【教学研究】段林奎（泾川一中）：近年高考生物试题情境设计研究及今后教学工作策略

顺应高考导向 践行课标理念 开辟科学探究实验教学新天地

——近年高考生物试题情境设计研究及今后教学工作策略

泾川一中  段林奎

2023年高考已然落幕，它既给施行了二十二年之久的“3+综合”旧高考画上了完美的句号，也给即将开启的新高考指明了方向。深入研究2018至2023年间的高考生物试题，我们会被越来越多的科学探究实验情境设计所震撼，这一特色既是新课标理念的体现，也是今后新高考的发展方向。

一、试题研究

（一）两项说明

1.选择“2018-2023高考试题”做研究的原因

我省在2024年实施的新高考，将是对2017版新课标指导下的新课程教学实践活动及教育教学质量的全面检测。而2018至2023年的全国Ⅱ卷（乙卷）作为过渡阶段的试题，势必兼顾和体现新课标及新课程的要求及特点，研究它们的发展变化规律就能更好地指导今后新高考备考工作。

2.选择“科学探究实验情境设计”作为研究对象的原因

首先，按照新课标的要求，“科学探究”作为高中生物学“四大学科核心素养”之一，是新课程课堂教学的重要组成，是锤炼学生科学思维、提升综合应用能力的重要途径，针对它的关注和研究是新课改的重要方向。其次，“无情境，不命题”已成今后高考命题改革的基本趋势，而“科学探究实验情境设计”又是生物学科从教学活动到考试检测的重要形式。另外，在这六年的试卷中，科学探究实验情境设计呈现出明显的发展变化规律，需要我们通过深入研究来体会高考命题的发展变化，更好地指导今后的新课程教学实践与备考工作。

（二）研究过程

研究过程主要包括科学探究实验情境设计的“内容统计”和“数据分析”两部分。

“内容统计”是指以每年全国高考Ⅱ卷（后期称乙卷）理科综合试题中的生物学科部分作为统计范围，包括必修部分10道题（6道选择题和4道简答题）和选修部分两道题。全面统计带有明显实验（或实践）设计及过程实施、考查学生科学探究能力的试题，并对各简单题的具体分值也进

行了统计。具体情况如下表1：

“数据分析”以表1为基础，按题数、分值、分值占比及情境来源等方向分析处理数据。其中，学科总分按90分计，选择题按每道题6分，必修简答题按每题实际分值，选修部分37、38两题取平均值，进行统计和分析。具体情况如下表2：

（三）研究结论

1.六年时间内，科学探究实验情境设计在生物试题中的出题数量、分值占比逐年提升。尤其在选择题中这一变化趋势更为明显，这也与2016年以后高考生物试题难度不断增加的发展趋势相吻合。生物选择题一眼看出答案的时代，已经一去不复返了。

2.由表2的“情境来源”分析可知，真正“学生实验”及“科学史”类科学探究实验情境设计占比都很低，相反与“生产实践”及“科学研究”相关的科学探究实验情境设计占比却很高。这一特点充分体现了高考考查内容“源于教材而高于教材”的设计理念。

3. 第37、38题考查内容分别涉及《选修一：生物技术实践》和《选修三：现代生物技术专题》，与生产实践和科学研究直接相关，围绕这两题的科学探究实验情境设计基本连年进行。它们和新课程中教材中的《选择性必修三：生物技术与工程》模块相对应，需要引起选科考生的高度重视，因为今后的新高考中，它们不再是“二选一”的做题要求了。

二、课标回归及政策动向解读

《2017版普通高中生物学课程标准》是组织实施高中生物学新课程教育教学活动的基本指南，它对“科学探究”这一学科素养做出了清晰的概念说明，并提出相应教学及评价建议。与此同时，各级教育管理部门出台的与之相关的政策、方案，也会对新课标所倡导的教育教学活动发挥一定程度的推动和监督作用。

（一）课标中关于“科学探究”的定义及施教建议

1.科学探究的概念

“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。

2.课标提出的相关教学建议

新课标针对高中生物学新课程教学活动总共提出了七项建议。其中，第一项“高度关注生物学科核心素养达成”、第二项“组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素养的关键”、第四项“加强和完善生物学实验教学”、第五项“落实科学、技术和社会相关联的教育”、第六项“注意学科间的联系”以及第七项“注意生物科学史和科学本质的学习”，这六项建议均与科学探究实验情境设计密切相关，是增强学生好奇心和求知欲，帮助学生掌握科学探究思路和方法，提高学生实践能力、团队合作及创新精神的主要途径。

3.针对“科学探究能力”的评价建议

新课标在其“评价内容”部分，针对学生的“科学探究能力”也提出来一些具体标准，即“学生是否具备了观察能力、发现问题的能力、设计和实施探究方案以及对探究结果的分析和交流等能力”。这些标准都是我们要在每一单元、每一课时乃至具体的某一习题中，需要对学生加以引导、训练和培养的具体尺度。

（二）近年来围绕生物学科学探究实验教学的政策动向

2022年3月甘肃省教育厅发布了《甘肃省普通高中学业水平合格性考试物理化学生物学实验操作测试标准（2022年版）》，作为今后一段时间高中生物学实验课教学活动及评价的具体指南，必将助力学生科学思维及教学探究能力的发展。

2023年6月教育部印发《基础教育课程教学改革行动深化方案》，着重强调“将学校实验课开设情况纳入教学视导和日常督导”，湖南、黑龙江及山西等省份已将初中理生化实验考查纳入中考范围。同期，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，明确指出中小学科学教育要“坚持以学生为本，因材施教，激发学生好奇心、想象力和探求欲，引导学生自觉获取科学知识、培养科学精神、增强科技自信自立、厚植家国情怀，努力在孩子们心中种下科学的种子，引导孩子们编织科学家的梦想”。

很显然，在“科技强国”“科教兴国”的时代背景下，科学教育的春天已经到来，高中生物学作为科学教育的重要课程，针对学生科学探究能力的培养和评价也将日臻完善。

三、今后科学探究实验教学的基本策略

1.认真学习课标理论，精准定位教学目标

课程标准是组织实施新课程教学活动的设计蓝图，只有认真学习新课程标准，我们的科学探究实验教学才能方向正确、目标精准。针对“科学探究”，课标强调把培养学生“发现、观察、提问、设计、实施、交流及讨论”等能力的训练和培养作为活动开展的基本目标，尤其针对一些经典的学生分组实验，学科教师务必精心组织教学活动，注意引导学生把关注点由“认识理解知识原理”转移到“感悟体验探究过程、训练培养探究能力”层面，加强对实验过程各环节学生参与程度和质量的及时评价，积极引导他们对实验中的异常情况及差异性结果展开分析讨论，形成自己的观点和结论，让经典实验真正成为训练提升学生科学探究能力的主战场。对科学史和课后训练等环节出现的科学探究问题，也要注意引导学生对“方法、技术及实验原则”等方面加强应用和总结，而不是简单阅读或生成答案，导致错失训练的良机。

2.深入研究教材内容，积极改变传统观念

前边的“科学探究”概念强调探究活动旨在“发现现实世界中的生物学问题”，因此高中生物学新课程所涉及的“探究实验教学”已不单指经典的学生分组实验，而是泛指一切与高中生物教材相关的科学探究活动，分散在教材的“问题探讨”“探究·实践”“科学史”“ 思考·讨论（技能训练）”及“课后训练”等多个环节。

在我校《聚焦学科核心素养的高中生物探究实验教学策略研究》省级课题小组的早期研究中发现，“分子与细胞”“遗传与进化”（以下简称必修1、2）“稳态与调节”“生物与环境”及“生物技术与工程”（ 以下简称选择性必修1、2、3）五册教材，共涉及97项科学探究实验教学内容。按总共180学时计算，平均每学时教学内容与0.54项探究实验相关联，尤其在“分子和细胞”、“稳态与调节”模块中，关联度分别达到0.69和0.72，需要引起老师们高度重视，只有深入研究教材内容与教学策略，提高探究实验教学效率，才能实现课标要求的教学目标。

对比新旧教材的实验教学内容，我们还发现：新课程教材验证性实验与探究性实验占比出现了明显此消彼长的变化态势，教学设置不再拘泥于“再现知识原理”，更强调“学生思维品质形成”和“观察、分析、应用及合作等实践能力的培养”。着眼于学生、学校实际情况，教材还对一些实验内容做出增删调整。譬如，将“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”，调整为“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”，既解决了“线粒体结构太小不易观察”的客观困难，又增强了实验的趣味性，且有利于学生“细胞结构功能观”的体会和形成。这种改变旨在提高探究实验的可行性，调动学科教师组织实验教学的积极性，保障探究实验教学落到实处。

另外，新课程教材中，探究实验载体形式出现多元化态势，不再是“学生实验”一家独大，以“科学史”及“课后训练”为载体的探究实验比例显著提高。尤其在“选择性必修”教材中，这一特点更加突出，传统意义的“学生探究实验”只有17项，占比30%；来自“科学史”教学的探究实验有11项，占比20%；“课后训练”中的探究实验则多达22项，占比41%。相对于旧教材，新教材这种大刀阔斧的设置调整，充分体现了新课程全面发展学生“科学探究”能力的课标理念。学科教师需要改变自己“实验教学即学生在实验室中参与的教学活动”等陈旧观念，积极研究教材、课标及高考评价体系，探索与时俱进的新型实验教学模式。

3.遵循课程设置要求，梯度推进教学工作

着眼于关注学生的共同基础和多元发展需求，新课程设置了必修课程、选择性必修课程和选修课程。必修课程主要呈现现代生物学的核心内容，与社会和个人生活关系密切，是后续学习发展的基石，对于提高全体高中学生的生物学学科核心素养具有不可或缺的作用。选择性必修课程所选的内容是学生未来职业与专业发展的基础知识，有助于学生进一步加深对生物学大概念的理解，拓展生物科学与技术视野，提高实践和探究能力。选修课程旨在满足学生多样化兴趣和发展需要，以期为学生进一步学习和职业规划奠定基础。

由此可见，“必修1、2”和“选择性必修1、2、3”五册教材从地位到作用并非完全对等，而是分属于两大阵营：前者更侧重于学科基础性，是所有学生都要掌握的知识体系，承载着最基本的学科技能；后者则是部分学生朝着更高学科素养迈进时的阶梯，是在前者基础上的进一步的追求与发展。科学探究实验在这些教材中的设置也充分体现了这一特点。譬如，高一年级“必修1、2”教材中“探究·实践”类实验和“课后训练”类实验分别占比46.7%和16.7%，而在高二年级“选择性必修1、2、3”教材两者占比分别是30%和41%。这种变化既体现了“探究·实践”类实验在培养学生科学探究能力中基础地位，也突出了以“课后训练” 类实验为代表的其他探究实验在学生专业技能提升中的关键性作用，更反映了学生科学探究能力需要在循序渐进中不断提升的客观规律。

在教学实践中，我们就要积极落实以“探究·实践”为主阵地，兼顾“科学史”“课后训练”及“技能训练”等教学环节，全面实施科学探究实验教学活动的施教理念，有计划、有梯度地持续提升学生科学探究能力。

4.潜心开展教学创新，通力合作谋求发展

国家从2017年开始新课程改革，至今已近7个年头，但我省新课程教学实践才刚刚起步。探究实验教学做为发展学生科学探究能力的主战场，是研究高中生物学课程改革，创新教学模式，提高教育教学质量不能回避的主题。而任何生物探究实验，都是以特定生物材料（或其模拟材料）为对象，使用了特定工具（或教具），运用了是适合的方法，使用恰当评价去开展活动的。那么，探究实验教学的创新就可以从“材料创新”“用具创新”“方法策略创新”及“评价创新”等角度进行尝试和探索。这类创新活动活动就像一条不断延伸的“创新链”：它以教师教学理念革新为起点，以探究实验教学创新为主线，以培养学生科学探究能力为终端。由于研究活动涉及面广、挑战性强，显然不是一两个人所能完成的，需要新时期的广大学科教师在新课程教学改革历史使命感的召唤下，通力合作、潜心研究并持续实践，才能最终取得成功。

5.积极参与科教活动，多维助力学生发展

新课程的实施对教师教育教学观念的更新、教育教学技术的提高提出了更高的要求。课题研究是提升学科教师知识、技能的催化剂，也是创新教学方法、策略的孵化器，更是锻造一支骨干团队的大熔炉。新时期学科教师要积极主动参与省、市、县、校各级课题研究活动，全面提升自身理论水平和实践技能，为高质量教育教学发展创设基础。

新课程的选课、选科机制也给学生发展兴趣爱好提供了可能，学科教师要抓只这一契机，积极推进学生在生物学科的研究性学习活动，切实提升学生的能力与素养。目前，“平凉市高中学生研究性学习年度课题”“全国青少年科技创新大赛”以及“全国青少年科技影像节”等活动，都是组织组织开展生物学科学生研究性学习的良好途径，让一些学科学习兴趣高，精力和时间充沛的高一、高二学生精心选题，积极参与研究活动，可以充分发挥学校生物实验室的科研功能。同时，一些实践调查类的研究课题，还可让学生深入生产生活实际，广泛参与科技推广普活动，强化团队合作和责任担当，最大化的发挥学科教育的社会功能，全面提升学生综合素养。

时光荏苒，岁月如梭。22年前，高中生物学科搭乘“理科综合”顺风车回归高考队伍，明年6月，它又将要以“选科考试”的身份，帮助热爱生命科学的学子圆梦高考。几十年来教材内容、教学理念及施教策略等方面都发生了诸多变化，这些变化既映衬了不断发展的时代侧影，也昭示着即将开启的科教兴国战略的灿烂黎明。

主要参考文献

[1]中华人民共和国教育部，普通高中生物学课程标准（2017版）【S】.北京:人民教育出版社，2018：5；56-62.

[2]吴成军，生物学学科核心素养的教学与评价，【M】.上海:华东师范大学出版社，2020：71-88.

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创刊日期：2016年6月2日  

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