林立云

（寧德市教師進修學院，福建 寧德 352100）

實驗探究體現(xiàn)了生物學自然科學屬性，考查實驗探究能力是生物學高考重要特征之一。［1］［2］筆者嘗試依據(jù)《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（下文簡稱課標）及《中國高考評價體系》，分析近5 年高（含高考改革省份生物學學業(yè)水平選擇型/等級性考試）考生物學試題中有關(guān)實驗探究考查內(nèi)容，以便更好地進行生物學復習教學。

一、生物學高考實驗探究考查內(nèi)容

實驗探究能力是科學探究素養(yǎng)的重要組成部分，是指能夠?qū)ο嚓P(guān)生物學問題進行科學探究，如分析問題、設(shè)計實驗、預測結(jié)果并得出結(jié)論或做出解釋，掌握科學探究的整個流程，增強理解生命世界、建構(gòu)知識的意愿與能力。［1］［2］科學探究是獲取生物學知識的手段與過程，生物學知識是科學探究的結(jié)果，科學探究和生物學知識是生物科學不可分割的兩個方面，科學思維是科學探究的核心?？梢姡飳W知識、科學探究方法及科學思維三者密切關(guān)聯(lián)，相輔相成。這三者也是生物學高考實驗探究考查的主要內(nèi)容。

（一）考查生物學知識

生物學高考主要考查有關(guān)生命現(xiàn)象、生命活動的基本概念、規(guī)律與方法等生物學基礎(chǔ)知識，其是學生高質(zhì)量地認識問題、分析問題和解決問題所必需具備的知識。［3］［4］提出問題、做出假設(shè)、選擇實驗材料、設(shè)計實驗、預測實驗現(xiàn)象、分析實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論等實驗探究是建立在一定的生物學知識基礎(chǔ)上的。同時，實驗探究有助于學生建立、理解與應用生物學知識，構(gòu)建生物學知識體系。

以“探究植物細胞的吸水和失水”為例，分析2018年到2022 年6 道高考試題考查內(nèi)容（表1），發(fā)現(xiàn)在教科書實驗基礎(chǔ)上，試題情境的新穎性與復雜性提高。通過改變實驗材料、試劑、檢測指標等創(chuàng)設(shè)新的問題情境，考查學生是否理解“成熟的植物細胞與外界溶液構(gòu)成滲透系統(tǒng)，可發(fā)生滲透作用；原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性”等實驗原理及相關(guān)生物學重要概念，要求學生明確實驗目的，合理應用探究方法（圖1），具備信息獲取能力、推理分析能力及解決問題能力。

圖1 “探究植物細胞的吸水和失水”知識結(jié)構(gòu)圖

表1 2018 年-2022 年有關(guān)“探究植物細胞的吸水和失水”高考試題分析

（二）考查科學方法

理解與應用科學方法是培養(yǎng)學生科學探究能力的關(guān)鍵。課程標準要求學生掌握科學研究方法，如控制變量和設(shè)計對照實驗、自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”及“假說—演繹法”等，親身體驗科學家是如何探究生命世界的。

分析2022 年高考全國甲卷、全國乙卷、浙江卷、湖南卷及廣東卷有關(guān)實驗探究試題（表2），發(fā)現(xiàn)多以生物科學實驗創(chuàng)設(shè)試題情境，要求學生理解科學探究的一般過程，側(cè)重于從實驗思路、實驗方案、實驗原理、材料用具選擇、研究方法、自變量和因變量、結(jié)果檢測指標、實驗步驟、實驗結(jié)果記錄與分析、得出實驗結(jié)論等方面考查學生理解與應用生物科學方法的程度。特別是對實驗方法的使用、實驗基本操作的要求明顯提高，要求學生具備探究能力、實踐能力與創(chuàng)造能力。

表2 2022 年生物學高考實驗探究試題中有關(guān)科學方法考查內(nèi)容分析

（三）考查科學思維

科學思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理基礎(chǔ)上的高質(zhì)量的思維范式和習慣，科學探究離不開科學思維，科學探究和科學思維是建構(gòu)概念、形成生命觀念的重要方式。［5］培養(yǎng)學生的科學思維是高中生物學課程目標之一，也是高考評價的重點內(nèi)容。

分析2022 年高考全國甲卷、全國乙卷、浙江卷、湖南卷及廣東卷實驗探究試題有關(guān)科學思維考查內(nèi)容，

發(fā)現(xiàn)主要考查實驗結(jié)論及其判斷依據(jù)、解釋實驗結(jié)果、分析實驗數(shù)據(jù)、選擇和處理實驗材料、實驗思路及評價方案的優(yōu)劣或糾錯等。要求學生能基于所學生物學知識、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果，合理應用比較、分類、歸納、演繹、批判性思維及構(gòu)建模型等科學思維方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象和建構(gòu)知識。

二、實驗探究單元復習教學建議

應充分利用教科書提供的實驗、生物科學史及概念性知識進行實驗探究單元復習教學，培養(yǎng)學生的實驗探究能力。

（一）重視建構(gòu)生物學知識體系

實驗探究單元復習教學要幫助學生深入理解和領(lǐng)會生物學概念的內(nèi)涵和外延，構(gòu)建基于生物學大概念與重要概念的知識體系，促進學生深入理解、遷移和應用生物學必備知識。

例如，開展“探究植物細胞的吸水和失水”實驗單元復習教學，引導學生從實驗原理、實驗材料用具、實驗步驟、實驗結(jié)果、實驗分析、實驗結(jié)論及應用等維度進行復習（如圖1），構(gòu)建知識體系，深刻理解與應用植物細胞的吸水和失水機制。

（二）以科學探究為主線設(shè)計復習教學

以科學探究為主線設(shè)計復習教學方案，培養(yǎng)學生科學探究能力和實踐能力。

例如，以“假說—演繹法”設(shè)計分離定律、自由組合定律、DNA 的復制及基因在染色體上等復習教學方案；根據(jù)實驗材料、工具、方法步驟、結(jié)果與應用等科學探究流程設(shè)計有關(guān)基因工程、細胞培養(yǎng)工程等復習教學方案，促進學生領(lǐng)悟科學研究的基本思路，理解與應用科學探究方法。

（三）重視發(fā)展學生科學思維

基于具體學情及教學內(nèi)容，從單元復習角度創(chuàng)設(shè)具有一定的思維深度、廣度的問題情境或習題，并提供充足的獨立思考與練習的時間，促進學生熟練應用邏輯思維、建模、批判性思維與創(chuàng)造性思維等科學思維方法，認識問題、分析問題與解決問題。

例如，指導學生完成有關(guān)試題：如何構(gòu)建紅花雜合體植株親本的基因組合？并用遺傳圖解表示雜交過程。根據(jù)題干信息，做出白花純合體基因型的假說，依據(jù)假說進行演繹推理，預期實驗結(jié)果。要求學生應用比較、分類及建模等思維方法，構(gòu)建紅花、白花、紫花植株的基因組合模型，以及子代不同花色植株的個體數(shù)量模型。應用“假說—演繹法”，確定植株甲的基因型，提高學生實驗設(shè)計能力與創(chuàng)新能力。

縱觀近5 年高考生物學有關(guān)實驗探究考查內(nèi)容，應努力踐行“核心素養(yǎng)為宗旨、內(nèi)容聚焦大概念、教學過程重實踐、學業(yè)評價促發(fā)展”等高中生物學課程基本理念，［3］以科學探究為主線設(shè)計高三生物學復習教學，創(chuàng)設(shè)真實、復雜、綜合的問題情境，引導學生建構(gòu)生物學知識體系，發(fā)展科學思維能力與科學探究能力。