【摘 要】本文以一道湖北省荊州市2016屆高三質(zhì)檢I生物學(xué)科考查科學(xué)探究能力的試題為例，簡(jiǎn)析學(xué)生答題時(shí)存在的主要問題，并提出備考建議。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)探究能力；高中生物試題；例析

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2017）04-0041-02

“發(fā)展科學(xué)探究能力”是《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）所確定的3項(xiàng)課程能力目標(biāo)之一，“實(shí)驗(yàn)與探究能力”是《2016年全國高考考試大綱（課標(biāo)版）理科綜合·生物》所確定的4項(xiàng)考試能力要求之一。因此，科學(xué)探究能力是生物高考復(fù)習(xí)備考的重點(diǎn)?，F(xiàn)對(duì)湖北省荊州市2016屆高三質(zhì)檢I生物學(xué)科考查科學(xué)探究能力的試題做簡(jiǎn)要分析：

一、試題舉例

例：蘆筍的幼苗是一種名貴蔬菜，為XY型性別決定。在某野生型窄葉蘆筍幼苗種群中，偶見幾株闊葉蘆筍幼苗，雌、雄株都有。請(qǐng)分析回答：

（1）（2）略。

（3）有人對(duì)出現(xiàn)蘆筍闊葉幼苗的原因進(jìn)行分析，認(rèn)為有兩種可能：一是基因突變，二是染色體變異（染色體數(shù)目加倍）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，鑒定蘆筍闊葉幼苗出現(xiàn)的原因。其簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路是：___________ 。

（4）現(xiàn)已證實(shí)蘆筍的闊葉是一個(gè)基因突變的結(jié)果。為確定這個(gè)基因的突變是顯性突變，還是隱性突變，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)予以鑒定。其最簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路是：____________。

（5）已知蘆筍的闊葉是一個(gè)基因的顯性突變所致。由于蘆筍雄株幼苗的產(chǎn)量高于雌株，種植戶希望能在幼苗期就能區(qū)分其雌、雄。為了探究控制蘆筍葉形的基因是在X染色體上，還是在常染色體上，請(qǐng)寫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中親本的表現(xiàn)型。__________ 。

參考答案：（3）取蘆筍的野生型窄葉植株和闊葉植株的根尖分生區(qū)制成裝片，用顯微鏡觀察有絲分裂中期細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目；（4）選用多株蘆筍的闊葉雌、雄株進(jìn)行交配，觀察并統(tǒng)計(jì)后代的表現(xiàn)型；（5）蘆筍的野生型窄葉雌株與蘆筍的闊葉雄株。

二、試題的主要特點(diǎn)

1. 突出考查科學(xué)探究能力中“設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案”

第（3）～（5）小題的設(shè)問依次是“其簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路是”“其最簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路是”“請(qǐng)寫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中親本的表現(xiàn)型”，所考查的能力都是科學(xué)探究能力中“設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案”，模擬了高考全國卷Ⅰ“考查科學(xué)探究能力的子項(xiàng)相對(duì)集中”的特點(diǎn)。

2. 聯(lián)系重點(diǎn)知識(shí)考查科學(xué)探究能力

“重點(diǎn)知識(shí)”是指《課程標(biāo)準(zhǔn)》所確定的知識(shí)性學(xué)習(xí)目標(biāo)中，教學(xué)要求為“理解水平”和“應(yīng)用水平”的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（知識(shí)點(diǎn)）。第（3）～（5）小題所考查的知識(shí)點(diǎn)和學(xué)習(xí)目標(biāo)要求分別為：分析孟德爾遺傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法（應(yīng)用水平）、闡明基因的分離規(guī)律和自由組合規(guī)律（理解水平）、搜集生物變異在育種上應(yīng)用的事例（理解水平）、舉例說明基因突變的特征和原因（理解水平）、概述伴性遺傳（理解水平）、概述有絲分裂過程（理解水平）、簡(jiǎn)述染色體結(jié)構(gòu)變異和數(shù)目變異（了解水平）。所考查的知識(shí)點(diǎn)幾乎都是重點(diǎn)知識(shí)。

三、答題情況分析

1. 成績(jī)分析

經(jīng)分析，全市第（3）～（5）小題的難度值很低，僅為0.24，學(xué)生的得分情況很不理想。各小題的賦分、平均分和難度值詳見表1。

2. 學(xué)生答題存在的主要問題

（1）對(duì)基因突變和染色體變異的研究水平或?qū)哟尾皇煜?。如第?）小題，錯(cuò)誤答案最多的是“取蘆筍野生型植株和闊葉植株幼苗的細(xì)胞，分別提取其DNA分子，測(cè)定其脫氧核苷酸的排列順序，并將兩者的順序進(jìn)行比較”。這是在分子水平進(jìn)行研究，研究的實(shí)驗(yàn)條件要求很高，過程很復(fù)雜，現(xiàn)在高中學(xué)校的生物實(shí)驗(yàn)室?guī)缀醵疾荒芡瓿?。而參考答案是“取蘆筍的野生型植株和闊葉植株的根尖分生區(qū)制成裝片，用顯微鏡觀察有絲分裂中期細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目”。這是在細(xì)胞水平進(jìn)行研究，研究的實(shí)驗(yàn)條件要求不高，現(xiàn)在高中學(xué)校的生物實(shí)驗(yàn)室?guī)缀醵寄芡瓿?。說明學(xué)生對(duì)基因突變和染色體變異的研究水平不熟悉，不能根據(jù)題意從兩個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路中挑選出“簡(jiǎn)單”的實(shí)驗(yàn)方案。

（2）對(duì)確定植物細(xì)胞基因型的最簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不熟悉。如第（4）小題，錯(cuò)誤答案最多的是“選用蘆筍的闊葉植株與野生型植株進(jìn)行交配，觀察并統(tǒng)計(jì)后代的表現(xiàn)型”。這是將“野生型”假定為“隱性性狀”“突變型”假定為“顯性性狀”而設(shè)計(jì)的測(cè)交實(shí)驗(yàn)，不符合“野生型”和“突變型”之間顯隱性關(guān)系待定的題干信息。確定一對(duì)相對(duì)性狀顯隱性關(guān)系的“最簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”應(yīng)是自交實(shí)驗(yàn)。根據(jù)自交后代是否出現(xiàn)性狀分離，即可確定一對(duì)相對(duì)性狀之間的顯隱性關(guān)系。而測(cè)交是在已知等位基因顯隱性關(guān)系的情況下，用隱性個(gè)體與待測(cè)基因型的顯性個(gè)體雜交的方式。

（3）對(duì)新的問題情境與已有知識(shí)之間建立聯(lián)系的路徑不熟悉。如第（5）小題，錯(cuò)誤答案最多的是“蘆筍的野生型窄葉雄株與蘆筍的闊葉雌株”。說明學(xué)生在答題時(shí)，沒有將新的問題情境與已有的知識(shí)之間建立起聯(lián)系，進(jìn)行知識(shí)的遷移和嚴(yán)密的邏輯推理。如不能將具有性別決定、且性別決定方式為XY型的蘆筍遷移到同是XY型性別決定方式的人類，不能將蘆筍野生型窄葉與蘆筍闊葉的遺傳遷移到人類的正常色覺和紅綠色盲遺傳的對(duì)比分析上。

四、教學(xué)建議

1. 重視學(xué)生參與知識(shí)建構(gòu)的思維過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，最重要的課程資源是教材，特別是教材中有關(guān)科學(xué)史的內(nèi)容。如孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)（一）（二）、摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)、人類的色盲與正常婚配的遺傳等經(jīng)典材料。在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時(shí)，注意引導(dǎo)學(xué)生用發(fā)現(xiàn)的眼睛，“再發(fā)現(xiàn)”科學(xué)家取得巨大成功背后所涵藏的完美的科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)方法；用批判性思維的方法，“再發(fā)現(xiàn)”有的科學(xué)家在相關(guān)研究領(lǐng)域與重大發(fā)現(xiàn)“失之交臂”的原因。讓學(xué)生親歷知識(shí)建構(gòu)的思維過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，把學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的“金鑰匙”交給學(xué)生。

2. 加強(qiáng)相近知識(shí)的對(duì)比分析，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力

在發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力時(shí)，應(yīng)特別重視學(xué)生容易混淆的相關(guān)知識(shí)（具體內(nèi)容）的對(duì)比分析，讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握知識(shí)。如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)步驟的對(duì)比：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是指進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的基本線索或方法，其內(nèi)容比較抽象；而實(shí)驗(yàn)步驟是指進(jìn)行實(shí)驗(yàn)必需操作的程序，其內(nèi)容比較具體；實(shí)驗(yàn)步驟是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的具體化。在進(jìn)行科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)提出問題與做出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)論、做出假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論等的對(duì)比分析，讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的這些相近似、易混淆的知識(shí)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力，提升學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

3. 總結(jié)解答科學(xué)探究能力題的一般規(guī)律，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力

解題規(guī)律是指只要具備必要條件，就必然重復(fù)出現(xiàn)的解題的思維過程。通過總結(jié)解題規(guī)律，可大幅度提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。解答科學(xué)探究能力題的一般過程包括〔以第（5）小題為例〕：

（1）梳理題干信息：如“蘆筍為XY型性別決定”“闊葉是一個(gè)基因的顯性突變所致”“蘆筍的野生型窄葉是隱性基因純合體，闊葉的基因型一般為雜合體”。

（2）探尋解題的突破口：如“種植戶希望能在幼苗期就能區(qū)分其雌、雄”“為了探究控制蘆筍葉形的基因是在X染色體上，還是在常染色體上”。

（3）遷移已儲(chǔ)存的知識(shí)：如教材中人類的女性色盲和男性正?；榕?，后代的表現(xiàn)型能直接反映其性別〔P 色盲♀×正?！帷鶩1 色盲♂+正常（攜帶者）♀〕。即后代中的色盲都是雄性、正常（攜帶者）都是雌性。將人類的色覺遺傳向蘆筍的葉形遺傳遷移。

（4）選擇完善答案：即蘆筍后代的葉型（窄葉或闊葉）是否能直接反映其性別（雌性或雄性）。而“蘆筍的野生型♂與蘆筍的闊葉♀”雜交，后代的葉型與性別是否直接聯(lián)系能滿足題意。

參考文獻(xiàn)：

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（編輯：趙 悅）