核心素养导向下人教版高中生物教材课后习题的特色——以“基因和染色体的关系”为例

吉林师范大学生命科学学院 代 琪

生物学教材是落实生物课程目标的基本教学资源之一，它在一定程度上体现了中学生物教学的培养目标和生物学科的教学要求。我国现行的高中生物教材有许多版本，如新人教版、北师大版、苏教版、济南版、上海版等，其中新修订的人教版高中生物教材在全国范围内使用最为广泛，它是依据《普通高中生物学课程标准》编写的优秀教科书。教师合理地利用课后习题进行教学，能够帮助学生更好地落实生物学科核心素养，达到事半功倍的育人效果。

“以核心素养为宗旨”是生物课程的基本理念之一，详细分析与研究新教材的课后习题，尤其是研究生物学科核心素养是怎样渗透在习题当中的具有重要意义。本文以新人教版高中生物教材必修二《遗传与进化》专题“基因和染色体的关系”的课后习题为案例，分析生物学科核心素养的分布情况，希望能对高中生物教材课后习题的编制提供一定参考。

自2010年起，我国将提高学生的核心素养作为实施立德树人目标的直接途径和具体抓手。核心素养是指学生应该具备的能够适应终身发展和社会发展需要的品格和能力。在新的课程标准中，较为突出的变化是对生物学科核心素养进行了凝练，生物学科核心素养由四个维度组成：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。为了更加全面精确地理解课后习题中所蕴藏的生物学科核心素养，笔者在总结国内教材课后习题研究经验的基础上，结合新课标将生物学科核心素养四个维度中的内容进行细化分析，提取出各个维度中可被考查的素养要素，最后分析各个素养要素在课后习题中的分布情况。

新人教版高中生物教材必修二《遗传与进化》专题“基因和染色体的关系”的课后习题共计32道，共有选择题、判断题、简答题、填空题、解释题、分析题、观点题7种题型，各个题型的数量及占比如表1所示。

（一）生命观念素养要素及例题分析

从新课标中不难看出，生命观念不是那些彼此孤立的事实性知识，而是主体在形成概念后留在头脑中的生物学意识、想法和观点。新课标列举了生命观念中最重要的四个方面：“结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观。”这四种观念也是本研究所提取的生命观念要素。四种观念的定义如下：（1）结构与功能观是指学生能够正确把握结构与功能的关系，考查学生通过物质结构推断功能和依照物质功能理解结构的能力；
（2）进化与适应观是指学生能够说出自己对进化意义的理解，认识到生物进化有助于其适应能力的提高，同时适应也给了生物继续进化的机会；
（3）稳态与平衡观强调生态系统是稳态且平衡的系统，学生能认识到平衡是动态的平衡，是通过调节来实现的；
（4）物质与能量观是指学生能够认识到生物体是由物质组成的，能量通过物质这一媒介在生物体中传递，既考查学生对唯物主义世界观的认识，也考查学生对物质和能量生物学术语的理解程度。

在明确各要素的定义后，针对此核心素养中的要素，笔者在课后习题中选择一道习题加以分析如下。

例题1：新教材必修二第23页“拓展与应用”第3题，此题考查受精作用的相关知识。

解析：本题主要是对结构与功能观的考查，根据题干中的描述，学生需要结合受精作用相关知识来解释产生此现象的原因。精子的头部几乎只保留了细胞核，是因为细胞核的功能之一是遗传物质储存和复制的场所。全部线粒体被保留下来，并主要集中在尾的基部是因为精子要靠尾部摆动游到卵细胞所在位置才能与卵细胞结合。这一过程需要大量的能量，而线粒体是有氧呼吸产生能量的主要场所，其功能是供能。对于学生来讲，需要了解细胞核和线粒体的功能才能顺利解释题干中精子结构变化现象产生的原因。帮助学生在头脑中形成结构与功能观，进而使学生能运用该观念阐述生物学相关事件和现象。

（二）科学思维素养要素及例题分析

科学思维是一种崇尚真知、重视逻辑和证据的严谨务实的思维习惯与能力。学生应在学习过程中发展它，在发展的过程中，学生应利用各种思维方法来探讨并阐明与生物学知识有关的现象及规律。科学思维方法有很多，本文将以下五种较为重要的科学思维方法提炼出来作为科学思维素养的要素，对各个要素的可考查可操作定义如下：（1）归纳与概括是指能够从众多个别的生物学概念、现象中归纳并概括出一般性概念或结论，主要考查学生对信息进行整合总结的能力；
（2）演绎与推理是指从一个共同的、已知的生物学概念出发，运用逻辑的规则，经过严谨的推理后得出相关规律和结论；
（3）模型与建模是指学生能够运用模型将一些较为抽象的概念外化，主要考查学生对于模型的建构能力和分析理解能力；
（4）批判性思维是指学生能够批判性地思考题干中所给信息，进而判断正误并做出合理的解释，它是一种理性的、反思性的思维；
（5）创造性思维是指从创新性角度来思考生物学问题，此要素主要考查学生是否具备创新意识和能力，是否能够大胆思考，对问题提出自创的、不同于原有答案的解题方案。

在确定以上思维方式的定义后，针对此核心素养中的要素，笔者在课后习题中选择了一道具有代表性的习题加以分析如下。

例题2：新教材必修二第38页“拓展应用”第1题，此题考查伴性遗传的相关知识。

解析：本题主要考查学生的演绎与推理能力，在答题前学生已经学习了伴性遗传相关的知识点，在掌握白化病是常染色体隐性遗传病、色盲是伴X隐性遗传病的大前提下，学生可结合白化病和红绿色盲病的遗传特点，根据亲代、子代的表现型推理出可能的基因型，进而填写正确的答案。在答题过程中学生会用到演绎与推理的思维方式，所以本题属于考查学生对演绎与推理思维方式的应用能力。

（三）科学探究素养要素及例题分析

科学探究是指能够基于特定的生物学现象产生强烈的好奇和求知欲望，积极探索并提出问题、设计实施方案、对得到的结果进行讨论与交流的能力，科学探究的过程是探索物质和生命世界、发现新知识的过程。赵占良从核心素养的层面进一步阐明了自己对科学探究的理解，提出科学探究素养应该包含认知、能力和情感意识三方面要素。本研究给出这三要素的可考查可操作定义如下：（1）科学探究认知主要考查学生在面对探究活动时是否有求知欲望，考查学生对科学探究过程、途径及目的的认知程度；
（2）科学探究能力是指在面对生物学事实时，能够提出自己的问题和猜想，设计探究过程并与小组成员进行交流讨论；
（3）科学探究情感意识是指学生在学习科学家实验探究案例后，是否能对科学探究产生兴趣和情感共鸣，主要考查学生是否具有探究意识。

针对此核心素养中的要素，笔者在课后习题中选择了一道习题加以分析如下。

例题3：新教材必修二第38页“拓展应用”第2题，此题考查等位基因的相关知识。

解析：本题在考查学生科学探究能力的同时渗透了对认知和情感意识的考查，让学生根据实验数据谈谈自己的想法激发了学生的求知和探究欲望。题干中的研究案例培养了学生的团队合作意识，学生能够从案例中受到启迪并组织语言将自己的想法表达出来。从本题可以看出对学生科学探究的培养是需要逐步构建的，要在培养学生探究能力的同时提高探究认知、增强探究意识。

（四）社会责任素养要素及例题分析

社会责任是指运用所学知识解决生产生活中与生物学有关的问题的担当。依据新课标，将社会责任素养细化，归纳出四个要素，对其可考查可操作定义如下：（1）关注社会议题，做出合理解释，是指学生能够以发展的眼光关注当下的社会热点问题，并做到不跟风、不盲从，而是要依据科学知识对热点议题做出合理的解释；
（2）开展实践活动，解决生活问题，是指不能只动脑不动手，要积极参加与生物学有关的实践活动，并利用所学知识来解决生活中的有关问题；
（3）形成生态意识，积极保护环境，是指用自己的行为践行保护环境理念，关注身边待解决的环境问题，为环境保护贡献自己的一分力量；
（4）宣传珍爱生命观念，实践健康中国，是指能够珍爱生命，拒绝熬夜、抽烟、饮酒等不良的生活习惯，大力宣传与实践珍惜生命的理念。

在该部分课后习题中，笔者选择了一道有关渗透社会责任素养要素的习题加以分析如下。

例题4：新教材必修二第40页非选择题第1题，此题考查人类遗传病的相关知识。

解析：本题属于对学生科学思维和社会责任两方面能力的综合考查，前两小问主要是考查学生的演绎与推理能力，第三问是对学生社会责任素养中第一个要素的考查。生育问题是一个复杂的社会议题，本题通过让学生思考要想避免后代中出现患者，可以采取哪种优生措施，达到让学生关注社会热门议题、运用生物学知识做出理性解释的目的，帮助学生形成贡献自己的力量造福人类的价值观。

先对每个素养要素在习题中的分布进行数据分析，再对其进行归纳总结，上升到生物学科核心素养四个维度的数据分析。由于会出现一道题考查两个或两个以上核心素养的情况，所以笔者采用比较频率的方法来了解该部分课后习题生物学科核心素养的分布情况。

依据题目所考查的核心素养要素，将课后习题所考查的生物学科核心素养四个维度的数量进行统计，如表2所示。

生命观念：新教材必修二“基因和染色体的关系”课后习题中考查生命观念的频率为19.67%，体现生命观念的题目在课后习题中所占频率是第二位，其中对进化与适应观的考查最多，从中可以看出这部分习题较为重视对生命观念的考查，对此素养要素的培养多集中在选择题中，要求学生能够将概念内化为头脑中的观念、意识。

科学思维：该部分课后习题中考查科学思维的频率为60.66%，相比于其他三个素养维度来讲，“基因和染色体的关系”课后习题更注重对科学思维素养的考查，在科学思维的五个要素中，考查归纳与概括、演绎与推理的习题频数最多，体现出习题对培养学生科学思维素养的高度重视。

科学探究：该部分课后习题中考查科学探究的频率为8.20%，其考查频率最低，教师在教学过程中容易忽视对学生此方面素养的培养。

社会责任：该部分课后习题中考查社会责任的频率为11.48%，主要是要求学生关爱生命、健康生活、关注社会热点议题并参与社会实践。

新教材必修二“基因和染色体的关系”课后习题对于核心素养四个维度的考查频率由高到低依次为：科学思维、生命观念、社会责任、科学探究。课后习题对科学思维的考查频率排在第一位，可见对其高度重视，除了选择题外，也应适当在其他题型中强调对科学思维的培养。在重视培养学生科学思维的同时，不能忽视对学生社会责任与科学探究能力、意识的培养。本章课后习题中考查学生科学探究的习题数量极少，因此在本章课后习题的编写方面，希望能适当提高对学生科学探究和社会责任的考查频率，达到对四个素养维度考查的动态平衡。这有利于一线教师在检验学生学习成果的同时，培养学生的生物学科核心素养，从而实现学生自身更好发展。