李月華
仔細(xì)翻閱近五年的廣東高考生物卷,從考查內(nèi)容來看,大致分為兩類:一類是教材實驗,主要是對教材的回歸。除了對教材實驗內(nèi)容直接考查外,也對教材相關(guān)實驗的原理和方法進(jìn)行拓展,通過創(chuàng)設(shè)新的實驗情境,考察考生對教材實驗的分析、理解和提取新信息的能力。另一類便是實驗設(shè)計,實驗設(shè)計題成了近五年廣東高考的壓軸題,也是每年高考中失分率最高的題。從命題角度上看,這種考查形式有補(bǔ)充實驗步驟、預(yù)測實驗結(jié)果、設(shè)計實驗程序、探索實驗中各種因素對實驗的影響、探究生物的某種生理作用等,盡管命題角度多樣化,但圍繞“以能力考查為主”的命題思想不變,“情在書外,理在書中”的方法原理不變。分析 實驗題命題趨勢有導(dǎo)向作用,為我們的生物學(xué)實驗備考指明了方向。
一、近五年高考實驗考點分布的情況
近五年廣東高考生物卷實驗考查的內(nèi)容分布表(見下表)
二、考查教材實驗的識記內(nèi)容
這類型題在高考中一般以單選題的形式出現(xiàn),屬于考綱中的識記層次,有的是直接來源于教材實驗,但又不拘泥于教材實驗,且題目創(chuàng)設(shè)新穎、獨特、難易適度,這類型題目多見實驗條件、檢測試劑及實驗現(xiàn)象的相互重組以及選修一與選修三實驗的相互貫穿,具有起點高,落點低的特點,著重考查學(xué)生對實驗的遷移、應(yīng)用及掌握程度。這要求學(xué)生對教材的實驗非常熟悉,而彼此相互間不會混淆,才能有效作答。這一類讓考生往往覺得陌生而又熟悉的題目,是最容易丟分的項目。一些常見類型的題目如下:顯微鏡下比較常見的細(xì)胞器的形態(tài)及分布、細(xì)胞分裂相,檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì),以及色素的提取與分離等最為基礎(chǔ)的一些實驗內(nèi)容。
還有類題目是由教材中的經(jīng)典實驗派生而來的。因為教材中的這些經(jīng)典實驗不僅包含豐富的生物科學(xué)研究素材,還追溯了當(dāng)年前一輩科學(xué)家對實驗探究歷程的艱辛與汗水,借此煥發(fā)學(xué)生對知識的渴求與學(xué)習(xí)欲望。而沿著前人的實驗設(shè)計思路與腳步,更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維及洞察能力。如2011年第2題,涉及到了“美國科學(xué)家艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行遺傳物質(zhì)的探究實驗及分析”的經(jīng)典生物學(xué)的內(nèi)容,2013年考察“1953年Watson和Crick構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的重要意義”的科學(xué)發(fā)現(xiàn)史??茖W(xué)發(fā)現(xiàn)史是新課標(biāo)重視和倡導(dǎo)的內(nèi)容,因為可以讓學(xué)生從中學(xué)到科學(xué)的思維和方法、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)習(xí)慣以及執(zhí)著的探索精神等等,高考題中出現(xiàn)這樣的內(nèi)容,也是一個積極的導(dǎo)向。
三、考察實驗設(shè)計題型
近五年的高考實驗設(shè)計的考查題型以“探究性實驗”為主,充分說明了高考中對實驗的探究能力的要求進(jìn)一步提高??疾靸?nèi)容對于“實驗步驟”、“結(jié)果的預(yù)測”、“結(jié)果的分析”及“實驗探究”等方面均有涉及,其中以“實驗步驟”與“結(jié)果預(yù)測”這兩個內(nèi)容的考查最為頻繁。2011年的“葉綠體色素的提取和分離”,就體現(xiàn)了“源于教材又高于教材”的命題思想。特別是其中的實驗設(shè)計,設(shè)置非常新穎,對教材中的相關(guān)實驗進(jìn)行了巧妙的連接,把“提取葉綠素”、“探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響”、“色素的分離”、“色素的檢測”等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了薈萃。2012年第29題所考查的酶及其活性研究是中學(xué)教學(xué)和備考的重點內(nèi)容,將酶活性研究與工藝流程優(yōu)化結(jié)合起來,設(shè)計一個相對開放的探究問題,讓不同思維層次的考生面對這一新的特定情境,都能有所思、思后有所答,為考生創(chuàng)造了展示實力的機(jī)會。而且,通過“設(shè)計實驗結(jié)果記錄表”小問,將對探究實驗設(shè)計思路的考查融入其中,為解決采用文字表述研究思路過于繁雜的問題,做了初次嘗試。2013年第29題以教材中的實驗為背景,延續(xù)了2012年采用表格呈現(xiàn)解題思路的考查方法,考生首先要找出需要探究的影響因素(發(fā)酵時間或菌種接種量等),才能進(jìn)行后續(xù)的實驗設(shè)計,讓能敏銳發(fā)現(xiàn)問題或平時注重探究思維培養(yǎng)的考生有機(jī)會展現(xiàn)各自特長。另外,試題注重過程與方法,要求呈現(xiàn)“設(shè)計實驗、預(yù)測結(jié)果、分析原因、得出結(jié)論” 完整的探究過程,對思維能力考查層層遞進(jìn)。2014年難度相比2013年有較大降低,考查學(xué)生對植物激素的掌握與實驗設(shè)計,但得分率也不高。總的來說,實驗設(shè)計題既充分考查了相關(guān)的知識點和能力要求,又不失靈活與新穎;既緊扣了高考考綱,又達(dá)到了“深入淺出”的命題效果。因此,對于考查頻率比較高的實驗內(nèi)容將是今后高考復(fù)習(xí)與強(qiáng)化訓(xùn)練的重點內(nèi)容。
四、解題策略
1. 實際操作實驗并熟悉發(fā)現(xiàn)史。
高考雖不考查學(xué)生的實驗操作,但并不代表它不能通過高考題來體現(xiàn),實驗設(shè)計題型最易區(qū)分考生是否真正做過實驗。對于考綱“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實驗,一定要讓學(xué)生進(jìn)行實際操作。倘若從未觸碰過此實驗的學(xué)生,單憑課本教材所學(xué)的知識內(nèi)容,即使對其中的實驗步驟能略知一二,也很難把完整的實驗流程及方法步驟一一述說清楚。相反,真正做過此實驗的學(xué)生,即使生物學(xué)基礎(chǔ)不太好,但這個實驗步驟及流程的大體框架他還是能夠?qū)懗鰜淼摹?/p>
新課程改革后,科學(xué)發(fā)現(xiàn)史重在讓學(xué)生理解科學(xué)家的認(rèn)識過程、理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)的實驗方法,學(xué)習(xí)科學(xué)家的精神。教師要改變過去的按教材順序平鋪直敘的講述方法,創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生重走科學(xué)家探究之路,體驗科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、深化認(rèn)識的過程和探索的精神,最終獲得符合邏輯性的結(jié)論。這樣學(xué)生才容易把握發(fā)現(xiàn)史的考點,也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
2. 實驗設(shè)計題解題策略。
實驗設(shè)計往往是解答實驗題的難點,但只要理清思路,找準(zhǔn)方法和突破口,也能化難為易。解題的思路和方法如下:(1)明確實驗?zāi)康摹?)分析實驗原理→(3)找準(zhǔn)實驗中的變量→(4)設(shè)計實驗步驟→(5)預(yù)期結(jié)果與分析→(6)得出實驗結(jié)論。
以2014年29題的實驗題為例:
29.(16分)鐵皮石斛是我國名貴中藥,生物堿是其有效成分之一,應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡稱PLBs,類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實驗流程如下:
在固體培養(yǎng)基上,PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖1所示,請回答下列問題:
⑶脫落酸(ABA)能提高生物堿含量,但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng),推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學(xué)們擬開展探究實驗驗證該推測,在設(shè)計實驗方案是探討了以下問題:
①ABA的濃度梯度設(shè)置和添加方式:設(shè)4個ABA處理組,1個空白對照組,3次重復(fù)。因ABA受熱易分解,故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基 后按比例加入。②實驗進(jìn)程和取樣:實驗50天完成,每10天取樣,將樣品(PLBs)稱重(g/瓶)后再測定生物堿含量。如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知,實驗過程中還需測定的樣品數(shù)為 。
③依所測定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時間:當(dāng)某3個樣品(重復(fù)樣)的 時,其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度,對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間。
高考評卷發(fā)現(xiàn),學(xué)生對實驗設(shè)計題的掌握薄弱,答題方向易出現(xiàn)偏差。例如:(1)“故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基 后按比例加入”,答案為“滅菌冷卻”,考查選修I實驗室培養(yǎng)的操作,學(xué)生往往答不完整。(2)“如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知,實驗過程中還需測定的樣品數(shù)為 ”,答案為“75”,學(xué)生對“如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知”這句話的誤讀,很多同學(xué)的答案是“5、10或20天”。(3)“當(dāng)某3個樣品(重復(fù)樣)的 時,其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度,對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間?!贝鸢笧椤吧飰A平均產(chǎn)量最大”,學(xué)生分析實驗結(jié)果的曲線圖可以得出答案,答對率較好。
從學(xué)生答題可看出,學(xué)生對驗設(shè)計題的變量處理,設(shè)置程序把握最弱,上題第(2)空失分嚴(yán)重。在以后備考中,如何幫助學(xué)生解決實驗設(shè)計的難題?筆者認(rèn)為學(xué)生對實驗設(shè)置的模式掌握得不錯,但考試卻不理想,很大原因在于學(xué)生審題不透,提取信息能力有待提高。備考時應(yīng)多指導(dǎo)學(xué)生審題和篩選信息的能力。如29題(2014)的解題思路如下:
第一,首先要仔細(xì)審題,弄清實驗?zāi)康暮鸵?,找出要研究的問題,如“若采用液體培養(yǎng),推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學(xué)們擬開展探究實驗驗證該推測”,根據(jù)題意,可確定本實驗探究一定濃度的ABA是否能提高生物堿產(chǎn)量。
第二,“實驗過程中還需測定的樣品數(shù)為 ”,這個填空看起來很簡單,但要答對卻不易,考生要清楚實驗設(shè)置的原理與過程才推導(dǎo)出正確答案。根據(jù)題意,實驗50天完成,每10天取樣,需要取樣5次。本實驗有四個實驗組和1個空白對照組,每次取樣品5個,重復(fù)3次實驗,取樣5次要測定的樣品數(shù)應(yīng)為5×3×5=75。
五、復(fù)習(xí)建議
實驗是學(xué)生獲得生物學(xué)知識與能力的重要渠道,新課程高考重視對實驗?zāi)芰Φ目疾?。教師在實際實驗教學(xué)中多開展探究性實驗教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生理解實驗的原理、方法和步驟,鼓勵學(xué)生主動參與探究過程。教師還應(yīng)重視對學(xué)生的語言訓(xùn)練,培養(yǎng)其認(rèn)真審題的習(xí)慣,教會學(xué)生如何使用簡潔、合理的文字進(jìn)行表達(dá)。
(作者單位:茂名市第一中學(xué))
責(zé)任編校 李平安