何世順

甘肅省臨夏中學(xué) 甘肅臨夏 731100

析新高考實驗試題特點 探新課改實驗教學(xué)策略

何世順

甘肅省臨夏中學(xué) 甘肅臨夏 731100

實驗教學(xué)是中學(xué)生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是達成中學(xué)生物學(xué)教學(xué)目標的基本途徑和方法，新高考試題中考查實驗?zāi)芰Φ脑囶}比重較大。本文通過分析近幾年新課改生物高考實驗試題，挖掘其特點，把握其規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上對新課改生物實驗教學(xué)提出教學(xué)建議。

新課改 新高考 生物實驗教學(xué) 策略

2010年秋季新課程改革就要在全國范圍內(nèi)全面鋪開，許多省份已順利完成了實施課改后的新高考。其中，最早實施的廣東、山東、海南、寧夏4個省區(qū)已完成了4次課改后的新高考。那么，新高考中實驗試題的命制有何特點，結(jié)合這些特點，又該如何開展高中生物實驗教學(xué)呢？筆者將從以上方面做簡要分析并談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

一、近幾年新高考生物實驗試題簡析

新課改理念的核心是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，而實驗教學(xué)又是培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實踐能力的有效途徑。新高考《生物學(xué)科考試大綱》能力要求中突出了實驗與探究能力考查的規(guī)定，近幾年新高考生物實驗試題中也體現(xiàn)出了這樣的特點。

1.實驗題分值的分布情況

2007年全國最先推行高中新課改的4個省區(qū)進行了首次高考，4個省區(qū)《生物學(xué)科考試大綱說明》中規(guī)定實驗題約占全卷總分的25%，實際情況是：廣東省實驗題部分51分，約占生物總分的34%，海南省實驗題部分49分，約占生物總分的49%，山東省實驗題部分37分，約占生物總分的41.6%，寧夏回族自治區(qū)實驗題部分57分，約占生物總分的61.3%，以上4省區(qū)除廣東省實驗分相對偏低外，其他3省區(qū)約占50%左右，占據(jù)了半壁江山，尤其是寧夏回族自治區(qū)高達61.3%。雖然2008年，2009年，2010年實驗題分值及所占總分的比重都作了一些調(diào)整，均有所降低，但比重最低的寧夏卷也有22.2%。

2.考查內(nèi)容的分析

近幾年生物卷實驗試題的取材、設(shè)計思想、操作方法等更多地源于教材,大部分是來自考試大綱“生物知識內(nèi)容表”中規(guī)定的必修生物實驗，例如廣東卷2007年8道實驗題中有6道是源自課本，2008年和2009年都是7道題中有6道可以在課本中找到原型。雖然立足于課本，但并非課本實驗的簡單重復(fù)，而是注重對教材實驗的變式和拓展，例如廣東卷2007年第32題，以“葉綠素的提取和分離”為背景，在對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行分析的情況下，要求考生探究葉片變黃這個生物學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。又如2010年海南卷第21題以“種子萌發(fā)實驗”為背景，要求以萌發(fā)率為指標的實驗方案的設(shè)計。

3.試題類型的分析

縱觀近幾年的高考實驗題，考查的類型大致可以分為5種。分別是找出所給材料中實驗設(shè)計的描述性錯誤，并加以改正；給出一篇不完整的實驗設(shè)計方案，根據(jù)上下文補充和完善相關(guān)步驟設(shè)計；通過實驗分析，得出結(jié)果、結(jié)論；根據(jù)所給的實驗材料、實驗原理等，簡單設(shè)計實驗方案或?qū)懗龌緦嶒炈悸?；探究和?chuàng)新類實驗。

二、新課改背景下開展生物學(xué)實驗教學(xué)的思考

1.提高教師和學(xué)生的思想認識

高中生物教師和學(xué)生都應(yīng)當充分地認識到：中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)的目的，絕不僅僅是為了應(yīng)付人生中的一次考試，更重要的是通過實驗?zāi)軌蚺囵B(yǎng)學(xué)生的動手能力、合作能力和積極探索的科學(xué)精神。在實驗過程中，通過同組學(xué)生的相互分工合作，可以使學(xué)生認識到人與人之間合作的重要意義；通過親眼目睹實驗現(xiàn)象，能夠培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度；通過親身體驗實驗過程失敗的痛苦與成功的快樂，可以培養(yǎng)學(xué)生健康良好的心理素質(zhì)和不畏艱難、勇于探索的進取精神。這些動手實驗對學(xué)生健康成長有著重大意義，是那些“紙上談兵式”的播放錄像、講解、背誦根本無法達到的。作為生物教師，對素質(zhì)教育的認識，對實驗教學(xué)目的的認識不能停留在口頭上，而要從思想意識上真正認識到實驗課的重要性，應(yīng)擺正實驗課與理論課的關(guān)系。

2.認真落實課本每一個實驗，全面提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)

近幾年新高考實驗試題背景材料大部分是來自考試大綱“生物知識內(nèi)容表”中規(guī)定的教材必修生物實驗，涉及各方面實驗?zāi)芰Φ目疾?。而高中生物實驗設(shè)置了5種類型的實驗，既很好地體現(xiàn)了課程目標的要求，也基本涵蓋了科學(xué)研究的各個方面。如：模擬實驗與構(gòu)建模型類：性狀分離比的模擬、建立減數(shù)分裂中染色體變化對模型、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型等。這些實驗的實施有利于達到掌握科學(xué)知識的目標，有利于更好地闡釋生物知識，不僅鍛煉了學(xué)生的動手能力，而且讓學(xué)生有更扎實的生物知識，為提高生物科學(xué)素養(yǎng)打下了堅實的基礎(chǔ)。驗證性實驗：高倍顯微鏡的使用和葉綠體的觀察、細胞質(zhì)流動性的觀察、觀察植物細胞的有絲分裂、葉綠體中色素的提取和分離、觀察二氧化硫?qū)χ参锏挠绊?、學(xué)習(xí)微生物培養(yǎng)的基本技術(shù)、生物組織中血糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定等。這些實驗的設(shè)置有助于學(xué)生熟悉常用器材和藥品的用途和使用方法，初步明白實驗設(shè)計遵循的“三大原則”（對照性原則，等量性原則，單因子變量原則）和“四性”（科學(xué)性，安全性，可行性和簡約性），有助于提高學(xué)生動手實驗?zāi)芰?，為獨立自主進行科學(xué)探究打下基礎(chǔ)。探究性和設(shè)計性實驗：比較過氧化氫酶和三價鐵離子的催化效率、探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用、溫度對酶活性的影響、脫氧核苷酸與遺傳信息的多樣性、自然選擇對種群基因頻率變化的影響、植物定向運動的實驗設(shè)計和觀察、設(shè)計實驗觀察生長素或生長素類似物對植物生長發(fā)育的影響和設(shè)計并制作小生態(tài)瓶，觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等，探究性實驗是知道實驗結(jié)論再通過實驗探究讓學(xué)生得出相應(yīng)結(jié)論，從而使學(xué)生獲得新知，設(shè)計性實驗是根據(jù)實驗?zāi)康乃岢龅膯栴}，運用已具備的生物知識或生物技能，確定實驗原理，選取實驗器材，擬定實驗數(shù)據(jù)，分析實驗現(xiàn)象，構(gòu)思出解決問題的方案，包括設(shè)計實驗步驟以及記錄、處理實驗步驟、改進方法等；這兩類實驗都重視知識的發(fā)生、發(fā)展及發(fā)現(xiàn)的過程,能使學(xué)生形成良好的科學(xué)思維方式,學(xué)會科學(xué)研究的方法,提高從事科學(xué)研究的能力,從而也有助于增強學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。調(diào)查性實驗：調(diào)查人群中的遺傳病、種群密度的取樣調(diào)查、調(diào)查環(huán)境污染對生物的影響等，這種調(diào)查實驗可以說是生物實驗的一種外延，也是在生物實驗范圍內(nèi)，該實驗?zāi)軌蚴箤W(xué)生學(xué)會在調(diào)查中收集信息和應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)原理進行數(shù)據(jù)處理、分析的基本方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生探究科學(xué)的吃苦精神，鍛煉意志品質(zhì),體現(xiàn)團隊協(xié)作精神,有利于學(xué)生形成良好的科學(xué)意識與科學(xué)品質(zhì),提高生物科學(xué)素養(yǎng)?？傊?，每種實驗類型對課程三維標都是有所體現(xiàn)的，只是側(cè)重點不同而已，而新課改理念的核心又是創(chuàng)新能力和實踐能力，因此，認真落實教材設(shè)置的每一類、每一個實驗有助于科學(xué)研究的各種能力的培養(yǎng)，既能使新課改理念得以落實，又有利于學(xué)生備考。

3.積極創(chuàng)新課本實驗的操作過程及方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和意識

創(chuàng)新教育需要創(chuàng)造性的教與學(xué)，近幾年新高考實驗題中也體現(xiàn)出了探究與創(chuàng)新能力的考查。教師創(chuàng)新實驗，不僅使學(xué)生更好地掌握有關(guān)生物學(xué)知識，更重要的是能培養(yǎng)學(xué)生不拘泥于課本，敢于對課本科學(xué)方法進行創(chuàng)新的精神，激活創(chuàng)新思維，從而達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。如：高中《生物》（必修）第一冊中設(shè)置的“觀察植物細胞的有絲分裂”實驗，按實驗手冊所述方法，成功率很低。原因是采用整段根尖（2～3mm），染液很少滲入根尖細胞，染色體染色程度很難達到實驗要求，制成裝片，顯微觀察效果很差。筆者在實驗中采用先搗爛后染色的方法，成功率達80%以上。具體過程為：將洋蔥根（1～2cm）進行解離和漂洗后，先直接放在載玻片上，用鑷子或刀片截取根尖乳白色部分（生長點），剔除其余部分，用吸水紙吸去根尖周圍的水，并用鑷子將乳白色部分進行搗爛，然后再滴一滴1%龍膽紫溶液，進行染色，染色4min后蓋上蓋玻片，其上覆蓋吸水紙（至少4張）進行壓片。按上述方法制成的裝片，清晰透明，染色體染色較深，且細胞分散不重疊，顯微鏡視野下大都是正方形的生長點細胞。又如：在葉綠體中色素的提取和分離實驗中，用粉筆取代濾紙進行葉綠體色素分離，在方法上與用濾紙差不多，實驗前將粉筆進行烘干處理，在實驗中待4種色素完全分開后，取出粉筆，自然風(fēng)干，不但能非常清晰地看到4種不同顏色的色素帶，達到了實驗的目的，同時這4種色素曲線宛如一幅風(fēng)景畫，能增加學(xué)生實驗的興趣。以上這些實驗過程及方法的創(chuàng)新，雖然很不起眼，算不上什么重大發(fā)現(xiàn)，但可大大提高學(xué)生實驗的成功率，有助于提高學(xué)生的興趣，更重要的是能激勵學(xué)生的創(chuàng)新動機，激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，利于培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和創(chuàng)造能力。

4.重視探索性實驗的教學(xué)和開發(fā)

高中《生物》設(shè)置的實驗大多為驗證性實驗，往往是先講結(jié)論，再通過實驗進行驗證，不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，不利于激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，而探索性實驗是在事先不告訴實驗結(jié)論的情況下，通過自己實驗去獲取結(jié)論的過程。這種探索性實驗不僅體現(xiàn)了“教為主導(dǎo)，學(xué)為主體”的關(guān)系，而且有利于增加學(xué)生的自信心，激發(fā)探索興趣，同時也培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力，與新課改的基本理念和新高考實驗題的考查相對應(yīng)。如：葉綠體中色素的提取和分離實驗，傳統(tǒng)做法，一般先講葉綠體中色素的種類及顏色，然后再通過上述實驗進行驗證。而筆者在教學(xué)中先提出質(zhì)疑：葉綠體中色素到底有幾種？綠色植物葉片為什么是綠色的？然后讓學(xué)生帶著疑問，通過該實驗以探索的方式找出答案。（為了使學(xué)生少走彎路，節(jié)省時間，教師要向?qū)W生交待實驗原理、方法及探索的提綱和注意事項）。同時在該實驗葉綠體色素的提取過程中增設(shè)探索過程，即葉綠體色素提取液能不能用水或酒精代替，讓學(xué)生通過實驗來探索出結(jié)論。這樣的探索過程，既可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，又可以使他們的探索才華充分地表現(xiàn)出來，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究能力。

5.增加學(xué)生設(shè)計實驗

創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)是素質(zhì)教育的核心。雖然照方抓藥式的實驗?zāi)芴岣邔W(xué)生熟練操作的程度，但不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，通過引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康暮驮碜孕性O(shè)計實驗，獨立完成有關(guān)實驗，使他們通過親身實踐，不但可以有效地培養(yǎng)鍛煉他們獨立實驗的能力，并在實驗設(shè)計和操作過程中，使他們的創(chuàng)造性思維得以發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)造能力，同時，學(xué)生們也能體會到創(chuàng)造的樂趣，享受到收獲的喜悅，這也有利于培養(yǎng)學(xué)生主動探究的興趣。如：在高三復(fù)習(xí)酶的特性—高效性時，筆者先告訴學(xué)生用實驗驗證酶高效性的原理和設(shè)計實驗的原則(單一變量原則)，并提供了新鮮羊肝研磨液(含過氧化氫酶)，F(xiàn)eCL3溶液，過氧化氫溶液,試管,鐵架臺,滴管,量筒,衛(wèi)生香,火柴等材料用具，讓學(xué)生選擇部分儀器和藥品，設(shè)計一個驗證酶高效性的實驗方案，并嘗試按自己的方案做實驗。再如學(xué)習(xí)植物對礦物質(zhì)離子吸收的特點—選擇性，給出了生長狀況相同的菠菜幼苗3株，精密pH試紙，移液管，燒杯,培養(yǎng)瓶,蒸餾水,0.5mg/ml的(NH4)2SO4溶液，0.5mg/ml的NaNO3溶液等材料用具，然后讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)相關(guān)知識進行討論，設(shè)計一套驗證這一特性的實驗方案，并要求課外實驗。在以上實驗教學(xué)過程中，注意觀察各個小組的討論情況，對一些爭論不休，懸而未決的問題進行及時指導(dǎo)，等學(xué)生方案設(shè)計完成后，教師提供比較合理的實驗方案，供學(xué)生與自己設(shè)計的方案進行對照，尋找不足，并要求學(xué)生分析造成不足的原因。這樣的教學(xué)，一方面使課堂氣氛活躍，有利于充分調(diào)動每位同學(xué)的積極主動性和充分發(fā)表每位同學(xué)的見解，與新課改“面對全體學(xué)生”的要求相一致，另一方面使學(xué)生通過自己動手設(shè)計實驗，充分發(fā)揮想象力,創(chuàng)造性地應(yīng)用已有的知識，并在探索的實踐中獲取了新的知識，同時培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。

6.積極開展生物課外實驗型研究性學(xué)習(xí)

在校內(nèi)課余時間大力開展多種形式的課外實驗型研究性學(xué)習(xí)活動,也是學(xué)科培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰?提高解決實際問題能力的重要途徑。如：學(xué)習(xí)《生物多樣性及保護》內(nèi)容時,可以讓學(xué)生在課余時間以興趣小組的形式開展關(guān)于“酸雨”的研究性學(xué)習(xí),如“酸雨對農(nóng)作物種子萌發(fā)的影響”“酸雨對植物的影響”“酸雨對建筑物及公共設(shè)施腐蝕性的研究”“酸雨對土壤微生物的影響”,等等。開展這些課題性研究性學(xué)習(xí)活動,不僅可以使學(xué)生形成良好的環(huán)境意識,提高生態(tài)道德修養(yǎng),也可以培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力,喚起學(xué)生的創(chuàng)新意識,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

何世順，本科，中教高級。