浙江
自2015年起,浙江省開啟了每年兩次選考的新模式,在至今為止的九次生物選考題中,實驗題都扮演著壓軸題的角色,以10分分值的非選擇題形式進行考查,題材往往以細胞增殖、動物激素、反射和免疫學等與實際生產、生活緊密聯系的背景為主,考點源于教材又略高于教材。筆者剖析歷次選考題發(fā)現,其主要側重于考查學生的實驗分組策略、實驗思路書寫、實驗結果預測和實驗分析討論的能力。
本文對浙江省選考模式下實驗題的命題特點進行了對比分析,對典型實驗真題進行了詳細解析,總結了命題的特點,提出了相應的解題策略并對2020年7月選考實驗題的命制方向進行了預測,旨在為考前復習提供參考。
浙江省選考生物實驗真題對比分析表
(1)實驗題素材的情境源自教材、有據可循
細胞增殖是浙科版教材必修1的核心考點,H2SO4刺激脊蛙屈腿反射實驗的選題來源于浙科版教材必修3第32頁的簡答題,胰島素的生理作用的選題來源于浙科版教材必修3中動物生命活動的調節(jié)。命題者在命制試題時不拘泥于教材而略高于教材,如對植物細胞鑒別、藥物抑制細胞增殖和藥物促進細菌增殖等考點的考查,可見實驗題選材正朝著知識覆蓋面逐漸增大、綜合性逐漸增強的方向發(fā)展。
(2)實驗結果的呈現方式固定、輪番出現
驗證型實驗題的實驗結果往往是在肯定命題或否定命題中二選一;探究型實驗題則要依照可能出現的實驗結果類型來判定,一般至少有兩種及兩種以上的可能結果;調查類實驗題通常要求對調查結果做出客觀陳述即可。實驗結果的呈現方式基本固定在曲線圖(6次考查)、柱形圖(2次考查)和文字描述(2次考查)三種基本形式。
(3)實驗分組的數量多寡不定、標準不變
實驗分組依照實驗變量可分為單因子實驗、雙因子實驗和多因子實驗,依照實驗對象可分為單對象實驗、雙對象實驗和多對象實驗,還有同時依照實驗變量和實驗對象分組的情況,這類實驗題的分組往往組數較多、較為復雜。如2016年10月選考試題第33題,實驗對象有A、B、C三瓶不同的細胞懸液,實驗變量有甲、乙、丙三種不同的染色劑,考慮到實驗對象和實驗變量需逐一組合,因此共分為9組。
(4)實驗分析和討論注重思維、側重溯因
實驗分析大多是基于實驗現象來追溯其背后的深層次原因,如2020年1月選考試題第30題,題目信息“在實驗思路的分組與處理中,若增設組4,其處理是給予大鼠免疫抑制劑,再移植皮膚片?!鳖}目設問“用免疫抑制劑處理的理由是____________。”然后繼續(xù)追問溯因“還可設置組5,其處理是___________________,理由是_____________________?!边@類遞進式問題中的分析和討論能綜合考查學生的科學思維和科學探究素養(yǎng)。
新高考模式下的9次選考中,實驗題有4次直接考查了細胞增殖的內容,2018年4月選考題中,考查了細胞增殖計數、胰島素、甲狀腺和制備抗血清的內容,總體相當于有5次考查了細胞增殖的內容,2次考查了胰島素的內容,而植物細胞鑒別、脊蛙屈腿反射和皮膚移植的內容皆為首次考查。
相比于陌生的素材,考生在面對熟悉的實驗題素材時心里更加有底;相比冷門的知識點,考生在面對反復訓練過的熱門知識時更加得心應手。這些差異最終都會反映在答題規(guī)范度、答題準確性和得分率上,這也要求教師在選考復習過程中對高頻考點重點對待,同時對其他考點也要做好防備。
圖1
【例題】欲驗證胰島素的生理作用,根據以下提供的實驗材料與用具,提出實驗思路,預測實驗結果并進行分析。
材料與用具:小鼠若干只,胰島素溶液,葡萄糖溶液,生理鹽水,注射器等。
(要求與說明:血糖濃度的具體測定方法及過程不作要求,實驗條件適宜)
(1)實驗思路:
①
……
(2)預測實驗結果(設計一個坐標,用柱形圖表示至少3次的檢測結果):
(3)分析與討論:
①正常人尿液中檢測不到葡萄糖,其原因是_____________。
②當機體血糖水平升高時,胰島中的內分泌細胞及其分泌的激素變化是________________。此時,機體細胞一方面增加對葡萄糖的攝取、貯存和利用,另一方面_________________________。
【答案】
(1)①分別測定每只小鼠的血糖濃度,并記錄
②將小鼠分為A、B兩組,A組注射胰島素,B組注射生理鹽水。每隔一段時間,分別測定兩組小鼠的血糖濃度,并記錄
③當出現低血糖癥狀后,A組注射葡萄糖溶液,B組注射生理鹽水。每隔一段時間,分別測定兩組小鼠的血糖濃度,并記錄
④對每組所得數據進行統計分析
(2)
圖2 胰島素對小鼠血糖濃度影響示意圖
(3)①胰島素促進腎小管對過濾液中葡萄糖的吸收
②胰島β細胞分泌胰島素增加,胰島α細胞分泌胰高血糖素減少 抑制氨基酸等物質轉化為葡萄糖
【分析】(1)實驗思路書寫:依題意,本實驗選用小鼠為研究對象,實驗目的是驗證胰島素的生理作用,根據所學知識可知胰島素的主要生理作用是降血糖,因此可確立該實驗名稱為驗證胰島素對小鼠血糖濃度的影響(作用)。實驗變量是有無胰島素,根據不需要考慮不同濃度的胰島素,可確立實驗分兩組,實驗組注射胰島素,對照組注射生理鹽水。檢測的反應變量(觀測指標)是血糖濃度的變化,因此需要在實驗處理前后分別設置前測和后測;由于實驗材料給出了葡萄糖溶液,可判斷出現低血糖癥狀可能是小鼠血糖含量降低引起的,因此出現低血糖癥狀的實驗組需要再次注射葡萄糖,一段時間后再次測量血糖濃度和觀察低血糖癥狀是否消失;所以本實驗需要測量3次血糖濃度。最后對每組所得數據進行統計分析,分析項目一般包括取平均值、求方差和變異系數等。
(2)預測實驗結果:首先,該實驗屬于單對象(小鼠)、單因子(有無胰島素)和單指標(血糖濃度)實驗,故以時間為橫坐標,血糖濃度為縱坐標,畫單縱坐標圖。其次,考慮到在實驗處理前、注射胰島素后和注射葡萄糖后,均需測量血糖濃度,故以柱形圖形式呈現最為合理(題目中也要求用柱形圖呈現),若是以時間推移的動態(tài)血糖濃度為縱坐標,則畫曲線圖更為合理。最后,該實驗屬于驗證型實驗,根據所學生物學知識(胰島素能降低小鼠的血糖濃度),推測測量血糖濃度的結果分別為正常血糖濃度、低血糖濃度和恢復正常血糖濃度。
(3)分析與討論:原尿中有較多的葡萄糖,但正常人尿液中檢測不到葡萄糖,主要原因是胰島素會促進腎小管對濾液中全部葡萄糖的吸收。當血糖水平升高時,機體會做出反應,目的是維持血糖平衡,此時胰島β細胞分泌胰島素增加,胰島α細胞分泌胰高血糖素減少。細胞總體策略是降低血糖含量,因此一方面增加對葡萄糖的攝取、貯存和利用,以增加血糖去路;另一方面抑制氨基酸等物質轉化為葡萄糖,以減少血糖來源。
【疑難突破】
(1)實驗思路是相對簡約的思維概要,實驗步驟是相對精確的實施流程,尤其是在實驗材料和試劑的用量上。
(2)分析題干條件,得出該實驗需要2次注射試劑和3次測量血糖濃度,要在柱形圖中標注。
(3)注射葡萄糖之后,柱形圖中血糖濃度的高度是依照注射葡萄糖量而定,比正常血糖濃度略高、略低或持平均可。
(4)分析血糖濃度升降時,不僅僅考慮胰島素的影響,還需要綜合考慮胰高血糖素、進食、腎小管吸收等多種因素的共同作用。
選考實驗題的特點是思維量大和綜合性強,對能力的要求高,是通過創(chuàng)設真實的實驗情境,基于生物學基礎知識和生物實驗能力進行綜合考查,要求學生圍繞實驗目的,找準三類變量,巧妙設計思路,準確設置分組,合理預測結果和分析原因。此類考題能甄別學生分析問題的能力、解決問題的能力及創(chuàng)新的能力,著力考查學科核心素養(yǎng)中的科學思維和科學探究素養(yǎng)。
(1)依據實驗目的,確立實驗名稱
格式一般是探究/驗證某對象實驗變量對反應變量的影響/作用。
(2)精選實驗材料,明確實驗分組
選取的材料要安全、科學并有代表性和針對性;實驗分組要從實驗對象、實驗變量等多方面進行考慮,實驗組是否需要細分組數視題目要求而定。
(3)緊扣三類變量,構建實驗思路
設置實驗變量、控制無關變量和檢測反應變量,另外若有同組前后對比差異,需要做前測和后測,另外有些實驗前后為自身對照,不需要另行分組。
(4)呈現實驗結果,分析討論原因
實驗結果的呈現主要有曲線圖、柱形圖、文字和表格等常見方式,原因分析討論以陳述實驗現象、剖析實驗原因和闡述實驗機理為主。
(1)平穩(wěn)過渡、難度略降
延續(xù)近幾年命題特點,題目會給出新的情境信息,要求考生獲取信息后能銜接、重組、轉換和提煉關鍵信息,題型和主干知識會保持不變,鑒于疫情導致的延遲復學、復習時間減少等情況,預測試卷難度會有一定程度的下降,尤其是偏、難、怪的題不會出現。
(2)穩(wěn)中求變、變中有新
“穩(wěn)”主要指實驗題考查的重點知識保持穩(wěn)定不變,細胞、激素和免疫等依然是試題情境選取的主要來源;“變”主要是考查形式會有所變化,如實驗題可能會再次出現多個知識點的拼盤式考查;“新”主要指實驗題情境和實驗結果的呈現可能會煥然一新,如實驗題情境結合新型冠狀病毒肺炎,實驗結果的呈現可能出現圓餅圖、雷達圖等新形式。
依照歷年選考生物實驗真題可知,命題多以教材主干知識為載體,在形式上推陳出新,注重實驗思路書寫,重視實驗分析討論,逐步朝著綜合命題的方向發(fā)展,因此在考前復習教學中,教師唯有摒棄陳舊思維,拔高立意,方能高屋建瓴。高考承擔著為學校教育診斷、為政府教育決策、為國家選拔人才提供實證支持的重任,其命題已逐步轉向以學生學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和發(fā)展為依據,落實“立德樹人”的育人要求。