素养立意下高考生物学项目式试题的深度剖析与教学回应

 

贺建
华南师范大学附属中学

摘要：加强项目式试题设计是2026年高考命题的新要求。该题型根植于PBL理念,具有以真实情境为载体、以问题解决为核心、以成果输出为结果的特征,能实现对整合性知识、高阶思维能力与学科核心素养的综合考查。在生物学高考中,项目式试题主要有实验探究、工程设计、调查研究三种类型,呈现“一核、一体、四维”的考查特点。教学中可通过微项目重构复习课、强化深度实验探究、推动思维过程外显三大策略,提升学生复杂问题解决能力,助力素养本位的教学转型。

深化高考命题改革是落实立德树人根本任务、优化人才选拔机制、引导中学教学转型的关键举措。教育部《关于做好2026年普通高校招生工作的通知》明确提出,高考命题需优化素材选取与呈现方式,强化项目式、探究式真实情境问题设计。项目式试题与项目式学习一脉相承,这一新题型的出现,是落实教育评价改革“改变相对固化的命题形式”,从“解题”转向“解决问题”的重要举措,标志着“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”高考评价范式的深化。当前,中学生物学教师对该题型大多还缺乏深刻的认识,深入剖析其内涵、特征与考查规律,探索针对性的教学回应策略,不仅能帮助一线教师精准把握高考改革与创新人才选拔的方向,更能倒逼高中生物学教学从“机械刷题”“知识单向传递”向“素养深度培育”转型,实现考试评价与教学实践的同频共振。

1 生物学项目式试题的内涵

1.1 概念界定

项目式试题根植于项目式学习(Project-Based Learning, PBL)理念,明晰项目式学习的核心内涵是准确把握项目式试题的前提。项目式学习萌发于杜威的“做中学”,是一种基于进步主义、建构主义与联通主义学习理论的综合性学习方式,其核心是在富有挑战性的真实情境中创造性解决实际问题,并形成具有实际意义的外显性学习成果。儿童、问题、情境、成果是项目式学习的四大基本元素,强调以儿童为中心,基于真实情境,解决劣构问题,进行意义建构,生成学习成果。将该理念迁移至教育评价领域,便形成了项目式试题。

结合高考评价要求与生物学科特点,高考生物学项目式试题可界定为：以真实生物学问题情境为载体，以微型项目为任务驱动，通过模拟完整的问题解决过程，考查学生综合运用生物学知识解决复杂问题的新型命题方式。其实质是引导学生从“做题”转向“做事”，在解决问题过程中展现学生的必备知识、关键能力和学科核心素养水平，从而为评价提供依据。

1.2 主要特征

承袭项目式学习的核心特质,项目式试题呈现出相互关联的三大主要特征:

一是以真实情境为载体。试题情境大多源于科学研究、生产实践或日常生活,具有真实性和结构不良性。区别于一般试题的简单情境,项目式试题的情境常包含多模态、高密度的新信息,这既为项目背景提供支撑,也为建构问题解决方案奠定基础。

二是以问题解决为核心。所有项目都始于需要解决的问题,问题解决是项目式试题的核心。项目式试题的问题一般是“如何”与“若何”类问题，具有综合性、实践性和劣构性。问题解决需要进行系统性任务分解,形成逻辑紧密、层层递进的任务链。学生的答题过程实质上是进行持续探究与问题解决的过程。

三是以成果产出为结果。项目式试题要求学生以外显性成果回应核心问题,成果具备实际价值和意义。成果具有多种形式和样态,可以是实物产品，也可以是实验方案、模型、研究报告、科学决策等。创造产品是项目式试题区别于一般探究性试题的标志性特征。

1.3 功能价值

项目式试题作为高考命题改革的重要举措,摆脱了“点状测量、碎片拼接”的考查方式,走向“综合表现,立体刻画”的全新形态:在模拟科研实践与未来职业的真实挑战中,对考生的综合素养进行全景式评估。其在生物学高考评价中具有独特的功能价值,主要体现在三个方面:

首先,实现整合性知识的考查。传统试题多聚焦单一知识点或知识板块,而项目式试题要求学生调用跨章节、跨模块甚至跨学科的知识储备,在问题解决中实现知识的整合、迁移与灵活应用,有效检测学生的知识体系建构水平。

其次,实现高阶思维能力考查。记忆、理解等低阶认知能力无法应对项目式试题的复杂性,学生必须调动分析、综合、评价、创造等高阶思维能力,完成从信息提取、逻辑推理到问题解决的全流程思考,契合新时代创新人才的思维能力要求。

再次，实现学科素养全面关照。试题通过探究性、开放性、综合性的项目任务,不仅考查学生的知识与能力,更观照其在问题解决过程中表现出的证据意识、质疑精神、科学伦理、生态保护意识等科学态度与责任,实现对生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四大生物学核心素养的全方位考查。

2 生物学项目式试题的考查方式

对近5年全国各省市高考生物学试题进行统计分析,根据考查内容的侧重点与问题解决的类型,已有的项目式试题可分为实验探究型、工程设计型和调查研究型三种类型。三类试题均围绕素养立意展开,且呈现出“一核、一体、四维”的整体考查特点。

2.1 实验探究型:复刻科学发现过程,揭示生物学“黑箱”

实验探究型项目式试题重在还原“科学发现”的过程,要求学生“像科学家一样思考与探究”,解决科学探究类问题。试题常以当下学科前沿研究或生物学史中的经典实验为背景,以建构实验方案或科学解释模型为成果产出,开展沉浸式的科学探究活动,其本质是破解生物学“黑箱”。此类试题的基本命题逻辑是:从具体生物学现象出发,提出解释类核心问题,然后通过一系列实验探究活动,揭示现象背后的机制与规律。试题的结构模型可概括为图1。

图1 实验探究型项目式试题结构模型

实验探究通常包含“提出问题、作出合理假设、确认实验变量、设计实验方案、预测实验结果、分析实验数据、得出科学结论”等任务要素,根据考查侧重点不同,又可分为实验设计类(侧重前五项)、结果分析类(侧重后两项)和完整探究类(涵盖各要素)。

典型例题:2024年北京卷第18题。试题以“植物通过调节激素水平协调自身生长和逆境响应的关系”的分子机制为核心任务,设置三个逻辑递进的子任务:探究TS基因与干旱胁迫下植物生存率的关系、探究TS基因与BG酶活性的关系、验证TS基因通过抑制BG酶活性降低ABA水平。最后要求学生综合以上探究,构建“TS精细协调生长和逆境响应之间平衡”机制模型图(图2)。

图2 2024年高考北京生物学试卷第18题项目探究的产品(调节机制模型)

该题主要属于结果分析类试题。设问方式包括:根据实验结果归纳结论(子任务一)；从实验结果中提取支持观点的证据(子任务二)；根据实验原理补充实验组并预期结果(子任务三)。完整模拟了科研中从现象到机制的探究过程，点考查学生的信息获取能力、基于实验结果的分析推理能力与模型建构能力。2021年高考北京卷第18题也属于这一模式。

2.2 工程设计型:立足真实实践需求,设计问题解决方案

工程设计型项目式试题强调“学以致用”,核心是引导学生“像工程师一样发明创造”,解决生产实践类问题。试题常以实践中生物工程领域的真实需要为起点,以产出可操作的问题解决方案或工程模型为成果产出,重在考查运用相关生物学原理与工程技术方法创造性解决问题的能力。试题设计的逻辑线索常表现为“实际问题→原理方法→工程方案→结果检测→方案优化→问题解决”的闭环循环。试题结构模型可概括为图3。

图3 工程设计型项目式试题结构模型

此类试题的考查重点是工程思维,表现为目标导向、系统思维、实践思维,“设计”“评估”“优化”是试题的核心行为动词。

典型例题:2025年广东卷第21题。试题以“动态调控代谢途径关键酶的蛋白量,使细胞适配不同阶段的生产需求”为项目任务,设计了质粒①和质粒②两个基因表达载体。要求学生完成:(1)写出筛选与鉴定含有W1菌株(含有重组质粒①)的方法;(2)解释重组菌W1培养过程中荧光蛋白变化的原因;(3)推测重组菌株W2培养过程中的荧光表现;(4)根据质粒①与质粒②测试结果,为达到“在生长稳定期实现莽草酸的大量积累”目的,构建高产重组菌株的设计思路。解答此题需综合运用基因工程、微生物培养、细胞代谢等跨模块知识,先通过现场学习理解“动态调控”核心原理,再结合实际生产需求进行创造性方案设计,既考查知识的综合应用能力,更检测学生的工程思维与创新设计能力。

2.3 调查研究型:聚焦真实调查数据,实现数据驱动决策

调查研究型项目式试题常聚焦社会性问题,展示真实的生物学调查结果,引导学生基于调查数据进行科学推理,核心是实现“数据驱动结论,结论指导实践”。此类试题设计的基本逻辑为:围绕明确的调查目的,选择科学的调查方法,收集并分析调查结果,提炼数据背后的生物学规律,基于规律作出决策或提出针对性的实践建议(成果产出),最终回应调查目的与现实问题。试题结构模型可概括为图4。

图4 调查研究型项目式试题结构模型

此类试题的考查核心是数据素养与实践应用能力,要求学生能从复杂的表格、曲线等调查数据中提取有效信息,发现数据背后的生物学规律,识别异常数据并分析原因,同时能将数据分析结果与生产实践、生态保护等现实需求结合,提出具体、可操作的实践建议,实现知识与实践的深度融合。

典型例题：2025年陕晋宁青四省卷第20题,以“研究禁牧封育对防治荒漠化的效果”为调查目的,呈现黄土高原半干旱区不同禁牧封育年限的植物多样性调查数据。设置三个子任务：选择科学的调查方法,分析禁牧封育对群落生物多样性影响的规律,基于调查结果提出长期禁牧封育的群落恢复优化建议。该题紧扣生态保护的现实需求,要求学生结合群落演替、生物多样性保护等知识分析调查数据,同时将生物学规律与生态修复实践相结合,提出可操作的实践建议,实现了对科学思维、科学探究与社会责任素养的综合考查。

2.4 整体考查特点

总体来看,高考生物学项目式试题虽类型各异,但均围绕核心素养立意展开,强调应用性、探究性、开放性和综合性,呈现出“一核、一体、四维”的立体化考查模式:“一核”即以解决真实的劣构问题为核心,实现“做中评”;“一体”,即以微项目的形式结构化组织考试内容,形成以真实性情境为载体、系列性任务为驱动、外显性成果为产品的统一整体;“四维”即通过上述过程,实现对“理解能力、实验探究能力、解决问题能力、创新能力”四项生物学能力的深刻考查,最终指向生物学核心素养的“立体刻画”与“综合评价”。

3 生物学项目式试题的教学策略

项目式试题的出现并非单纯的命题技术革新,而是对高中生物学教学转型发出的明确信号——教学需突破传统知识本位的局限,走向素养导向、能力为重的新样态。结合项目式学习的理论要求与高考命题的考查逻辑,可从复习课重构、实验教学优化、思维能力培养三个维度,提出针对性的教学策略。

3.1 用微项目重构复习课:从知识本位走向项目载体

传统高中生物学复习课多采用“知识点梳理—重难点突破—习题巩固训练”的线性模式。该模式虽能夯实学生的知识基础,但难以实现知识的深度整合与有效迁移,无法适配项目式试题对知识综合应用能力的考查要求。依托微项目对复习课进行重构,是破解上述问题的有效路径。微项目设计需紧扣复习单元的核心知识与能力要求,遵循“情境真实化、任务序列化、知识整合化”原则,选取贴近科研、生产、生活的真实生物学情境,设计逻辑紧密、层层递进的任务链,让知识复习在“需要用到”的情境中自然发生,实现从“被动应考”向“主动应用”的转变。

例如,在高三免疫调节复习课中,以“冬季流感流行的预防与治疗”为微项目主题,引导学生扮演医务工作者,设计“认识流感病毒的结构与侵染机制”“探究流感感染后的免疫调节过程”“设计校园流感预防与临床治疗方案”三大递进式任务,将免疫调节的核心知识融入真实问题解决过程,在完成项目的过程中实现知识的整合应用与综合素养的提升。

3.2 强化深度实验探究:从机械操作走向科学探究

科学探究是生物学科的本质特征。实验探究型是生物学项目式试题最主要的类型。但当前中学生物学教学受教学时间、实验条件等因素制约,往往存在“重操作技能、轻探究思维”的问题,学生缺乏完整的探究过程体验,难以应对项目式试题的考查要求。强化深度实验探究,需立足教材实验,让学生经历完整的科学探究过程,具体可从三方面实施:一是开展完整的真实探究实践,摒弃“按步骤操作”的机械实验模式,引导学生在教材实验中完成“提出问题与假设→设计对照实验方案→分析操作注意事项→处理数据得出结论→评价改进方案”的系列任务,掌握科学探究的核心逻辑;二是分解训练实验探究的核心环节,对教材基础实验进行整体规划,根据实验特点重点训练1—2个探究环节,如有的侧重问题提出,有的侧重实验设计,有的侧重结果分析,避免浅尝辄止,同时缓解教学时间压力;三是嫁接科研论文的真实探究情境,精选适配中学生能力水平的生物学科研论文,提取其中的科研数据与探究情境,让学生对数据进行处理、分析、解释与推论,将学生的自主探究与专业科研相结合,拓宽科学视野,适应高考试题的科研情境特点。

3.3 推动思维过程外显:从解题训练走向思维培养

项目式试题的核心考查目标是学生的思维品质,而思维具有内隐性,传统的刷题训练难以实现思维能力的有效培养。让科学思维外显化,是培养学生科学思维的核心策略,即通过多样化的教学手段,让学生的思维过程被看见、被讨论、被反思,在思维的碰撞与优化中提升思维品质。

思维可视化工具是实现思维外显的重要载体。教师可结合教学内容,引导学生运用概念图、流程图、论证图、模型图等工具,将抽象的思维过程转化为直观的可视化成果。例如在实验设计教学中,用流程图呈现实验设计思路,用论证图呈现“假设—证据—结论”的推理过程;在概念复习中,用概念图呈现知识间的内在逻辑关联。教师组织学生对可视化成果进行交流评议,让学生在对比中发现自身思维漏洞,学习优秀的思维方法。

问题链设计是另一类实现思维外显的有效策略。围绕核心教学问题,设计符合学生认知规律的逻辑递进式问题链,引导学生沿着科学家的探究思维路径开展学习,层层推进指向问题的解决与思维的深化。例如在“光合作用的发现史”教学中,设计问题链:科学家最初关注的光合作用核心问题是什么?基于已有知识提出了怎样的假设?为验证假设设计了怎样的实验方案?实验结果是否支持原有假设?若不支持,科学家如何调整假设与方案?从现代视角如何评价经典实验的局限性?通过问题链引导,让学生在掌握知识的同时,学习科学家的探究思维与推理方法,实现思维能力的同步发展。

项目式试题在高考生物学中的常态化考查,是高考命题从“知识立意”走向“素养立意”的生动体现与重要成果,其背后是对新时代创新人才培养要求的回应。对高中生物学教学而言,项目式试题的出现既是挑战,更是机遇。它迫使教师重新思考“教什么”“怎么教”“为什么而教”的核心问题,推动教学从知识本位走向素养本位,从解题训练走向问题解决能力培养。

来源：贺建.素养立意下高考生物学项目式试题的深度剖析与教学回应[J/OL].生物学教学,1-4[2026-05-23].https://link.cnki.net/urlid/31.1009.G4.20260521.1107.008.