跨学科实践情境视阈下的高考生物学试题分析
摘要：本文从跨学科实践情境出发，对2024年高考广东卷生物学第20题进行分析。该题通过创设跨学科真实情境并设计有梯度进阶问题，指向多学科关键能力和多学科核心素养的发展，聚焦跨学科的问题解决、科学思维、命题立意和育人导向功能。笔者据此总结出命题启示：提炼知识，并基于学科大概念构建跨学科情境的命题背景，形成跨学科素养指标体系；尝试并开展跨学科教学，创建跨学科试题评价体系，践行跨学科课堂育人导向。
关键词：跨学科实践；试题分析；命题启示
文章编号：1003-7586（2024）11-0058-04中图分类号：G633.91文献标识码：B
高考作为当前我国教育体制下衡量学生学业能力水平的权威性考试，不仅是监测教育质量和学生核心素养水平的重要手段，也是培养跨学科创新型人才的指挥棒和风向标。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》指出：要加强学科间的横向联系，有利于学生理解科学的本质、科学的思想方法和跨学科的科学概念和过程，这将有利于学生建立科学的生命观念，逐步形成正确的世界观，发展生物学学科核心素养。《中国高考评价体系》明确强调问题导向和学科融合的基本取向，对跨学科命题提出了新要求。为了把握高考跨学科命题的基本情况，实现“教—学—评”一体化的要求，本文对2024年高考广东卷生物学第20题进行深入分析，以期对高中生物学的跨学科教学提供启发与帮助。
1原题呈现
某湖泊曾处于重度富营养化状态，水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段，成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物（①金鱼藻、②黑藻、③苦草，答题时植物名称可用对应序号表示）在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见图。
回答下列问题：
（1）湖水富营养化时，浮游藻类大量繁殖，水体透明度低，湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于的有机物，最终衰退和消亡。
（2）生态恢复后，该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构，从湖底到水面依次是，其原因是。
（3）为了达到湖水净化的目的，选择引种上述3种草本沉水植物的理由是，三者配合能实现综合治理效果。
（4）上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径（浓缩CO2形成高浓度C4后，再分解成CO2传递给C5）使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用，在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案，验证黑藻的碳浓缩优势，完成下列表格。
（5）目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良，此外，大量沉水植物叶片凋落，需及时打捞，增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施：。
参考答案：（1）呼吸作用消耗（2）③②①；最大光合速率对应光强度依次升高（3）①除藻率高，②除氮率高，③除磷率高（4）金鱼藻；500；CO2浓度较低且相同；O2释放量（5）浅水区种植挺水植物为沉水植物遮光；恢复该湖水生态系统的食物链
2试题分析
2.1创设跨学科真实情境，聚焦跨学科问题解决
该试题创设“湖泊重度富营养化”的情境，聚焦社会热点问题，考查光合作用和呼吸作用、种群和群落及生态学的相关知识。情境中强调“成功实现了水体生态恢复”，体现了我国管理部门的责任与担当，涉及地理学科中人地协调观和因地制宜的理念，呼吁社会关注生态稳定和保护环境。题干中呈现的柱形图和曲线图考查学生数学学科中的直观想象、数据分析和逻辑推理等核心素养。各小题题干又设置分情境，如问题（5）的作答既有情境背景的限制，又具有一定的开放性，学生可根据生物学知识多角度思考并回答，思路来源于教材知识但又不限于教材中的答案，从而培养学生的发散思维。具体分析结果如表1所示。
2.2设计有梯度进阶问题，考查跨学科科学思维
题目问题围绕题干情境和图文设计，层层递进，主要考查学生在具体情境下解决实际问题的综合能力，体现了“真实情境—问题—思维—表达”的思维过程，不断指向真实情境中的问题解决，让学生在实际问题的解决和高阶思维的培育中提升科学探究的水平。试题的五个问题紧密联系，在跨学科背景下逐步考查学生的科学思维品质。问题（1）在生物学和地理的学科背景下，通过光合作用与呼吸作用的关系考查学生的思维灵活性；问题（2）和问题（3）在生物学、数学和地理的学科背景下，根据图片分析三种沉水植物在湖泊中的垂直分布情况和种植三种沉水植物的理由，分别考查学生思维的深刻性和敏捷性；问题（4）在生物学和数学的学科背景下，通过严密的实验设计，考查学生思维的创造性；问题（5）在生物学和地理的学科背景下，通过开放性设问考查学生的批判性思维。
2.3指向多学科关键能力，蕴含跨学科命题立意
《中国高考评价体系》确立了符合考试评价规律的三个关