安徽

新課程理念要求教學(xué)要從對知識的傳授轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生的關(guān)鍵能力與學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，高考試題近年來對學(xué)生關(guān)鍵能力與學(xué)科核心素養(yǎng)的考查越來越明顯，特別是對實驗探究能力的考查。實驗探究題是考查關(guān)鍵能力與學(xué)科核心素養(yǎng)的一類重要題型，近幾年的全國卷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均有涉及，分值一般在10 分以上。但從閱卷反饋的信息來看，該類型題目學(xué)生的得分普遍偏低。這是因為實驗探究類題目對思維、能力和規(guī)范答題的要求較高，是高考的難點所在。本文對實驗探究題的類型和考查方式進(jìn)行分析并提出應(yīng)對策略，以期為廣大同人的教學(xué)提供參考。

1.實驗探究題的類型和考查方式

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）以及《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明》（以下簡稱《考試說明》），都對實驗與探究能力有明確的要求（如表所示）。根據(jù)表中的要求并結(jié)合近幾年全國卷中的實驗探究類試題，筆者將實驗探究題分為實驗評價題、實驗設(shè)計題、實驗分析題3 種類型。

表 《課程標(biāo)準(zhǔn)》及《考試說明》中對實驗探究能力的要求

1.1 實驗評價題

實驗評價題是指對題目中給出的實驗材料或操作步驟等進(jìn)行評價，指出其中的錯誤、找出正確的方案或進(jìn)行修訂等。該類型的題目要求學(xué)生熟練掌握教材實驗的目的、原理、操作步驟和操作技能等，并能將這些實驗涉及的方法和技能進(jìn)行遷移和綜合運用。此類題目在高考中多以選擇題形式出現(xiàn)，難度中等。

【例1】（2014 年，全國卷Ⅰ，第4 題）下列關(guān)于植物細(xì)胞質(zhì)壁分離實驗的敘述，錯誤的是 （ ）

A.與白色花瓣相比，采用紅色花瓣有利于實驗現(xiàn)象的觀察

B.用黑藻葉片進(jìn)行實驗時，葉綠體的存在會干擾實驗現(xiàn)象的觀察

C.用紫色洋蔥鱗片葉外表皮不同部位觀察到的質(zhì)壁分離程度可能不同

D.紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的液泡中有色素，有利于實驗現(xiàn)象的觀察

【答案】B

【分析】“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”是《考試大綱》中“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實驗，本題在該教材實驗的基礎(chǔ)上，讓考生判斷不同實驗材料對實驗結(jié)果的影響，屬于對實驗材料的評價，考查了考生的知識遷移能力和批判性思維。解答此題需要理解并熟記教材實驗中采用紫色洋蔥的原因：紫色色素在液泡中，便于觀察實驗現(xiàn)象，如果所選材料的液泡顏色不明顯，也可觀察到細(xì)胞質(zhì)中的顏色，如黑藻的葉綠體，明白這兩點，便可輕易選出答案。

【例2】（2016 年，全國卷Ⅰ，第3 題）若除酶外所有試劑已預(yù)保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是 （ ）

A.加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量

B.加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量

C.加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量

D.加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量

【答案】C

【分析】此題是酶活力的測定實驗，讓考生在多個設(shè)計方案中找出正確的操作順序，屬于對實驗步驟的評價，考查了考生的高中生物實驗的基本操作技能和實驗方案的設(shè)計能力。酶促反應(yīng)具有高效性，且易受反應(yīng)條件的影響，這是此題考查的基本知識點。酶與底物接觸后要立即計時，且為了維持實驗條件的穩(wěn)定，反應(yīng)要在緩沖液中保溫進(jìn)行，可見只有C 項符合要求。

1.2 實驗設(shè)計題

實驗設(shè)計題是指為達(dá)到一定的實驗?zāi)康?，要求考生根?jù)題目給出的材料或自行選擇材料，利用“觀察與實驗”“假說演繹”“建立模型”等方法設(shè)計實驗方案，探究或驗證簡單的生物學(xué)現(xiàn)象。一般要求考生寫出實驗的設(shè)計思路并預(yù)期實驗結(jié)果或得出實驗結(jié)論，或者對已經(jīng)設(shè)計但不完整的實驗方案進(jìn)行補(bǔ)充完善。此類題目在高考中一般以非選擇題的形式出現(xiàn)，難度較大。

【例3】（2019 年，全國卷Ⅰ，第29 題節(jié)選）將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，葉片氣孔開度減小?；卮鹣铝袉栴}。

（3）有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA 引起的。請以該種植物的ABA 缺失突變體（不能合成ABA）植株為材料，設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。

【答案】取ABA 缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變；將上述干旱處理的ABA 缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進(jìn)行ABA處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA 處理組氣孔開度減小，對照組氣孔開度不變。

【分析】此題要求考生從題目中獲取信息，設(shè)計實驗來驗證題目中給出的結(jié)論，寫出實驗的設(shè)計思路并預(yù)期實驗的結(jié)果，考查了考生的實驗探究能力、綜合運用能力和規(guī)范答題能力等。該題目的原型為人教版高中生物必修1 第2 章第5 節(jié)“技能訓(xùn)練”中的實驗設(shè)計題：證明某種無機(jī)鹽是植物生長發(fā)育所必需的，需要設(shè)計兩次對照分別證明結(jié)論中的兩個要點，這是此題的難點所在，考生很容易回答不完整。所以，上課時教師要講清楚二次對照的意義。

【例4】（2018 年，全國卷Ⅱ，第29 題）為研究垂體對機(jī)體生長發(fā)育的作用，某同學(xué)用垂體切除法進(jìn)行實驗。在實驗過程中，用幼齡大鼠為材料，以體重變化作為生長發(fā)育的檢測指標(biāo)?；卮鹣铝袉栴}：

（1）請完善下面的實驗步驟

①將若干只大鼠隨機(jī)分為A、B 兩組后進(jìn)行處理，A 組（對照組）的處理是_____________；B 組的處理是____________。

②將上述兩組大鼠置于相同的適宜條件下飼養(yǎng)。

③__________________________________。

④對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理與分析。

（2）實驗結(jié)果與分析

B 組大鼠生長發(fā)育的狀況不如A 組，出現(xiàn)這種差異的原因是由于B 組的處理使大鼠缺失了來源于垂體的__________激素和__________激素。

【答案】（1）①手術(shù)但不切除垂體 切除垂體

③每隔一定時間，測定并記錄兩組大鼠的體重（2）生長 促甲狀腺

【分析】本題以“研究垂體對機(jī)體生長發(fā)育的作用”為情境，要求考生明確實驗的自變量和因變量，依據(jù)實驗設(shè)計應(yīng)遵循的原則，寫出待完善的實驗步驟，并對實驗結(jié)果進(jìn)行分析。考查了考生的實驗探究能力以及激素調(diào)節(jié)的相關(guān)知識。解答此題，首先要清楚對照實驗應(yīng)遵循的一些原則，如單一變量原則，所以對照組大鼠雖然不切除垂體但也要手術(shù)，排除手術(shù)因素對實驗結(jié)果的影響。其次，要知道對照實驗設(shè)計的三部曲：分組編號，自變量處理，培養(yǎng)并測定因變量。

1.3 實驗分析題

實驗分析題是指題目中給出實驗過程或?qū)嶒灧桨福罂忌鷮嶒灛F(xiàn)象和實驗結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。一般要求考生寫出實驗依據(jù)的原理、對實驗現(xiàn)象進(jìn)行解釋以及得到的結(jié)果或結(jié)論等。此類題目在高考中一般以非選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等。

【例5】（2018 年，全國卷Ⅰ，第31 題）為探究不同因素對尿量的影響，某同學(xué)用麻醉后的實驗兔進(jìn)行不同的實驗，實驗內(nèi)容如下：

a.記錄實驗兔的尿量（單位：滴/分鐘）。

b.耳緣靜脈注射垂體提取液0.5 mL，記錄尿量。

c.待尿量恢復(fù)后，耳緣靜脈注射20% 葡萄糖溶液15 mL，記錄尿量。取尿液做尿糖定性實驗。

回答下列問題：

（1）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)，與a 相比，b 處理后實驗兔尿量減少，其主要原因是____________________________。

（2）c 處理后，腎小管腔內(nèi)液體的滲透壓會升高，實驗兔的尿量會________。取尿液加入斐林試劑做尿糖定性實驗出現(xiàn)磚紅色，說明尿液中含有__________。

（3）若某實驗兔出現(xiàn)腹瀉，尿量減少現(xiàn)象，導(dǎo)致尿量減少的主要原因是血漿滲透壓升高，刺激了存在于_____的滲透壓感受器，從而引起尿量減少。

【答案】（1）垂體提取液中含有抗利尿激素，促進(jìn)了腎小管和集合管重吸收水 （2）增加 葡萄糖

（3）下丘腦

【分析】本題以“麻醉兔的尿量變化實驗”為情境，要求考生分析實驗現(xiàn)象，并結(jié)合生命活動調(diào)節(jié)的有關(guān)知識，考查了考生對實驗結(jié)果的分析、交流與推理能力。（1）是要求回答“原因”的題目，教材中一般都能找到相關(guān)的原理，教師要教會學(xué)生在新情境中運用教材知識的能力。（2）（3）考查的是“識記”水平，學(xué)生要熟記教材中的重點知識，如還原糖檢測的原理、下丘腦的功能等。

2.實驗探究題的應(yīng)對策略

《課程標(biāo)準(zhǔn)》特別強(qiáng)調(diào)對學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)以及關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，而實驗探究類題目能全面考查學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?chuàng)新能力、綜合運用能力以及分析和解決問題的能力，相信在高考中對此類題目的考查比重會越來越大。這類題目對于學(xué)生而言也是難點，區(qū)分度很大，很多考生在考場上往往無所適從。關(guān)于如何應(yīng)對這一問題，筆者通過對高考試題的分析并結(jié)合日常教學(xué)經(jīng)驗，提出以下4 點教學(xué)建議。

2.1 重視實驗教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

受實驗室條件、教師觀念以及知識教育的影響，很多教師在進(jìn)行實驗教學(xué)時往往只是“講實驗”，而不是讓學(xué)生去實際操作實驗。所以很多學(xué)生的實驗操作能力和實驗探究能力非常薄弱，這是實驗類題目成為學(xué)生難點的一個重要原因。教師要做的是扭轉(zhuǎn)觀念，設(shè)法創(chuàng)造條件，讓學(xué)生完成教材中的必做實驗，切實提高學(xué)生的實驗探究能力。這不僅僅是應(yīng)對高考，更是國家教育方針對人才培養(yǎng)的根本要求。

不具備實驗室條件時，教師可以結(jié)合學(xué)校實際和當(dāng)?shù)氐泥l(xiāng)土特色，對教材實驗的材料、用具等進(jìn)行改進(jìn)，創(chuàng)造條件開設(shè)實驗課。例如，一個雞蛋和一支毛細(xì)吸管就可以做滲透作用的實驗，一些不同顏色的玻璃珠就可以做孟德爾遺傳規(guī)律模擬實驗和標(biāo)志重捕法調(diào)查種群密度模擬實驗等。此外，還可以結(jié)合一些綜合實踐活動或項目學(xué)習(xí)，設(shè)計一些探究性活動或?qū)嵺`性活動，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和科學(xué)品質(zhì)。例如，給校園植物掛牌、調(diào)查當(dāng)?shù)啬硹l河流的水污染情況等都是很好的活動。

2.2 進(jìn)行針對性訓(xùn)練，發(fā)展科學(xué)思維

對于實驗類的題目，教師要收集近幾年全國卷的真題，并結(jié)合自己改編或原創(chuàng)的試題，對學(xué)生進(jìn)行針對性訓(xùn)練。俗話說，熟能生巧，量變積累一定會引起質(zhì)變。針對性訓(xùn)練可在考前三輪復(fù)習(xí)時采用微專題的方式進(jìn)行，建議用時不低于3 個課時。實驗思路的設(shè)計往往對思維的要求層次較高，通過針對性訓(xùn)練不僅可以提高學(xué)生的實驗探究能力，還可以發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

例如，對高考?？嫉囊活悓嶒炋骄款}：設(shè)計實驗并寫出實驗思路和預(yù)期實驗結(jié)果。教師可以用2019 年全國卷Ⅰ第29 題（設(shè)計實驗驗證干旱條件下氣孔開度減小的原因）、2019 年全國卷Ⅲ第29 題（設(shè)計實驗驗證植物對無機(jī)鹽離子吸收的偏好性）、2017 年全國卷Ⅰ第29 題（設(shè)計實驗確定一種新病毒的核酸類型）等進(jìn)行真題訓(xùn)練。還可以收集整理教材上的一些探究類實驗，把它們改編為高考題的形式，在考前對學(xué)生進(jìn)行再一次的強(qiáng)化，如必修1 第2 章第5 節(jié)中的“技能訓(xùn)練”：證明某種無機(jī)鹽是植物生長發(fā)育所必需的；第4 章自我檢測中的“技能應(yīng)用”：設(shè)計實驗探究溫度是否影響水分子通過半透膜的擴(kuò)散速率等。

2.3 強(qiáng)調(diào)重點知識，區(qū)分易混淆概念

日常實驗教學(xué)中，教師要強(qiáng)調(diào)一些重點知識，如高倍顯微鏡的使用、變量的控制、無菌操作、對照實驗的設(shè)計方法等，這些都是高中生物實驗的最基礎(chǔ)知識和基本操作技能。教師可以在考前設(shè)計一些知識清單提供給學(xué)生，幫助學(xué)生記憶。比如對照實驗的設(shè)計原則及其變量的控制，2018 年全國卷Ⅱ第29 題就進(jìn)行了考查。另外，學(xué)生有很多易混淆的關(guān)于實驗的概念，教師要給學(xué)生講清楚，如對照實驗與對比實驗、驗證實驗與探究實驗、實驗結(jié)果與實驗結(jié)論等，學(xué)生很容易因概念不清而答非所問。例如，2019 年全國卷Ⅰ第29 題要求寫出“預(yù)期實驗結(jié)果”，有的考生寫成了“實驗結(jié)論”；2019 年全國卷Ⅲ第29 題其實是一個“探究性實驗”，需要寫出兩個實驗結(jié)果，有些考生理解成了“驗證性實驗”，就只寫出了一個實驗結(jié)果。

2.4 規(guī)范答題，減少非知識性失分

實驗題中的實驗設(shè)計題往往需要用長句子或整段話來回答，而且要求回答的內(nèi)容精練、思路清晰、語言專業(yè)?？忌Ｒ蚧卮饡r字跡不工整、語言不專業(yè)、抓不住重點等不規(guī)范的答題現(xiàn)象而失分，因此，教師在教學(xué)中還要重視培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范答題能力。以2019 年全國卷Ⅰ第29 題（3）為例，參考答案共有144 個字符，相當(dāng)于一篇短文。針對這些問題，教師在日常教學(xué)時，可以布置一些“小寫作”的作業(yè)，限定字?jǐn)?shù)，要求學(xué)生用規(guī)范的生物學(xué)術(shù)語完成，教師再根據(jù)不同學(xué)生出現(xiàn)的問題進(jìn)行講評，以達(dá)到訓(xùn)練的目的。

3.結(jié)束語

綜上所述，以考查關(guān)鍵能力和學(xué)科核心素養(yǎng)為主的高考實驗探究題，在全國卷中以多種形式出現(xiàn)過，且比重越來越大，是學(xué)生面臨的難點和易失分點。教師在日常教學(xué)中要足夠重視，并在考前加以針對性輔導(dǎo)，以幫助學(xué)生科學(xué)應(yīng)對。