四川

《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订）》（以下简称《课程标准》）明确将培养学生科学思维列入课程目标。批判性思维作为科学思维中的高阶思维和重要组成，要求学生以批判质疑作为思考的视角，“能够运用已有的生物学知识、证据和逻辑对生物学议题进行思考或展开论证”。批判性思维培养作为当前基础教育的重要目标，越发受到教学的关注和重视，并逐步在教学实践中落实。引导学生在高中阶段养成独立思考的习惯并具有解决问题的能力，是当前新高考改革的方向和目标，其中最明显的表现就是高考试题对于批判性思维的考查。鉴于此，笔者尝试从批判性思维考查角度对2020 年高考全国卷生物试题进行分析，从而明晰高考试题考查特点，为培养批判性思维的教学及备考提供参考。

1.批判性思维及其在高考试题中的体现

批判性思维包含批判性思维倾向和批判性思维技能两个维度，包括相信理性、尊重事实、谨慎判断、公正评价、敏于探究、追求真理等一系列思维品质和对概念、方法、标准、证据等要素进行阐释、分析、推理与评价等一系列技能。对于批判性思维概念的内涵，尽管学者们研究的学科不同、立场不同、依据的标准不同以及对其理解不尽相同，但其共同之处是批判性思维具有理性、反思性和论证性。它既是人的一种高层次思维，也是一种综合性的、个体必不可少的关键能力和必备品质，它指导着我们的认识和实践。对于高中生物学教学而言，批判性思维可理解为在生物学内容学习过程中，学生能在复杂的生物学事实和知识信息中做出合理的反省和审慎的判断，以合理指导自身生物学科的学习、认知和实践。批判性思维是学生发展生物学学科核心素养的一种必备品质和关键能力，也是科学思维的重要组成之一。

高中生物学作为重要的基础自然学科，对培养学生发现和提出问题、搜集资料、分析问题、提出假设、论证分析、判断评价、得出结论和交流结果等批判性思维技能的培养起到独特的作用。高考生物试题突出批判性思维考查，其目的是要引导考生独立思考、树立不盲从的科学精神、清晰而有条理地分析问题，追求思维推导过程的合理性，从而解决生物学实际问题，这在2020 年的生物高考全国卷试题上体现得尤为明显。

2.2020年高考全国卷生物试题考查特点

2.1 试题保持基础性，增加思维容量

高考试题要保持基础性，这需要以生活实践与学习探索中最基本的问题情境作为任务创设与知识能力运用的载体，考查考生对学科基本概念、基本原理、基本技能、基本方法和思想观念的掌握和应用程度。从近几年的遗传规律考查试题来看，试题明显减少了复杂的遗传计算，更加明确地考查考生是否掌握遗传规律背后的思维推理过程。通过增大试题思维容量的比重为批判性思维的考查提供平台，鼓励考生依据已有的信息进行论证推理，灵活运用所学知识分析和解决问题。在2020年高考全国卷遗传试题中，同样采取了“增加思维容量”的命题策略，将学生从繁杂的遗传计算中解放出来，把重心放在遗传规律的论证推理过程上。同时，在保持考查熟悉的遗传基本规律基础上，加大了试题的开放程度，让学生摆脱标准答案的束缚。如此设计试题，既保证了对基础知识和基本方法的考查，又增大了试题的思维容量。

【例1】（2020 年，全国卷Ⅰ，第32 题）遗传学理论可用于指导农业生产实践。回答下列问题：

（1）生物体进行有性生殖形成配子的过程中，在不发生染色体结构变异的情况下，产生基因重新组合的途径有两条，分别是________________________。

（2）在诱变育种过程中，通过诱变获得的新性状一般不能稳定遗传，原因是_________________________，若要使诱变获得的性状能够稳定遗传，需要采取的措施是__________________________。

【参考答案】（1）在减数分裂过程中，随着非同源染色体的自由组合，非等位基因自由组合；同源染色体上的等位基因随着非姐妹染色单体的交换而发生交换，导致染色单体上的基因重组 （2）控制新性状的基因是杂合的 通过自交筛选性状能稳定遗传的子代

例1 的典型之处显而易见，不要求考生进行遗传计算求解，而是直接给出了有性生殖形成配子过程和诱变育种情境，要求考生答出减数分裂过程产生基因重组的两条途径以及分析诱变育种的基本原理和基本过程，题目没有限定农业生物具体种类，重点考查了遗传的细胞学基础和诱变育种原理及应用。2020 年全国卷Ⅱ第32 题也只需要根据已知实验结果推导个体基因型和种类，考生做好遗传推导分析即可得出结论。这些题目减少了复杂的遗传计算，将考查重点放在遗传推导分析和设计验证实验之上，充分体现了试题所考查知识、方法的基础性，同时突出了对思维推导过程的考查，有利于学生批判性思维的培养。

2.2 试题提升开放性，倡导科学探究

在科学认知发展进程中，运用批判性思维分析问题总会提出不同的理论或观点，从而启发对科学研究的深入思考。对于生物科学研究而言，发现并提出相应的生物学问题，由部分已知信息资料对结论提出假设，通过论证推理验证假设，该过程也体现了批判性思维的一般过程。《课程标准》将科学探究活动作为重要内容列入新课程之中，突出了对学生科学探究素养的培养。高考生物试题也在适应新课标的变化，通过不断提升试题的开放性，深入考查学生的批判性思维，引导学生科学探究，培养批判性思维。2020 年高考的多道试题都体现了命题思路的开放性，不在题目中限定结论，留出学生思考、分析、判断的思维空间，彰显了探究式学习的基本理念。

【例2】（2020 年，全国卷Ⅰ，第30 题）农业生产中的一些栽培措施可以影响作物的生理活动，促进作物的生长发育，达到增加产量等目的。回答下列问题：

（1）中耕是指作物生长期中，在植株之间去除杂草并进行松土的一项栽培措施，该栽培措施对作物的作用有__________________________（答出2 点即可）。

（2）农田施肥的同时，往往需要适当浇水，此时浇水的原因是__________________________（答出1 点即可）。

（3）农业生产常采用间作（同一生长期内，在同一块农田上间隔种植两种作物）的方法提高农田的光能利用率。现有4 种作物，在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点（光合速率达到最大时所需的光照强度）如表所示。从提高光能利用率的角度考虑，最适合进行间作的两种作物是 ，选择这两种作物的理由是_________。

【参考答案】（1）减少杂草对水分、矿质元素和光的竞争；增加土壤氧气含量，促进根系的呼吸作用（2）肥料中的矿质元素只有溶解在水中才能被作物根系吸收 （3）A 和 C 作物A 光饱和点高且长得高，可利用上层光照进行光合作用；作物C 光饱和点低且长得矮，与作物A 间作后，能利用下层的弱光进行光合作用

例2 是全国卷Ⅰ生物非选择题的第2 题，该题难度适中，将中耕拔草松土、施肥浇水和间作群落结构及光照利用条件作为考查的重点，体现了种间关系、细胞代谢、物质运输及群落空间结构考点的高考考查要求。试题在实际的农业生产中设置了分析讨论的问题，通过三种具体栽培措施考查了思维全过程。第一问分析中耕拔草松土栽培措施对作物的作用，理解作物与杂草种间关系和作物根呼吸的基本条件；第二问通过农田施肥时浇水原因分析，理解作物对矿质离子的吸收形式和水充当溶剂的作用；第三问以选择间作农作物为情境，不限定具体的农作物类型和具体间作组合，结合群落垂直分层结构和光能利用条件特点，让学生从整体上分析、判断、推理和论证，探究最佳间作组合，以实现增产目的。三个小问的设计层层递进，探究逐层深入，考查了学生科学探究素养，体现了探究式学习基本理念。试题考查了最为熟知的作物增产措施所蕴含的生物学原理和开放情境下的间作作物组合设计，体现了一个简单探究问题的完整思维过程考查。

2.3 试题注重综合性，强化科学思维

从思维过程来说，批判性思维强调通过论证推理进行认识和判断；从思维结果来说，批判性思维要求综合众多证据和论证分析得到一个合理的判断，学生需要经过多角度思考探索，综合不同事实依据和他人的观点得到结论，所得的个人观点结论更加准确合理。高中生物学教学中培养学生的批判性思维，就需要学生尊重事实和依据，保持严谨务实的科学态度，培养运用科学的方法认识事物、解决问题的思维习惯与能力。生物学具有严谨的理论逻辑体系，是培养科学思维与批判性思维的良好载体。在高考中通过对逻辑推理和科学思维的考查，充分展现学生对于论证推理的认知、分析、评价、交流的全过程，以其评价学生批判性思维的发展水平。综合性问题可以全面考查学生科学思维能力水平，高考试题可以设计不同复杂程度的问题情境来综合考查学生是否具有综合运用已有信息和科学方法，从科学思维和批判性思维的角度思考和分析问题，解决生物学实际问题的能力。

【例3】（2020 年，全国卷Ⅱ，第1 题）新冠病毒（SARS-CoV-2）和肺炎双球菌均可引发肺炎，但二者的结构不同，新冠病毒是一种含有单链RNA 的病毒。下列相关叙述正确的是 （ ）

A.新冠病毒进入宿主细胞的跨膜运输方式属于被动运输

B.新冠病毒与肺炎双球菌均可利用自身的核糖体进行蛋白质合成

C.新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的

D.新冠病毒或肺炎双球菌的某些蛋白质可作为抗原引起机体免疫反应

【参考答案】D

例3 以引发肺炎的新冠病毒和肺炎双球菌比较为情境，将二者结构组成及其抗原成分作为切入点，综合运用细胞物质运输、病毒与原核细胞的物质结构组成和抗原的免疫反应等相关知识，让学生运用科学思维和批判性思维方法区分病毒与原核生物，从而科学准确判断二者异同点。试题要求考生灵活运用结构与功能观念分析研究问题，题设条件可归为病原体组成结构与功能关系问题的探索，抓住问题的本质，提升思维的有效性。本题可从两个角度解题，既可运用原核细胞与病毒异同知识点分析，也可运用结构与功能关系的批判性思维分析，解题思路体现了学科知识和思维方法的综合运用，可以导向学生学科核心素养的培养及发展。

【例4】（2020 年，全国卷Ⅲ，第2 题）取燕麦胚芽鞘切段，随机分成三组，第1 组置于一定浓度的蔗糖（Suc）溶液中（蔗糖能进入胚芽鞘细胞），第2 组置于适宜浓度的生长素（IAA）溶液中，第3 组置于IAA+Suc 溶液中，一定时间内测定胚芽鞘长度的变化，结果如图所示。用KCl 代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果。下列说法不合理的是 （ ）

A.KCl 可进入胚芽鞘细胞中调节细胞的渗透压

B.胚芽鞘伸长生长过程中，伴随细胞对水分的吸收

C.本实验中Suc 是作为能源物质来提高IAA 作用效果的

D.IAA 促进胚芽鞘伸长的效果可因加入Suc 或KCl 而提高

【参考答案】C

例4 以燕麦胚芽鞘在不同条件下的伸长生长实验为情境，综合考查了无机盐和水在细胞中的作用、植物激素调节、实验自变量对比分析和对曲线模型的理解等多方面内容。表面上看是考查对胚芽鞘伸长生长曲线模型的理解，而本质在于对比模型曲线的实验处理条件。不同的处理条件，会得到不同的曲线；比较分析不同曲线，其实验处理的条件也存在较大差异。但需要注意的是，本题给出一个特定的“用KCl 代替蔗糖进行上述实验可以得到相同的结果”条件。因此，如何准确判定胚芽鞘伸长生长实验处理条件（单独处理还是共同处理），选择正确的曲线结果分析策略，是本题思维考查的关键点。该题设计新颖，突出体现了综合性、应用性与创新性，考查了模型与建模以及批判性思维等科学思维核心素养，是一道在复杂情境中考查综合运用能力的典型例题。

有一点需要说明，高考试题综合性主要强调生物学知识体系的内部联系，生物学各模块章节内容的相互交叉与渗透。通过考查各模块内容之间的联系，凸显考试内容的综合性，从而引导学生注重整体，认识生命本质，理解生命变化发展过程，以恰当的角度剖析具体生物学现象，通过严密的论证推理解决生物学实际问题。

2.4 试题力求创新性，突出学以致用

批判性思维能够帮助师生认识到事物构成的多样性。就思维过程而言，论证推理本身没有对错之分，关键在于假设的前提是否合理、论据是否全面和分析论证方法是否得当。在高中阶段的课程学习和复习过程中，部分学生常常出现“惯性思维”问题：喜欢用单一方法机械性刷题，凭借刷题获得的“经验”来解决问题，“惯性”使用自己熟悉的知识和方法，而忽略了这些知识和方法的适用范围。对于生物学实际问题，不存在“一劳永逸”的正确方法，即使习得少数共性方法，也要实际问题实际分析，灵活变通。近年来，高考生物试题在命题设计、素材选择等方面不断探索创新，创设新的情境，设置新颖的问题，解决生物学实际问题，杜绝“原题”的出现，保证了考试的公平公正。也正因为如此，高考试题导向教学注重培养学生批判性思维，要求合理运用相应的知识和方法来解决实际问题，强调学以致用。

【例5】（2020 年，全国卷Ⅰ，第31 题）某研究人员用药物W 进行了如下实验：给甲组大鼠注射药物W，乙组大鼠注射等量生理盐水，饲养一段时间后，测定两组大鼠的相关生理指标。实验结果表明：乙组大鼠无显著变化；与乙组大鼠相比，甲组大鼠的血糖浓度升高，尿中葡萄糖含量增加，进食量增加，体重下降。回答下列问题：

（1）由上述实验结果可推测，药物W 破坏了胰腺中的__________细胞，使细胞失去功能，从而导致血糖浓度升高。

（2）由上述实验结果还可推测，甲组大鼠肾小管液中的葡萄糖含量增加，导致肾小管液的渗透压比正常时的__________，从而使该组大鼠的排尿量__________。

（3）实验中测量到甲组大鼠体重下降，推测体重下降的原因是_________________________________________。

（4）若上述推测都成立，那么该实验的研究意义是_____________________________（答出1 点即可）。

【参考答案】（1） 胰岛B （2）高 增加（3）甲组大鼠胰岛素缺乏，使机体不能充分利用葡萄糖来获得能量，导致机体脂肪和蛋白质的分解增加（4）获得了因胰岛素缺乏而患糖尿病的动物，这种动物可以作为实验材料用于研发治疗这类糖尿病的药物

例5 考查考生对人工制备胰岛素缺乏大鼠实验的理解，将血糖调节、水盐平衡调节、细胞代谢与实验分析有机地结合在一起，并且要求说明实验研究意义，具有一定的难度。考生所熟悉的是正常机体相关稳态调节过程，而试题创设人工制备胰岛素缺乏实验大鼠的新颖情境，这就要求考生在解题过程中，具有稳态调节基础知识和对照实验的科学分析方法，还要推测制备实验大鼠的实际意义。要解答此题，就需要考生具备较强的知识迁移运用能力，能够熟练掌握并综合运用稳态调节和实验分析的基础知识。该题打破了只关注稳态调节过程的题目设计常规，题目解答避开了解题“惯性”思维方式与现成的套路方法，要求考生采用批判性思维进行推理论证，强调合理运用相应的知识和方法来解决实际问题，同时兼顾了生物科技的前沿性和实用性，达到了学以致用的目的。

3.教学启示

学生的批判质疑思维及相关的素质能力不是与生俱来的，它需要长期的教学培养。如果要将批判性思维作为学生高阶常态思维，需要学生在解决问题的过程中保持审慎态度，不盲从他人观点，经历推理分析论证、得出结论、综合判断和自我反思过程来使自己认识和解决问题。学生还要学会对不同信息进行选择、加工、整合，对信息和观点进行批判性获取和应用，养成实验探究与推理分析相结合、科学知识与科学事实相印证的证据意识。

《课程标准》和《中国高考评价体系》发布实施后，生物新高考将更加着眼于考查支撑学生终身发展的关键能力和必备品质，更加服务学生学科核心素养发展水平的测评。强调批判性思维考查，培养学生科学思维和科学探究素养，已然成为新高考改革的风向标。要做到科学备考，就需要教师准确理解高考生物试题的基础性、开放性、综合性、创新性特征，牢牢把握试题所呈现的学科特点，在教学上注重培养学生科学探究和科学思维素养，让学生学会灵活地运用所学方法知识解决实际的生物学问题。