回归科学教育的本质,促成科学素养的发展

在对2012年广东高考理综卷生物学试题的分析研究中，老师们对第28题褒贬不一，有些老师甚至认为，用这种题型考查“遗传与进化”，偏离了核心内容。在一次教研会上，笔者谈了自己的看法，得到老师们的认可，特整理如下，以就教于同行。

一、解题思路及特点赏析

1。解题思路

第（1）题，根据题干所给的文字信息“野生型豌豆成熟后，子叶由绿色变为黄色”，辨认出，从第六天开始总叶绿素含量明显下降的曲线B代表野生型豌豆，曲线A则代表突变型豌豆。

第（2）题，先运用基因的转录和翻译机理、基因突变的定义，对图中的现象作出合理的判断，确定是基因相应发生了碱基对的替换、增添。又可根据题意，SGRY和SGRy都能进入叶绿体，说明①②处的变异没有改变其功能，所以突变型的SGRy蛋白功能的改变就是由③处变异引起。

对考生挑战性较大的是第（3）题，其解题思路如下图所示。

2。特点赏析

（1）全面真实地考查实验与探究能力。

该题考查的实验与探究能力包括以下几个方面：一是“确认变量”（如上图所示）。要设计对照实验验证水稻Y基因的功能，就要分析出实验的自变量是有（或无）Y基因；无关变量是受体植株的基因型等，受体植株的基因型要相同，且受体植株不能含有Y基因，以利于对导入的Y基因作用效果的检测，排除无关变量对实验结果的干扰；因变量是衰老的叶片是否由绿变黄。二是“描述自变量与因变量的关系”。不含Y基因的植株，叶片衰老后，维持“常绿”， 含有Y基因的植株，叶片衰老后，颜色由绿变黄。除此以外，还考查了作出假设和预期、列出重要的实验步骤等。

（2）有效地考查了理性思维的方法。

科学方法是人们在认识世界的实践活动中总结出来的正确思维方式和操作方式，是人类认识世界的有效手段和工具。在科学方法体系中，既有哲学层次的方法（如生命的物质观），又有科学的一般研究方法（如实验法、观察法），还有各门学科特殊的研究方法（如生物学研究中的同位素标记示踪法）。生物课程中的科学一般方法，可以分为三类：获取感性材料的方法、理性思维的方法和数学方法。其中，理性思维的方法包括归纳、演绎、分析、综合等。

从上图展示的解题过程看出，该题多次巧妙地考查了分析与综合的思维方法。在设计实验前，要区分出实验的变量包括自变量、无关变量、因变量，就是分析的思维过程。要从整体上去认识和把握研究对象，还要运用综合的思维方法。根据实验的自变量是有（或无）Y基因，作为无关变量的受体植株基因型要相同，且细胞内原有的基因不能掩盖自变量Y基因的作用及表达，二者统筹考虑，初步确定出对照实验的受体植株为y2植株，这一思维过程就是综合。在题目的结论部分，又出现了“植株甲维持'常绿'”这一信息，考生把这一信息与前面的最初推断“受体植株为y2植株”做第二次综合，进一步确认“受体植株为y2植株”是正确的，至此，考生才坚信不疑地沿着正确思路继续往前走。

从上图展示的解题过程看出，该题还巧妙地考查了假说-演绎的科学思维方法。假说-演绎法是生物学研究中具有鲜明学科特色和独特价值的科学方法，它在生物学发展过程中的作用彪炳史册。如孟德尔遗传定律的发现，摩尔根把基因定位在染色体上，都是运用假说-演绎法获得成功的典范。由于现代科学的发展已经不再处于经验材料的收集阶段，而是进入高度的理论概括和演绎的阶段，因此从近代科学到现代科学，以观察（实验）-归纳为主的方法逐渐让位给以假说-演绎为主的方法。该题在让考生预测转基因植株的表现型时，就巧妙地考查了假说-演绎法。用高中生物教材必修2（人教版）P7中所提出的假说-演绎法的定义分析，题中涉及的“问题”是“验证水稻Y基因的功能”，“假说”是“Y基因能调控叶绿素降解，使老叶由绿变黄”，“根据假说进行演绎推理”的过程是：大前提为Y基因能调控叶绿素降解；小前提为植株乙含有Y基因，植株甲不含Y基因；结论为植株乙叶片衰老后，由绿变黄，植株甲叶片衰老后，维持“常绿”。

该题目以考查实验与探究能力、理性思维方法作为命题的立足点，是否偏离了学科的核心内容呢？生物课程是中学阶段重要的科学课程，各国都把科学教育的目标定位为提高学生的科学素养。《普通高中生物课程标准（实验）解读》一书中，对如何理解生物科学素养作了进一步的阐述，生物科学素养反映一个人对生物学领域中核心基础内容的掌握情况，生物学的核心内容至少包括五个方面，其中之一是：“学生应掌握一系列的相关技能，包括操作技能，科学探究一般技能，比较、判断、分析与推理等思维技能，以及创造性和批判性的思维方式。”可见科学知识与科学方法都属于学科的核心内容，前者是“鱼”，后者是“渔”，“渔”更接近核心。本次高考后，有些老师认为，只有考查运用遗传定律进行相关的计算，才是考查核心内容。那就显得有点“外行”了。在传统的生物课程中，存在明显问题的正是科学方法教育的缺失。2012年高考广东卷在这方面所作的尝试，笔者认为，导向是对头的。

（3）洋溢着浓烈的理科思维的“味道”。

在这一生物学问题的解决过程中，除了考查学生的探究能力，分析、综合、演绎等推理能力之外，考生通过分析变量，确定受体植株的基因型、预测实验结果，也是一个建立模型，并依据模型进行推导和预测过程，这很好地考查学生建模的能力。同时试题还引导考生关注与科学技术有关的社会问题的讨论与决策，渗透STS教育。考生不能习惯于应用记忆中的知识去解决，得在草稿纸上不断尝试，深度思考，才能形成解决方案，其思维价值不亚于解答数学或物理试题。所以说，该题洋溢着浓烈的理科思维的“味道”，彰显生物学科属于理科的特色，这是高考命题者梦寐以求的。课改至今，如果高考题让人误认为是靠背诵记忆就能解决的，那是悲哀的，是不能容忍的。

（4）凸显获取信息能力的考查。

该题中出现了一个曲线图，一个氨基酸序列图，考生要挖掘图中隐藏的信息，并与题干中的文字信息紧密结合，充分调动已学知识，通过分析、综合等方法，才能对题中的生物学问题作出正确的判断，得出正确结论，有效地考查了考生获取信息、加工转换信息的能力。除此之外，该题目还综合考查了必修模块和选修模块的知识，考查了基因表达、基因突变等核心知识。

二、对备考的启示

1。老师们对这道高考题的看法存在偏差，这提醒我们，生物学的教研要把提高生物学教师的生物科学素养作为一个重点，这是提高学生生物科学素养的必要前提。要在校本教研中组织生物课程理论的学习，加深对科学过程与方法的理解，对科学、技术、社会的理解，同时，深化对“课标”的研读和落实。

2。科学不仅是一个知识体系，还是一种过程，是一种发现问题、提出问题和解决问题的过程，因此，在高考备考中，同学们在注重基础知识的复习同时，还要加强对科学方法的理解，并尝试运用科学方法解决新情境下的问题。例如对必修2孟德尔豌豆杂交实验的复习，除了理解遗传定律的实质及其应用之外，还要理解并运用假说-演绎法。

世纪之交的课程改革，把中学生物学定位为科学领域的一门课程，其核心任务是提高学生的生物科学素养，其科学教育价值在制度层面上得到了承认。为了充分体现对考生生物科学素养的考查，今年的广东高考理综生物卷作了大胆且有益的尝试。这种考查方法，使仅靠死记硬背、机械训练的应试模式失灵。因此，广大师生要解放思想，实实在在地开展探究性教学、启发式教学，创造性地、不折不扣地落实科学素质教育，在学生学习生物科学的过程中，既习得生物学知识，更重要的是养成理性思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终生学习的能力。一句话，真正做到回归科学教育的本质，促成科学素养的发展。