河北 苏洪波 夏 舟

关键能力是《中国高考评价体系》的考查内容之一，包括三个方面的关键能力群：知识获取能力群、实践操作能力群和思维认知能力群。本文以笔者命制的原创试题(部分)为例，谈一谈如何结合学生测评的结果，提高试卷讲评的实效，达到提质增效。

一、“关键能力”的解读

关键能力是指即将进入高等学校的学习者在面对与学科相关的生活实践或学习探索问题情境时，高质量地认识问题、分析问题、解决问题所必须具备的能力。

(一)知识获取能力群

生物学科考查“知识获取能力群”主要涉及符号理解能力、信息搜索能力、信息整理能力，等等。

1.符号理解能力

符号包括文字和图表。图表主要包括表格、坐标图、遗传家系图、装置图、示意图、实物图等形式。

2.信息搜索能力

信息搜索能力是指被测者能够从情境中提取与目标问题相关信息的能力。

3.信息整理能力

信息整理能力是指被测者将搜索到的大量、无序的信息进行筛选、分类、归纳并形成新的意义的过程中所需要的多种能力，这是解决创新性问题的重要能力。

(二)实践操作能力群

生物学科考查“实践操作能力群”主要涉及实验设计能力、数据处理能力、语言表达能力，等等。

(三)思维认知能力群

生物学科考查“思维认知能力群”主要涉及归纳概括能力、演绎推理能力、批判性思维能力，等等。

1.归纳概括能力

归纳概括能力是根据已有的知识经验，运用比较、归纳、类比等思维方法，做出关于客体的合乎情理的认知过程的能力。

2.演绎推理能力

演绎推理能力是指在解决问题过程中，能根据已有的事实、微概念和已被证实的大概念、定律、定理为前提，按照严格的演绎逻辑得出新结论的过程中需要个体运用的思维能力。

3.批判性思维能力

批判性思维能力是指面对各种问题情境，运用已有知识经验进行审慎思考、分析推理、评价重构等的多种能力，这是学生解决问题的重要能力。

二、典型试题分析

【典例】在果蝇和哺乳动物中，X染色体上的基因在纯合的雌性细胞中有相同的两份拷贝,而雄性体细胞中只有一份，可是在雌性与雄性的表型上却无任何显著差别，此现象的遗传机制可以用剂量补偿效应进行解释。剂量补偿效应产生的一种机制是在哺乳类雌性(XX)体细胞中随机的一条X染色体失活，而在雄性(XY)中单条X染色体保持活性。肾上腺脑白质营养不良(ALD)是一种位于X染色体上的单基因(A/a)遗传病。已知正常基因含一个限制酶X的酶切位点，突变基因增加了一个限制酶X的酶切位点。如图1、图2分别是该遗传病家族系谱图、家族成员的相关基因经限制酶X酶切后的电泳结果。

回答下列问题。

根据题目信息，________(填“能”或“不能”)判断肾上腺脑白质营养不良性状的遗传方式，理由是____________。

【命题意图】本题利用科学实验和探究情境，考查学生运用归纳、演绎、批判性思维等思维方法解决问题的能力和创新能力。

【测评结果】笔者所教高三学生113名，在一次限时作业中进行测评(学生测评时间充足)，其中约45%的学生能正确完成第一空的作答；约4%的学生能够完成第二空的作答。

【试题分析】符号理解能力和信息搜索能力体现在与目标问题“肾上腺脑白质营养不良性状的遗传方式”相关信息的搜索。与目标问题相关的信息类型和内容如下：

文字信息包括：①在哺乳类雌性(XX)体细胞中随机的一条X染色体失活，而在雄性(XY)中单条X染色体保持活性；②肾上腺脑白质营养不良(ALD)是一种位于X染色体上的单基因(A/a)遗传病；③正常基因含一个限制酶X的酶切位点，突变基因增加了一个限制酶X的酶切位点。

图表信息包括：遗传家系图(图1)和实物图(图2电泳结果)。

信息整理能力体现在对信息的输入、加工和输出的过程(具体操作过程参见笔者2019年发表在《教学考试》中《“三步法”培养学生“获取信息的能力”》一文)，具体分析如下：

仅根据“图1”，学生运用演绎推理可以得出结论①：肾上腺脑白质营养不良性状的遗传方式是常染色体隐性遗传。

综合文字信息②和结论①，学生将产生矛盾①：女病父正的现象与题干“控制肾上腺脑白质营养不良(ALD)是一种位于X染色体上的单基因(A/a)遗传病”不符。

为了解决矛盾①，学生需要寻找新的证据：文字信息③和图2。学生运用归纳概括思维方法可以得出：正常基因经限制酶X酶切后得到的DNA片段为310 kbp和118 kbp，即电泳图中310 kbp和118 kbp代表正常基因；同理可以得出电泳图中217 kbp和93 kbp代表突变基因。进而学生可以得出结论②：Ⅰ1和Ⅱ1含有正常基因和突变基因，Ⅱ2仅含正常基因。

根据文字信息②、图1和结论②，学生运用归纳概括思维方法可以得出结论③：Ⅰ1和Ⅱ1的基因型为X正常X突变，Ⅱ2的基因型为X正常X正常或X正常Y。

根据图1和结论③，学生将产生矛盾②：无论正常基因(或突变基因)是显性基因，还是隐性基因，均出现与图1中Ⅰ1和Ⅱ1的表型不符的情况，显隐性无法判断。

学生需要进一步寻找新的证据：文字信息①“剂量补偿效应”原理和图1中不同个体的表型，运用演绎法分析如下：(1)若该遗传病为显性遗传病，Ⅰ1个体中正常基因表达，而突变基因所在X染色体失活；Ⅱ1个体中突变基因表达，而正常基因所在X染色体失活，与事实相符。(2)假设该遗传病为隐性遗传病，Ⅰ1个体中正常基因表达，而突变基因所在X染色体失活；Ⅱ1个体中突变基因表达，而正常基因所在X染色体失活，与事实相符。综上分析，根据题目信息无法判断肾上腺脑白质营养不良性状的显隐性，即无法判断其遗传方式。

【典型错误】(1)第一空作答结论为常染色体隐性遗传，理由是仅根据图1进行逻辑论证。

(2)第一空作答结论为伴X染色体显性遗传或伴X染色体隐性遗传，且未能利用文字信息①进行逻辑论证。

【原因分析】部分学生只能找到解决目标问题的单一信息，且凭单一论据就直接跳到结论上去，如得出常染色体隐性遗传结论的学生；部分学生能够找到解决目标问题的多个相关信息，但未能把这些要点有机整合，如得出伴X染色体显性遗传或伴X染色体隐性遗传结论的学生。

三、变式练习

针对命制试题时欲考查的关键能力及结合学生的错因，设计如下变式训练。

【变式练习1】雌性杂合玳瑁猫的毛皮上有黑色和黄色随机镶嵌的斑块，由位于X染色体上的一对等位基因B(黄色)和b(黑色)控制，该现象产生的原因是正常雌性哺乳动物在胚胎发育早期，细胞中的一条X染色体随机高度螺旋化失活形成巴氏小体，且该细胞分裂产生的后代细胞中这条X染色体均处于失活状态，产生配子时又恢复正常。下列相关叙述错误的是

( )

A.正常雄猫产生两种基因型的配子

B.用黄猫和黑猫杂交，正交和反交出现玳瑁猫的概率相同

C.玳瑁雌猫与黑色雄猫测交，子代雄性中会有两种表型

D.巴氏小体上的基因不能表达的主要原因是染色体高度螺旋化导致翻译过程受阻

【参考答案】D

【目标指向】基于单一文字信息“剂量补偿效应”的理解，考查学生运用分离定律、基因表达等必备知识和结构与功能观科学解释玳瑁猫形成的原因。

【变式练习2】戈谢病(葡萄糖脑苷脂病)是一种家族性糖脂代谢疾病，患者肝脾比正常人肿大。如图3为一患者家系中与该病相关DNA的凝胶电泳结果，据图3分析下列说法错误是

( )

A.该病致病基因位于常染色体上且为隐性

B.1号、2号和5号的基因型相同

C.1号和2号再生一个正常男孩，其基因型与3号相同的概率是1/4

D.胎儿是否患该病可通过产前B超检查来进行诊断

【参考答案】C

【目标指向】基于遗传家系图和电泳图两个图表信息的理解，考查学生运用伴性遗传、遗传规律判断戈谢病的遗传方式。

【变式练习3】遗传印记是指同一个基因由于来源于父本与母本的不同而产生表达差异的现象，DNA甲基化是遗传印记的重要原因之一。胰岛素样生长因子2(Igf2)基因是最早发现的印记基因，存在有功能型的A基因和无功能型的a基因，A基因能促进小鼠生长，而a基因无此功能；Igf2基因在雌鼠形成配子时印记重建为甲基化，在雄鼠形成配子时印记重建为去甲基化，过程如图4所示。

图4

回答下列问题。

(1)由图4配子形成过程中印记发生的机制，可以断定亲代雌鼠的A基因来自它的________(填“父方”“母方”或“不确定”)，理由是________。

(2)某研究小组要验证雌配子形成过程中A基因印记重建为甲基化。现有小鼠若干：

①纯合的生长正常雌鼠 ②杂合的生长正常雌鼠 ③杂合的生长缺陷雌鼠 ④纯合的生长正常雄鼠 ⑤纯合的生长缺陷雄鼠，请选择一个杂交组合并预期实验结果。

杂交组合(写序号)：________。

预期实验结果：____________。

【参考答案】(1)父方 雄配子中印记重建去甲基化，雌配子中印记重建甲基化，雌鼠的A基因未甲基化

(2)杂交组合：①×⑤(或②×⑤) 预期实验结果：子代全为生长缺陷

【目标指向】(1)基于遗传印记和甲基化的文字与图解信息的理解与加工，考查学生科学解释亲代雌鼠的A基因的来源。(2)基于(1)信息的理解与整合，考查学生的实践操作能力；从设问上来说，基于目标问题判断杂交组合具有一定开放性，有效补充典例未考查的实践操作能力。

四、教学建议

在教学过程中，笔者建议：

(一)强化概念教学

核心概念和主干知识是生物学科知识体系的骨架，是教学的重点，应突出这部分内容的教学，不要在知识的细枝末节上花费学生太多的精力。

(二)建构知识体系

高三复习教学要完成知识的综合化和系统化，把基础年级的教学内容重新进行梳理，打破章节、模块间的壁垒，建构学科知识体系，实现知识的融会贯通，这是高三教学的重要任务之一，也是提升关键能力的措施之一。

(三)加强思维训练

科学思维与科学探究的培养需要贯穿于基础年级和备考年级的教学过程。在教学过程中，教师不能总是成为提供问题解决办法的人，而要让学生学会独立思考，学会科学思维，学会科学探究。

(本论文是河北省教育科学研究“十四五”规划2021年度课题“基于深度学习理念的高中核心素养落地的实践研究”阶段成果，课题编号2106028)