周荷靜
生物學(xué)科是一門實驗科學(xué),在歷年的學(xué)業(yè)水平測試中實驗題占據(jù)了重要地位,不論是區(qū)分度和得分率都體現(xiàn)了實驗題在整份試卷中的價值,是學(xué)生拿A的難點之一。下面對常見的題型進行分析,從學(xué)生可能出現(xiàn)的錯誤出發(fā),反思實驗教學(xué),期望能為一線教師的實驗教學(xué)提供參考。
1 實驗設(shè)計類
實驗設(shè)計要求學(xué)生根據(jù)實驗的目的、原理,選擇合適的實驗器材,設(shè)計合理的實驗步驟,分析實驗現(xiàn)象或處理實驗數(shù)據(jù),最后得出實驗結(jié)論。解答這類試題要求學(xué)生具備實驗的基本思想,關(guān)鍵是變量的確認和控制。
【例1】(2009年江蘇省學(xué)業(yè)水平測試)為了探究pH對過氧化氫酶活性的影響,請根據(jù)提供的材料用具,完成下面的實驗,并回答有關(guān)問題:
材料用具:試管,量筒,滴管,試管架,pH試紙;新鮮的質(zhì)量分數(shù)為20%的雞肝研磨液;新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液,質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸溶液,質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液,蒸餾水等。
(1)實驗步驟:
①如圖1所示,先在1號、2號、3號試管中各加入2mL新配制的體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液,再向1號試管內(nèi)加入1mL蒸餾水,向2號試管內(nèi)加入_____________,向3號試管內(nèi)加入_____________,并振蕩試管。
②向1號、2號、3號試管內(nèi)各滴入2滴_____________。
③仔細觀察各試管內(nèi)_____________,并記錄。
(2)實驗結(jié)果:_____________。
(3)實驗結(jié)論:pH為7左右時過氧化氫酶的活性較高,而pH偏高、偏低時過氧化氫酶的活性降低。
(4)除pH外,還有其他環(huán)境因素會影響過氧化氫酶的活性,請你就此提出相關(guān)研究課題(只要求寫出課題名稱):_____________。
點評:該題是對書本探究性實驗的考查,解答這類試題的一般思路是:①確定實驗?zāi)康暮屠斫鈱嶒炘?。②確定變量:根據(jù)實驗的目的、原理,通過初步分析,確定自變量、因變量和無關(guān)變量。③控制與觀察變量:自變量要不同,無關(guān)變量要相同且適宜,因變量的觀察指標要準確。學(xué)生在答前兩空時只寫試劑的名稱,沒有考慮到無關(guān)變量的控制。因變量要觀察氣泡的多少,而很多學(xué)生答“反應(yīng)速度的快慢”,說明學(xué)生對實驗的原理沒有理解透徹。從學(xué)生的錯誤可以看出,在平時的實驗設(shè)計過程中教師沒有將實驗設(shè)計的整體思想很好地灌輸給學(xué)生,導(dǎo)致學(xué)生在答題時隨意性大、不規(guī)范。
答案:(1)①1mL(等量)氫氧化鈉溶液(試劑量和試劑名缺一不給分)1mL(等量)鹽酸溶液(試劑量和試劑名缺一不給分)②雞肝研磨液③產(chǎn)生氣泡的多少(2)1號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較多,2號和3號試管內(nèi)產(chǎn)生的氣泡較少
(3)探究溫度對過氧化氫酶活性的影響(或其他合理答案)
2 實驗分析類
此類試題主要考查學(xué)生對實驗原理、實驗方法的理解,對實驗結(jié)果進行預(yù)測和分析,并能對相關(guān)的實驗結(jié)論進行解釋的能力。試題的素材以書本實驗為基礎(chǔ),可以創(chuàng)設(shè)新的情境,但學(xué)業(yè)水平測試畢竟是過關(guān)性考試,難度不會太大,因此實驗的原理、方法與書本實驗基本一致。
【例2】(2011年江蘇省學(xué)業(yè)水平測試)為了觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象。某同學(xué)設(shè)計并進行了如下實驗:
材料用具:洋蔥;刀片,鑷子,滴管,載玻片,蓋玻片,吸水紙,顯微鏡;質(zhì)量濃度為0.075g/mL的胭脂紅溶液(胭脂紅是一種水溶性的大分子食用色素,呈紅色),清水等。
方法步驟(圖2):
請回答下列問題:
(1)圖中步驟B用顯微鏡觀察的目的是__________________________。
(2)假如該同學(xué)發(fā)現(xiàn)植物細胞質(zhì)壁分離后不能復(fù)原,可能的原因有_____________、_____________,導(dǎo)致細胞過度失水而死亡。
(3)該同學(xué)在步驟D觀察到了質(zhì)壁分離現(xiàn)象,其結(jié)果因為圖3中的_____________(填序號),判斷的理由有_____________。
點評:該題考查的知識源于書本實驗,但“源于書本、高于書本”,是教材實驗綜合運用能力的再考查。學(xué)生只要理解了教材實驗,該題的難度就不大,解答“步驟B用顯微鏡觀察的目的”和“質(zhì)壁分離后不能復(fù)原的原因”的知識完全來自書本實驗。這道試題的創(chuàng)新之處就在于嘗試用與書本不同的實驗材料和實驗試劑,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個全新的探究情境。由于平時課堂中拓展、改進實驗較少,學(xué)生無法在新的情境在抓住實驗原理、方法和實驗步驟與書本實驗完全相同這一點,自然學(xué)生在最后一小題錯誤率高,同時說明學(xué)生的知識的遷移能力差,需要進一步的培養(yǎng)。
答案:(1)觀察到的現(xiàn)象與后續(xù)質(zhì)壁分離的現(xiàn)象形成對比(2)胭脂紅溶液濃度過大、質(zhì)壁分離時間過長(3)①胭脂紅不能透過生物膜,但可以透過細胞壁.故在原生質(zhì)層和細胞壁之間為紅色。原生質(zhì)層為無色。
3 實驗方案糾錯類
此類試題主要考察學(xué)生對實驗方案科學(xué)性、嚴密性的理解,分析實驗方案中不合理的部分,并尋求正確的實驗方法和步驟,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力。解答這類題型的關(guān)鍵是要熟悉書本實驗的原理、方法和操作步驟。
【例3】(2012年江蘇省學(xué)業(yè)水平測試)在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中,某同學(xué)按表l中的方法步驟進行了實驗。
請分析回答:
(1)步驟②中加入無水乙醇的作用是_____________。
(2)按照上表中方法步驟進行實驗操作,該同學(xué)在步驟③收集到的濾液呈_____________色。
(3)上述實驗操作中存在3處錯誤,請_____________加以改正:_____________ 、_____________、_____________。
(4)若將提取的天然葉綠素用作食品添加劑,根據(jù)你所學(xué)的葉綠素化學(xué)性質(zhì)分析,天然葉綠素不能添加在_____________性食品中。
點評:該題主要考查了實驗原理、實驗操作技能。在研磨綠葉時要加碳酸鈣,作用是為了保護葉綠素,對這一原理學(xué)生只停留在事實性知識的層面上,解答“不加碳酸鈣研磨后的濾液的顏色”這一問題還需較強的邏輯推理能力;解答“葉綠素不能添加在酸性食品中”更需學(xué)生深究其機理,得分率低正好反應(yīng)了學(xué)生沒有將實驗原理理解透徹,缺乏質(zhì)疑探究的精神,這一點值得引起廣大一線教師的注意。學(xué)生不知菠菜葉“幼嫩”與“新鮮濃綠”之間的差別,很多學(xué)生不能把握住“過濾用的是尼龍布而非濾紙”等操作細節(jié),反思學(xué)生錯誤,再看看現(xiàn)在的實驗教學(xué),由“講實驗”、“背實驗”代替了“做實驗”,不難理解學(xué)生失分情況嚴重的原因。因此教師要讓學(xué)生體驗實驗的全過程,提高實驗操作技能。
答案:(1)提取綠葉中的色素(2)淺綠(3)步驟①中應(yīng)該用新鮮的綠葉(幼嫩的菠菜葉色素含量少)步驟②中研磨時還要添加少量碳酸鈣步驟③中漏斗基部應(yīng)該放一塊單層尼龍布(4)酸性