指向高阶思维能力发展的生物学创新性试题分析及教学启示
摘要：创新性试题具有考查内容综合化、解题思维复杂化以及求解途径多元化的特点，是考查学生高阶思维能力发展的重要题型之一。本文通过划分创新性试题的类型，总结高阶思维能力在高中生物学教学中的具体表现形式，并以近年普通高等学校招生全国统一考试北京卷生物学试卷中的创新性试题为例展开分析，对创新性试题的命制以及教学活动的开展有一定借鉴意义。
关键词：高阶思维能力；中学生物学教学；创新性试题；试题分析
文章编号：1003-7586（2024）08-0093-04中图分类号：G633.91文献标识码：B
《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》）中明确指出创造性思维是生物学学科核心素养中的重要科学思维，并且《课程标准》强调在习题的设计上应体现多样、灵活、开放等特点。《中国高考评价体系》（以下简称“评价体系”）同样在考查要求中指出，素质教育的突出特征之一是对创新性的强调。［1］本文以普通高等学校招生全国统一考试北京卷生物学试题为例，分析创新性试题对学生高阶思维能力的考查及其对教学的启示。
1初探创新性试题，明确内涵与目标指向
1.1创新性试题的内涵
创新性试题强调促进学生的高阶思维发展，具备考查内容综合化、解题思维复杂化、求解途径多元化等特点。判断一道试题是否为创新性试题，通常需要满足以下条件：其一，情境真实，试题的设置通常基于真实情境，如科研进展、社会时事以及生产实践等；其二，途径多样，创新性试题答案的求解途径通常具有不唯一性；其三，条件复杂，学生在解题过程中需要进行复杂的思维活动，呈现其综合学习能力、信息提取能力及创造能力等高阶思维品质。此外，评价体系中明确指出发散思维、逆向思维、批判性思维
是创新性思维的重要特征。［1］基于此，本文将上述三种思维品质作为分析创新性试题的起点，结合创新性试题的特点与考查目标对其进行分类（见表1）。
1.2创新性试题的目标导向
创新性试题需要指向生物学的学科本质。《课程标准》中指出“生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的的科学”。其学科本质蕴含一套系统的知识体系、特有的思维方式和探究历程以及对生产生活产生的重大影响。由此，笔者认为生物学的学科本质包括：生物学学科知识、科学思维发展、科学探究历程以及生物学与科学技术及社会之间的联系。
创新性试题需要指向学生高阶思维能力的发展。钟志贤教授从能力发展的角度将高阶思维定义为发生在较高认知水平层次上的心智活动或认知能力，主要指问题求解能力、创新能力、批判性思维能力和决策能力［2］，其与《课程标准》对核心素养四个维度的描述存在较多相似之处。
本文以钟志贤教授划分的四大高阶思维能力为基础，结合生物学的学科本质以及生物学学科核心素养，总结了高阶思维能力在高中生物学教学中的具体表现。同时，本文的解析也使创新性试题的目标更加具象化和可操作化，具体表现为：其一，科学解释生物学现象的能力对应高阶思维中的问题求解能力，即指学习者能够准确识别生物学现象，运用所学生物学知识对其进行解释的能力，是一种基础逻辑思维的体现。其二，生物学实验的设计与探究能力对应高阶思维中的创新能力，基于学生对生物学现象的假设，独自设计、开展并评估生物学实验。其三，科学解读数据与逻辑论证的能力对应高阶思维中的批判性思维能力，即要求学生能够对多种形式的数据进行科学的批判与论证。其四，社会生态性议题评估能力对应高阶思维中的决策能力，即学生能够针对生产生活各领域存在的生态性议题提出建设性意见，是知识、教育与社会相接轨的重要体现（见图1）。
2分析创新性试题，促进高阶思维发展
2.1发散思维
发散思维具有以下特征：其一，变通性，表现为学生能够根据具体问题进行灵活的思维转换，从多角度看待并理解问题；其二，创造性，表现为学生能够采用新思路、新方法解决问题；其三，联想性，表现为学生能够将相互独立的知识点串联起来，从而发现解决问题的新角度。
例如，2023年普通高等学校招生全国统一考试北京卷生物学第20题，作为一道典型的创新性试题，题干对细胞器之间协调配合的相关知识点进行拓展，即线粒体与叶绿体的一系列氧化还原反应对胞内活性氧含量的调节。活性氧既可以参与细胞代谢活动，同时也对细胞的凋亡产生一定作用。该题要求学生从维持内环境稳态与平衡的角度对细胞器间的协调配合加以说明，在结论上具有开放性，学生可以结合所学知识展开作答，有利于在解题过程中培养思维的变通性和创造性。同时，该题也体现出生物学学科核心素养中的生命观念，能够准确反映学生所受教育是否达到《课程标准》的要求。此外，该题也体现出背景材料的创新性，拟南芥作为生物学科研的模式植物，其涉及的生长开花、植物菌核病以及细胞的程序性死亡等研究，有效帮助学生建立知识