裴汭超 余国平

(1.重庆市两江中学 重庆 401120；2.重庆市渝北区教师进修学院 重庆 401120)

一、STS教育

STS是科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）的英文首字母，STS教育理念由西方发达国家兴起，随着经济的快速发展，与人类社会生活密切相关的科学、技术、环境、生态、农业等热门话题层出不穷。STS教育理念注重培养学生的科学素养，一方面利用科技的发展更好地服务人们的社会生活，另一方面，重视对学生社会责任的培养，能够利用科技的进步解决社会、生态、环境面临的现实问题，提高人们的生活品质。

2017年高中生物学科标准明确提出，生物学科核心素养包括四个方面：生命观念、科学思维、科学探究、社会责任[1]。STS教育理念与新课标提出的学科核心素养本质一致，且在新高考背景下，新版教材和高考评价体系都特别重视在学科教育中真实情境的创设，旨在提高学生在真实情境中利用所学知识解决问题的能力[2]，使学生更能适应社会、服务国家，提高个人的综合素养。

二、基于学科核心素养的STS生物试题分析

2020年山东卷是新高考“3+3”模式下的第一次试题，本研究依据《课标》（2017版）提出的学科核心素养，首先将山东卷中的STS试题进行考点分析，同时将STS试题划分为三大类：生物科学与技术、生物科学与社会、生物科学与环境[3]，然后从三个方面对STS试题进行典型例题分析。

表1 山东卷2020年高考生物STS试题分类与考点分析

13单选信息题：细胞融合的原理和过程生物科学与社会14单选胚胎工程生物科学与社会15单选新型冠状病毒（抗体的检测和核酸检测原理）生物科学与技术、社会16不定项选择信息题：纤维素的基本组成单位生物科学与技术、社会17不定项选择1.人类遗传病；2.家系图；3.琼脂糖凝胶电泳图的理解分析生物科学与技术、社会18不定项选择1.体温平衡；2.水盐平衡；3.内环境稳态（细胞内液间的转化）生物科学与技术、社会19不定项选择1.群落演替；2.种群的数量特征：年龄组成；3.生态保护（防止外来物种）生物科学与环境20不定项选择信息推理题：细菌培养技术生物科学与技术21填空1.光合作用的过程（光反应和暗反应）；2.影响光合作用的因素生物科学与技术、社会1.兴奋在神经元之间的传递；2.兴奋在神经元22填空上的传导（动作电位的形成）；3.体液免疫过程；4.实验设计（单一变量原则）生物科学与技术23填空基因分离定律和自由组合定律生物科学与技术、社会24填空1.生态系统的概念；2.生态系统的能量流动；3.生物的富集作用；4.种间关系生物科学与环境25填空基因工程（基因工程的操作工具和操作步骤）生物科学与技术、社会

（一）对科学与技术的生物试题分析

例1（2020年新高考山东卷21题节选）：人工光合作用系统可利用太阳能合成糖类，相关装置及过程如下图所示，其中甲、乙表示物质，模块3中的反应过程与叶绿体基质内糖类的合成过程相同。

（1）该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是____________，模块3中的甲可与CO2结合，甲为____________。

（4）干旱条件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是_____________。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

分析：（1）由图可知，模块1将光能转化为电能，再经过模块2和模块3由电能转化为糖类等有机物中稳定的化学能。叶绿体中光反应阶段是将光能转化为ATP中活跃的化学能，暗反应阶段将ATP中活跃的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能；由此推测，该系统中执行相当于叶绿体中光反应功能的模块是模块1和模块2。

（4）自然状态下，植物时刻不停地进行蒸腾作用，一方面为自身运输水分提供动力，另一方面便于散热，降低叶片温度。干旱条件下，为防止更多水分散失，植物会关闭气孔，导致CO2吸收量减少，直接影响光合作用的暗反应阶段，进而导致光合作用速率降低。人工光合作用系统由于对环境中水的依赖程度较低，在沙漠等缺水地区有广阔的应用前景。

本题考查的高考考点为光合作用的过程和原理，以人工光合作用系统为科学背景，创设真实情境，旨在考查学生利用所学知识解答实际问题的能力。同时，提供人工光合系统的科学背景，激发学生兴趣，为学生提供探究方向：创新设计人工光合作用系统，寻求清洁高效的可再生能源，有利于解决能源危机的现实问题。

（二）对科学与社会的生物试题分析

例2（2020年新高考山东卷17题节选）：下图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段，数字表示碱基对的数目。下列说法正确的是（ ）。

A.甲病的致病基因位于常染色体上，乙病的致病基因位于X染色体上

B.甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致，替换后的序列可被Mst II识别

C.乙病可能由正常基因上的两个BamHI识别序列之间发生破基对的缺失导致

D.II4不携带致病基因、II8带致病基因，两者均不患待测遗传病

分析：分析甲病家系图可知，甲病为常染色体隐性遗传病。分析乙病家系图，结合电泳结果可知，乙病为隐性遗传病，可能位于常染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段。

A选项：由甲病家系图中I-1和I-2均正常，而II-3患病可知，甲病为隐性遗传病，且致病基因位于常染色体上，结合电泳结果可知，I-1和I-2为致病基因携带者。由乙病家系图和电泳结果可知，I-5正常，且电泳结果显示I-5个体含有1.0×104bp和1.4×104bp两种核苷酸片段，I-6和II-3患病，电泳结果显示仅含有1.0×104bp的核苷酸片段，推测出致病基因为隐性基因，且I-5个体为致病基因携带者，可能位于常染色体上，也可能位于X、Y染色体的同源区段，因此A项错误。

B选项：甲病家系图中II-3患病，且电泳结果只有1350bp的核苷酸片段，I-1和I-2正常，电泳结果含有1350bp的核苷酸片段外，还有1150bp和200bp的核苷酸片段，推测甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致，替换后的序列不能被Mst II限制酶识别。

C选项：致病基因为1.0×104bp的核苷酸片段，正常基因为1.4×104bp的核苷酸片段，推测乙病可能由正常基因上的两个BamHI识别序列之间发生破基对的缺失导致，因此C项正确。

D选项：由甲病电泳结果可知，II-4只有1150bp和200bp的核苷酸片段，不含有致病基因。由乙病电泳结果显示II-8个体含有1.0×104bp和1.4×104bp两种核苷酸片段，携带致病基因，不患病。

本题考查的高考考点为人类遗传病，涉及的科学技术有DNA的提取、PCR（聚合酶链式反应）扩增目的基因和琼脂糖凝胶电泳等，在实际生活中可用于产前诊断，对于优生优育有较好的指导意义，是科技服务于社会生活的典型案例。

（三）对科学与环境的生物试题分析

例3（2020年新高考山东卷24题节选）：与常规农业相比，有机农业、无公害农业通过禁止或减少化肥、农药的使用，加大有机肥的应用，对土壤生物产生了积极的影响。某土壤中部分生物类群及食物关系如图所示，三种农业模式土壤生物情况如表所示。

（4）植食性线虫主要危害植物根系，研究表明，长期施用有机肥后土壤中植食性线虫的数量减少，依据图中信息分析，主要原因是____________。

分析：有机肥中有大量腐生细菌，大量使用有机肥导致食细菌线虫增加，进而导致捕食性线虫数量增加，捕食性线虫大量捕食植食性线虫，导致其数量减少。

本题考查的高考考点为生态系统的基本概念、能量流动和群落的种间关系等，以“有机农业、无公害农业”为社会背景创设真实情境，倡导遵循自然规律和生态学原理，减少化肥、农药的使用，降低环境污染，提高土壤品质，恢复生态平衡，保护物种多样性，引导学生形成正确的价值感，提高学生的社会责任意识。

三、培养学生STS生物试题解题能力的策略

（一）重视STS学科背景知识学习

新高考考查方式更加注重真实情境的创设，关注科技进步、社会热点和生态环境方面的问题，因此，在日常教学中，教师可以结合课堂内容拓展STS学科背景知识。例如，2020年新冠疫情，疫情背景涉及的高中生物学科考点较多，如病毒的结构、增殖过程（中心法则）和免疫等。考查免疫方面的考点包括非特异性免疫、特异性免疫（体液免疫和细胞免疫的过程）、疫苗的研究等，因此讲解这些教学内容时可以拓展新冠疫情背景，介绍为抗疫做出重大贡献的英雄人物，让学生关注社会民生，培养其正确的价值观和社会责任担当。2020年东非地区蝗灾肆虐，涉及的高中生物考点有生态系统的结构和功能、种群数量、种间关系、食物链（网）等。另外，结合新冠疫情、东非蝗灾、全球经济变化引发的粮食危机，又可以考查育种、转基因相关知识。引导学生珍惜粮食，拒绝浪费，形成“一粥一饭当思来之不易”的正确价值观。

（二）引导学生在真实情境中利用所学知识解决问题

注重STS学科背景知识学习的同时，加强STS生物试题的练习，特别是历年来高考题中涉及的STS试题，如2020山东卷的第15题。

例4（2020年新高考山东卷15题节选）新型冠状病毒的检测方法目前主要有核酸检测法和抗体检测法。下列说法错误的是（ ）。

A.抗体检测法利用了抗原与抗体特异性结合的原理

B.感染早期，会出现能检测出核酸而检测不出抗体的情况

C.患者康复后，会出现能检测出抗体而检测不出核酸的情况

D.感染该病毒但无症状者，因其体内不能产生抗体不适用抗体检测法检测

分析：本题考查的内容是抗体的检测和核酸检测，考点包括抗原、抗体的特异性结合等，平时教学中强化对STS情境试题的练习，一方面培养学生的快速阅读能力和信息提取能力，另一方面，使学生习惯于在真实情境下思考问题，准确找到考点，确定解题思路。

（三）培养学生的情境探究能力

科学探究是新课标提出的生物学科核心素养之一，是指能够发现现实生活中的生物学问题，并针对特定的生物学现象，进行观察、提出问题、实验设计、实施方案以及对实验结果交流讨论的能力。例如，教师在讲解呼吸作用时，可结合本校特色开展相关探究活动：米酒、酸奶等传统发酵制品的制作。学生通过提问、设计实验、实际操作、分享成果和交流讨论，培养自己的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本方法和思路，加深对理论知识的理解，同时通过实际动手操作提高实践能力。