基于高考評價(jià)體系的高中生物學(xué)原創(chuàng)試題命制實(shí)踐

摘要：命制原創(chuàng)試題能夠有效提高教師的教學(xué)教研能力。命制一道具有信度和效度的原創(chuàng)生物學(xué)試題的一般步驟，即在《中國高考評價(jià)體系》與《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下規(guī)劃命題藍(lán)圖，通過搜索文獻(xiàn)確定題目的情境素材，形成初稿后廣泛收集命題組教師的意見和建議，優(yōu)化完善試題，基于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平發(fā)展要求擬定參考答案與評分細(xì)則。關(guān)鍵詞：高考評價(jià)體系；高中生物學(xué)；原創(chuàng)命題；《基因的表達(dá)》評價(jià)是教學(xué)活動中必不可少的環(huán)節(jié)，恰當(dāng)?shù)脑u價(jià)方式能及時(shí)、準(zhǔn)確地反饋教學(xué)質(zhì)量，教師可根據(jù)評價(jià)結(jié)果及時(shí)地調(diào)整教學(xué)活動，讓教與學(xué)更加契合。隨著高中新課程、新教材和新高考的全面實(shí)施，如何設(shè)計(jì)出能檢測學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展水平的評價(jià)任務(wù)成了廣大教師面臨的新問題?，F(xiàn)以命制一道高中生物學(xué)原創(chuàng)非選擇題為例，分析如何基于高考評價(jià)體系科學(xué)有效地設(shè)計(jì)紙筆測驗(yàn)類評價(jià)任務(wù)。一、認(rèn)真研讀指導(dǎo)文件，明確命題趨勢和要求2019年教育部考試中心（現(xiàn)為教育部教育考試院）制定了《中國高考評價(jià)體系》，此文件已經(jīng)成為各學(xué)科高考命題理論指導(dǎo)和實(shí)踐指南。《中國高考評價(jià)體系》的內(nèi)容可歸納為“一核”“四層”“四翼”［1］，而后新高考各學(xué)科考試內(nèi)容改革實(shí)施路徑發(fā)布，例如在高考評價(jià)體系中，關(guān)鍵能力包括知識獲取能力群、實(shí)踐操作能力群和思維認(rèn)知能力群，而生物學(xué)科考試內(nèi)容改革實(shí)施路徑則將這些關(guān)鍵能力細(xì)化為理解能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、解決問題能力和創(chuàng)新能力［2］53?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）是另一個(gè)重要的指導(dǎo)文件，它指導(dǎo)著高中生物學(xué)教學(xué)和評價(jià)的各個(gè)方面?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》中說明了學(xué)業(yè)水平考試的命題原則——以課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，指向核心素養(yǎng)的發(fā)展水平；《課程標(biāo)準(zhǔn)》也明確了命題程序可分為四個(gè)關(guān)鍵步驟：明確測試類別、確定難度—規(guī)劃測試藍(lán)圖—創(chuàng)設(shè)情境、合理設(shè)問—審核修改定題，這為命題指明了具體的實(shí)施路徑［3］。二、依據(jù)指導(dǎo)文件規(guī)劃命題藍(lán)圖根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的命題程序，命題應(yīng)首先明確測試類別、確定難度并規(guī)劃核心素養(yǎng)的測試藍(lán)圖。由于此次命制的題目是用于模擬等級性水平考試，因此筆者將其難度定為0.6左右。筆者結(jié)合《課程標(biāo)準(zhǔn)》和高考評價(jià)體系的“四層”要求，制定出多維細(xì)目表（如下頁表1所示）。而表2所示的多維細(xì)目表則突出高考評價(jià)體系的“四翼”目標(biāo)，由此可以明確基礎(chǔ)性對應(yīng)的是基本層面的問題情境，應(yīng)用性對應(yīng)的是生活實(shí)踐問題情境等。將制定細(xì)目表放在正式命題前，筆者運(yùn)用了逆向設(shè)計(jì)的方式，同時(shí)體現(xiàn)了“教—學(xué)—評”一體化的理念，這樣能夠把評價(jià)內(nèi)容和課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的教學(xué)內(nèi)容相統(tǒng)一，確保教、學(xué)、評具有一致的目標(biāo)。表2突出“四翼”要求的多維細(xì)目表題序思維特征（“四翼”目標(biāo)）考查載體情境類型情境難度（1）基礎(chǔ)性科研情境簡單（2）綜合性文字情境較難（3）應(yīng)用性科研情境復(fù)雜（4）創(chuàng)新性科研情境復(fù)雜]三、原創(chuàng)題的科學(xué)命制過程（一）搜索分析文獻(xiàn)，創(chuàng)設(shè)題目情境在制定多維細(xì)目表、明確測評的目標(biāo)后，命題者便可以開始針對考查內(nèi)容搜索文獻(xiàn)資料，在閱讀和比較多篇科研論文后，最終確定題目的情境素材。例如此次原創(chuàng)題的情境素材來自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)楊東雷研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《植物生理學(xué)》雜志2022年第188卷上的論文。該研究團(tuán)隊(duì)利用EMS（甲基磺酸乙酯）處理水稻，獲得了一株雄性不育突變體。之后經(jīng)過圖位克隆技術(shù)確定此不育突變體的fem1基因發(fā)生了突變。為了明確fem1基因的作用機(jī)理，他們通過生物信息學(xué)技術(shù)檢索到水稻fem1基因與數(shù)據(jù)庫中擬南芥的OsRDR2基因同源，并由此推測fem1基因也具有和OsRDR2基因相似的功能。最終通過一系列的實(shí)驗(yàn)證明了水稻fem1基因通過促進(jìn)花序細(xì)胞中若干基因的DNA甲基化，從而促進(jìn)水稻的生殖發(fā)育［4］。此篇論文中包含了研究團(tuán)隊(duì)的大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但將論文素材轉(zhuǎn)變?yōu)榍榫硶r(shí)要綜合考慮命題目標(biāo)和高中生的知識儲備。最終命題者從上述論文的眾多實(shí)驗(yàn)中挑選出檢測花藥發(fā)育相關(guān)基因mil1和msp1的mRNA相對含量的實(shí)驗(yàn)作為題目情境。這個(gè)實(shí)驗(yàn)既有一般的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，又與基因的表觀遺傳現(xiàn)象有關(guān)，能夠完整覆蓋《基因的表達(dá)》單元的重要概念。（二）精心加工素材，編寫題目初稿根據(jù)挑選的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，命題人編寫出題目的初稿如下。水稻是我國重要的糧食作物，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)楊東雷研究團(tuán)隊(duì)利用EMS（甲基磺酸乙酯）處理水稻獲得了fem1基因突變體。他們發(fā)現(xiàn)該突變體的雄配子不育。為了探究其機(jī)理，研究員通過檢索核酸序列數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)fem1基因編碼RNA依賴性的RNA聚合酶2（RDR2）。請回答下列問題：（1）fem1基因在水稻細(xì)胞中的表達(dá)需要經(jīng)過

和

兩個(gè)過程。（2）與普通的RNA聚合酶相比，RDR2的獨(dú)特之處在于識別的模板是RNA，而相同點(diǎn)有。（答出2點(diǎn)即可）（3）課題組利用RT-PCR技術(shù)分別檢測了野生型和該突變體雄蕊細(xì)胞中與花藥發(fā)育相關(guān)基因mil1和msp1的mRNA相對含量，結(jié)果如圖1。有人推測這種變化是由于這些基因發(fā)生甲基化造成的。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一假說，要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。（可以選擇的實(shí)驗(yàn)材料：野生型水稻、fem1基因突變體水稻、DNA甲基化抑制劑、檢測基因甲基化程度的儀器、檢測mRNA含量的儀器等）（柱狀圖中左邊柱子代表野生型，右邊柱子代表突變體）圖1野生型和突變體中mil1和msp1的mRNA相對含量檢測結(jié)果（4）若你是實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的一員，在目前研究成果的基礎(chǔ)上，你計(jì)劃進(jìn)一步探究的課題名稱是。（三）聚焦評價(jià)體系，優(yōu)化邏輯語言試題初稿交給命題小組的教師進(jìn)行審閱與試做。教師對照多維細(xì)目表對題目進(jìn)行逐項(xiàng)分析，評價(jià)每道小題與細(xì)目表是否契合，逐字逐句進(jìn)行優(yōu)化，得到的修改意見如下。一是題目情境不能充分體現(xiàn)“四層”中的核心價(jià)值，尚未很好呈現(xiàn)“一核”的功能，與社會責(zé)任的聯(lián)系不夠緊密。題目僅提出“水稻是我國重要的糧食作物”，但是沒有交代實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)獲取雄性不育水稻和糧食種植有什么關(guān)系。因此，為了突出題目的育人功能，需要說明所做實(shí)驗(yàn)最終達(dá)成的目標(biāo)是什么，想解決哪些社會實(shí)際問題。二是題目呈現(xiàn)的信息較多較難。例如，題目出現(xiàn)了RNA依賴性的RNA聚合酶2、RT-PCR技術(shù)等學(xué)生非常陌生的名詞，且沒有對這些名詞進(jìn)行解釋說明。第（3）小題檢測的基因名稱mil1和msp1太相似，建議用代號A和B代稱，fem1基因也可簡稱為f基因，從而減輕學(xué)生的思維負(fù)擔(dān)。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖需要簡化處理。由于掌握的統(tǒng)計(jì)學(xué)知識有限，學(xué)生并不明白命題者直接從論文中截取的圖中誤差線代表的含義，也不知道圖中右邊柱子上的兩個(gè)星號的含義，因此必須根據(jù)高中生的數(shù)學(xué)水平對論文實(shí)驗(yàn)結(jié)果原圖進(jìn)行簡化處理，去掉干擾學(xué)生的要素。三是題目的邏輯不夠嚴(yán)密。例如，題干提出已確定fem1基因編碼RDR2，但是RDR2與第（3）小題檢測mil1和msp1的mRNA相對含量之間有何關(guān)系？題目沒有說明實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)為什么需要檢測這兩種基因轉(zhuǎn)錄出的mRNA含量。學(xué)生在不明晰整個(gè)實(shí)驗(yàn)的邏輯鏈條時(shí)，就難以回答第（4）小題這樣的創(chuàng)新性題目。因此命題者要梳理研究邏輯，做好鋪墊層層設(shè)問，防止造成思維的斷層。四是題目整體難度不符合細(xì)目表要求。第（1）小題雖然關(guān)注了基礎(chǔ)性，但是難度過低，無須結(jié)合題目信息條件就可以作答，這樣會導(dǎo)致題目的區(qū)分度不高。第（3）小題難度過高，譬如常見的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題只需要寫出一個(gè)因變量，而此實(shí)驗(yàn)同時(shí)存在兩個(gè)因變量，即需要學(xué)生寫出同時(shí)檢測兩種基因的甲基化程度；實(shí)驗(yàn)材料中還提供了多余的實(shí)驗(yàn)材料——野生型水稻，無疑也會對學(xué)生答題造成困擾。由此看來，命題者要有豐富的命題經(jīng)驗(yàn)，平時(shí)收集好測試反饋的數(shù)據(jù)，才能盡可能準(zhǔn)確地估計(jì)出題目的難度。在收集意見后，命題組又反復(fù)研讀初稿，多次討論，最終將其修改打磨為更成熟的題目。（四）基于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平，確定參考答案和評分細(xì)則在確定題目后，命題組還要寫出相應(yīng)的參考答案，力求做到答案的文字精練且準(zhǔn)確。最后要根據(jù)學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展水平或SOLO分類理論制定評分細(xì)則，便于教師客觀準(zhǔn)確地評分和學(xué)生自評。例如第（3）小題為寫出預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，達(dá)到學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4-3的學(xué)生應(yīng)能運(yùn)用科學(xué)術(shù)語精確闡明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可判2分；而學(xué)業(yè)質(zhì)量水平3-3的學(xué)生能運(yùn)用科學(xué)術(shù)語報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由于不夠精確，可判1分；回答完全和答案相反的學(xué)生判為0分。四、呈現(xiàn)成果（一）題目中國人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己手上。科學(xué)家常常利用水稻雄性不育系研發(fā)高產(chǎn)水稻，水稻雄性不育系可減少母本去雄的繁瑣操作。近期，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)獲得了由f基因突變引起的一種新型水稻不育系。已知影響水稻花藥正常發(fā)育的基因是基因A和基因B，利用技術(shù)檢測出基因A、B在野生型和f基因突變型水稻的花藥中所對應(yīng)的mRNA相對含量如下表所示。請回答下列問題：表3不同水稻的花藥中mRNA的相對含量[水稻類型基因mRNA相對含量野生型基因A0.006基因B0.450突變型基因A0.001基因B0.020]（1）據(jù)表可知，f基因突變體中基因A和基因B的mRNA相對含量比野生型

，說明A和B基因表達(dá)過程受到影響的階段是

。（2）有人推測上述實(shí)驗(yàn)中基因A和基因B的mRNA相對含量變化是由于甲基化修飾造成的?；虻募谆揎椬羁赡馨l(fā)生的部位是

。A.啟動子

B.終止子C.編碼蛋白質(zhì)的區(qū)域

D.起始密碼子（3）現(xiàn)有f基因突變型水稻，以及DNA甲基化抑制劑（DNA甲基化抑制劑可以使DNA去甲基化）和相關(guān)檢測儀器。請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證基因A和基因B的mRNA相對含量變化是由于甲基化修飾造成的。要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。（4）若上述實(shí)驗(yàn)達(dá)成預(yù)期結(jié)果，則可推測出f基因的作用是

。（二）參考答案與評分細(xì)則表4前文所述原創(chuàng)題評分細(xì)則[題號參考答案評分說明（1）第1空：低（1分）可給分：少第2空：轉(zhuǎn)錄（2分）唯一答案（2）A（1分）唯一答案（3）實(shí)驗(yàn)思路：將f基因突變型水稻雄蕊分為甲、乙兩組，甲組用DNA甲基化抑制劑處理，乙組用等量蒸餾水處理（2分）；一段時(shí)間后分別檢測兩組雄蕊細(xì)胞內(nèi)的基因A和基因B的甲基化程度和轉(zhuǎn)錄出的mRNA相對含量（2分）①自變量2分：說明一組是DNA甲基化抑制劑處理，另一組用蒸餾水/清水處理0分：只說明一組是DNA甲基化抑制劑處理，沒有對照組②因變量2分：要檢測基因A和基因B甲基化程度和mRNA含量，且正確說明待測對象1分：要檢測基因A和基因B甲基化程度和mRNA含量，但未說明待測材料是雄蕊細(xì)胞0分：未說要檢測基因A、基因B甲基化程度和mRNA含量預(yù)期結(jié)果：與乙組相比，甲組細(xì)胞內(nèi)基因A和基因B的甲基化程度更低，mRNA相對含量更高（2分）2分：與甲組相比，乙組細(xì)胞內(nèi)基因A和基因B的甲基化程度更高，mRNA相對含量更低1分：一個(gè)結(jié)果正確、另一個(gè)結(jié)果錯(cuò)誤，如與乙組相比，甲組細(xì)胞內(nèi)基因A和基因B的甲基化程度更高，mRNA相對含量更高0分：結(jié)果完全相反，如與乙組相比，甲組細(xì)胞內(nèi)基因A和基因B的甲基化程度更高，mRNA相對含量更低（4）降低水稻雄蕊細(xì)胞基因A和基因B的甲基化程度，從而促進(jìn)這些基因的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而使雄蕊正常發(fā)育（2分）第1分：降低甲基化程度第2分：促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄]五、反思總結(jié)（一）命題應(yīng)突出育人導(dǎo)向立德樹人是教育的根本任務(wù)。在“四層”考查內(nèi)容中，核心價(jià)值處于首位。因此，命題時(shí)應(yīng)充分挖掘試題的核心價(jià)值，突出育人導(dǎo)向，如選取我國科學(xué)家自主研究的成果，提升學(xué)生的文化自信；把為人民服務(wù)的思想、勞動教育等融入試題，起到潤物細(xì)無聲的教育效果。本題的科研情境中，研究雄性不育水稻可以為雜交水稻研究提供新的技術(shù)支持，這讓學(xué)生體會到科學(xué)家的研究工作也屬于勞動，認(rèn)識到科學(xué)和技術(shù)是服務(wù)于人民群眾日常生活的，是能夠切實(shí)提高人民生活水平的，理解提高農(nóng)業(yè)科技水平是實(shí)現(xiàn)“中國人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己手上”的重要保障。（二）命題需要創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境學(xué)生的核心素養(yǎng)水平是在解決新情境中的新問題時(shí)體現(xiàn)出來的，教學(xué)中要創(chuàng)設(shè)情境促進(jìn)學(xué)生形成概念和生命觀念，命題時(shí)則要創(chuàng)設(shè)情境檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用概念和觀念的水平。常用的命題情境包括日常生活情境、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究情境、生命科學(xué)史情境等，命題時(shí)可以靈活選擇使用［2］57。本次命題選用國際學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的科學(xué)實(shí)驗(yàn)情境具有詳實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)，是檢驗(yàn)學(xué)生水平的良好素材。但是需要注意，使用這類情境時(shí)需要恰當(dāng)?shù)剡x擇切入點(diǎn)。因?yàn)閲H期刊的論文中往往有多個(gè)實(shí)驗(yàn)，而在考試中學(xué)生讀題的時(shí)間是有限的，所以命題時(shí)選取論文中最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)或某一兩個(gè)實(shí)驗(yàn)作為命題情境即可，切勿貪多。（三）“四層”中的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力是主要考查目標(biāo)從此次原創(chuàng)命題過程來看，在規(guī)劃藍(lán)圖階段就已經(jīng)聚焦核心素養(yǎng)水平的考查。最終呈現(xiàn)的題目始終圍繞對核心素養(yǎng)水平的考查，內(nèi)容聚焦重要概念，每道小題都需要學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維才能回答，而不是靠單純地記憶，這樣能引導(dǎo)學(xué)生在備考時(shí)減少死記硬背和機(jī)械刷題。本題看似考查基因的轉(zhuǎn)錄、翻譯及調(diào)控過程，實(shí)際上把生命觀念——生命系統(tǒng)的信息觀、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任都有機(jī)地融合在一起，并且