展科学思维，最后解答疑惑，阐明结论。教师可挖掘素材，创设教学情境，精心设计引导并拓展学生的思维。

3.2 知识迁移，寻找逻辑关联

解决的关键是能迁移联系课本中知识。只有当碎片化的知识、不同类型的知识向结构化整合，才便于提取和应用，完成知识的迁移。如本题涉及的知识点间的关系如图1所示。

这张概念图实际上就是教材中必修2第三、四章基因的本质、基因的表达章节中重要知识点间的联系。学生弄清这些联系，就能运用与题目情境相似的细菌的转化来做知识的迁移。

图1 题6相关知识点间的逻辑关系

在二轮复习中，建构知识网络、形成概念模型或图表是常用的教学方法。教学时，教师不仅要让学生记住一些零碎的生物学事实，还需从生物学事实出发，通过归纳分析，形成一般概念，并以此来建构知识框架。教学内容应从碎片化向结构化整合，设计指向同一内容的深度学习。全面的知识通过科学的思维方法整合梳理，便于迁移应用。知识是提升素养的根基，科学思维的训练是达成素养的途径。教师要充分调动学生运用生物学学科知识来解释生命现象，提出观点，并设法论证观点，建立论据间的关系，使教学落实成为指向同一知识点的聚焦学习，并把生物学科学素养融入到知识体系中。

3.3 加强证据意识，提升文字表述能力

生物学教学的根本价值追求就是学科素养。平时的教学过程也可以看成是认知的一个过程，通过多元策略发展学生的科学思维，尤其是批判性思维。教材中的知识迁移、技能应用、思维拓展等大量内容都要求学生具备提出观点、分析解释、说明理由等论证能力，是教师可以利用的现成资源。

教师提供资料，鼓励学生分析并提出不同的主张，并要生物学事实和证据来支持。这些不同的主张，有些是正确的，有些是错误的。学生要论证自己提出的主张需要证据，辩驳错误主张也需要证据。在该过程中，学生通过对比、分析、论证，了解到不同主张间不一定是对立的，只是立场和角度不同。另外，学生还可以思考观点间的关系。基于论证的教学模式（图2）既发展了批判性思维、创新思维，在此过程中学生也学会了表达自己的立场观点。

图2 论证的教学模式

3.4 鼓励探究创新，发展学生核心素养

高考命题情境新颖、问题设计注重逻辑，综合性强，重在考查学生在新情境下的知识迁移能力、分析应用能力、对实验方案的评价能力等。因此，鼓励学生参与科学体验是提升综合能力的有效途径。教师要将课堂教学与实践课程相结合，鼓励学生参与到具体的科学探究实验活动中，开展论证驱动的实验教学。以第6题的情境为例，教师可以继续设问：如何证明M突变体是氨基酸甲缺陷型的菌株？如何证明大肠杆菌X中获得了转移来的功能基因？教师可以提供实验材料、试剂、微生物培养方法；也可以提供植物缺素症的实验思路、分子杂交技术等角度让学生写出实验思路，并设计实验，分析预期结果等，对于不同的设计方案，学生进行评价和修正。有兴趣的学习小组可开展“营养缺陷型菌株的筛选”的实验。教师还可以进一步提出问题，以拓展学生的思维：不同类细菌DNA片段的交流有何意义？具有什么应用前景？教师要求学生查阅资料撰写关于细菌接合实验的综述，还可以鼓励学生以细菌的“基因交易”为题撰写科普小论文。这些活动能有效地训练学生收集资料、分析与归纳、审视与评价的能力，同时也能提高科学探究及文字运用能力，发展了核心素养。