新課程下高考生物學實驗復習

摘要： 本文就高中生物實驗的類型及高考實驗命題趨勢，在新課程理念指導下，結合教學實踐，總結了高考生物學實驗復習的策略和方法，作為生物學實驗高考復習的參考。

關鍵詞： 生物學 實驗 高考 復習

新課程理念的核心是“為了每一位學生的發展”，提倡探究性學習、研究性學習等。高中生物新大綱明確提出，要求學生初步學會生物科學探究的一般方法，具有較強的生物學基本操作技能，初步具備五種能力：收集和處理信息的能力、觀察能力、實驗能力、思維能力和解決實際問題的能力。生物學是以實驗為基礎的自然科學，實驗是培養學生科學思想、方法、態度和創新精神的重要手段，對學生實驗基礎理論和實驗能力的考查是體現高考變知識立意為能力立意的命題原則的重要方式。從近幾年的實驗題在全國各地高考卷中的題型變化來看，借助實驗方法創設新情境，側重考查學生對實驗進行解釋和分析的能力已成為命題趨向，實驗題的分值比例逐年上升。因此在高考實驗復習時，要讓學生熟練掌握高中生物學實驗的基本類型、基本原理和特點，掌握生物學實驗操作技能，能夠科學合理地設計生物學相關實驗，具備分析問題、探究問題、解決問題的綜合能力。

一、高中生物實驗的分類

新高中必修教材安排了16個實驗，4個實習，6個研究性課題，1個參觀；選修教材安排了4個實驗，2個實習，4個研究性課題。這些和實驗相關的內容，可劃分為以下幾種類型：

1.觀察實驗

觀察對象是什么，如觀察細胞質的流動。

2.驗證性實驗

如生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定。

3.探究性實驗

包括引導式探究和自主式探究。

引導式探究是教師提出實驗結構或程序，學生參與做什么、發現什么，如：提取和分離葉綠體色素。自主式探究是學生自主探究，設計和執行實驗方案來檢驗對有什么、為什么的解釋，如：探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用，探究影響酶活性的因素。

4.定量、定性實驗

鑒別實驗材料中有什么、是什么，如DNA的粗提取與鑒定。

5.設計實驗

如植物向性運動的實驗設計和觀察。

6.模擬或制作實驗

設計和制作實驗研究的某種對象，或人為條件下模擬研究對象的動態變化，如性狀分離比的模擬實驗、制作DNA雙螺旋結構模型。

7.實習、參觀

如種群密度的取樣調查。

8.基本技能實驗

如學習細菌培養的基本技術。

以上所有實驗形成了一個比較完整的體系，對于培養學生嚴謹的科學態度和正確的科學價值觀、方法論，培養學生的觀察能力、動手能力、思維能力以及探究創新能力，都具有重要意義。從這幾年各地高考試題中我們可以看到，生物實驗的測試從題目設計的認知層次來看有逐漸提高的趨勢；從覆蓋的知識范圍來分析，有涉及高中課本內的知識，也有不涉及高中所學的內容，但是所要驗證的生物學事實是由題目提供的或者是所學習過知識的遷移；從知識內容分析，試題涉及生物學基本原理、概念、解剖和生理知識，實驗目的、材料的使用，實驗操作、方法步驟、對實驗現象的分析、實驗設計和結果預測等多個方面。

二、高考生物實驗復習策略

根據高考命題趨勢，從近幾年的高考試題來看，實驗題通常有三種類型：一是實驗操作類，要求掌握實驗儀器的構造、原理，正確選擇需要的儀器、藥品，能夠控制實驗條件，正確操作，以達到實驗效果；二是原理解析型，通過分析、推理、判斷，對實驗得到的現象和記錄的數據及實驗過程進行解釋說明；三是設計實驗方案或評價改進實驗方案型。因此在高考復習中，我們要把實驗與探究放在突出的位置，既要把基礎實驗的復習到位，又要善于挖掘教材潛在的實驗與探究因素，同時改進實驗的基本思想、方法以及實驗題的解題技能、技巧的形成訓練，以達到在高考復習中最優化效果。

1.加強基礎實驗的復習，培養知識遷移能力。

基礎實驗的復習一方面要求理解所學實驗、實習的內容，包括實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，另一方面要能將這些實驗、實習涉及的方法和技能進行綜合的運用。

例如，生物組織中還原性糖鑒定的實驗，復習時可圍繞下列問題展開：

①怎樣利用植物材料制備組織樣液?

②甘蔗、西瓜、番茄是否合適?為什么?由此討論鑒定可溶性還原糖時對植物組織材料有什么要求?

③用斐林試劑鑒定還原性糖時，溶液的顏色會出現怎么樣的變化?為什么?

④可用于鑒定還原性糖的試劑有什么?使用原理是什么?如何使用這些試劑?

⑤怎樣檢測某種植物中含有的保健成分里是否含有淀粉和葡萄糖?

通過這樣的教學，讓學生掌握教材中相關實驗的內容，并且學會將鑒定還原性糖的方法遷移到新的情境中去進行應用，是對高考應試前的最好訓練。

2.挖掘教材潛在的實驗與探究因素，促進分析解決問題能力的提高。

生物學的知識結論都是在觀察、實驗的基礎上得出或通過實驗得到證實的，復習時要多從實驗角度想一想，這一結論是怎么得出的?我們有沒有辦法進行驗證與探究?例如，植物對水分的吸收和利用，可圍繞滲透作用的原理、植物細胞的質壁分離和復原實驗、植物體內水分的利用等設計與實驗相關的思考性問題。

（1）在滲透作用與水分流動的演示實驗裝置中，如果漏斗里裝的是30％的葡萄糖溶液，實驗結果將會如何?假設葡萄糖分子能穿過半透膜，當漏斗和燒杯內分別裝有等摩爾濃度的葡萄糖溶液和蔗糖溶液時，預期出現什么樣的實驗現象?如果分別裝有等質量百分比濃度的葡萄糖溶液和蔗糖溶液又會出現什么樣的結果?

（2）如果有兩瓶失去標簽的裝有濃度為10％和30％的蔗糖溶液，如何將它們鑒別出來？

（3）如何利用上述的實驗裝置探究淀粉分子和碘分子是否能穿過半透膜?預期實驗的結果并得出結論。

（4）在做質壁分離實驗時，如果將選取的某材料置于30％的蔗糖溶液中，結果沒有出現預期的質壁分離現象，可能的原因有哪些?如果將發生質壁分離后的細胞置于清水的環境中，細胞不再發生質壁分離復原現象，原因是什么?在什么情況下，質壁分離后的細胞可能會自動發生質壁分離復原現象?

（5）用一個洋蔥能檢測表皮細胞的細胞液濃度嗎?設計中怎樣盡量避免實驗的誤差?

（6）植物體吸收的水分只有1％-5％留在體內參于光合作用和呼吸作用，其余都通過蒸騰作用散失了。如何通過實驗證明植物體內的水分用于這些生理活動?

（7）如何證明植物蒸騰作用逋過氣孔散失了水分?

（8）如何設計實驗證明植物的保衛細胞吸水時氣孔張開，失水時氣孔關閉這一現象?

3.加強實驗的基本思想、方法以及實驗題的解題技能、技巧的形成訓練。

學有法而無定法，生物實驗的復習還需要教給學生一些實驗與探究的基本方法以及解答實驗類試題的基本技能。例如，實驗探究過程中涉及自變量、因變量和無關變量，它們在試題特定的條件與要求下，自變量可以操作，因變量可以觀察或測量，無關變量則可以控制。如溫度對酶活性的影響實驗就在于獲得和解釋溫度變化(因變量)與酶的活性(自變量)的因果關系。該實驗除溫度外，試管潔凈程度、唾液新鮮程度、可溶性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度，實驗操作程度，溫度處理的時間長短等等，都屬于無關變量，要求低溫、適溫、高溫3組實驗是等同、均衡、穩定的；如果無關變量中的任何一個或幾個因素或條件，對3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩定，則會在實驗結果中產生額外變量，出現干擾，造成誤差。實驗的關鍵之一在于控制無關變量以減少誤差。

對照是實驗控制的手段之一，是設計和實施實驗的重要準則之一，通過設置實驗對照，既可排除無關變量的影響，又可增加實驗結果的可信度和說服力。

（1）空白對照

指不做任何實驗處理的對象組。在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實驗中，向甲試管溶液加入試劑，而乙試管溶液不加試劑，一起進行沸水浴，比較它們的變化。這樣，甲為實驗組，乙為對照組，且乙為典型的空白對照。

（2）自身對照

指實驗與對照在同一對象上進行，即不另設對照組。如“植物細胞質壁分離和復原”實驗，就是典型的自身對照。自身對照，主要是看清楚實驗處理前后現象變化的差異，實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化則為實驗組。

（3）條件對照

給對象施以某種有對照意義的實驗處理。例如，“動物激素飼喂小動物”的實習實驗，采用等組實驗法，其實驗設計方案是：

甲組：飼喂甲狀腺激素(實驗組)；

乙組：飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組)；

丙組：不飼喂藥劑(空白對照組)。

該實驗既設置了條件對照，又設置了空白對照，通過比較、對照，更能充分說明實驗變量——甲狀腺激素能促進動物的生長發育。

（4）相互對照

不另設對照組，幾個實驗組相互對比對照。如“植物的向性運動”的等組實驗中，5個實驗組所采用的都是相互對照，較好地抵消了無關變量的影響，使實驗結果更具有說服力。

此外，什么情況下需要檢測?對實驗結果的預期什么時候需要討論?定性與定量實驗設計要求有什么不同?等等，都需要教師通過具體的實例引導學生分析與總結。

4.掌握實驗設計和解題技巧，融實驗知識與理論知識于一體。

一般來說，在解答有關實驗設計題型時，應認真讀題后搜尋教材中相關知識點，明確使用的實驗原理，確定關鍵的實驗條件，考慮相關的材料用具，做出綜合的理解和判斷后設計具體的實驗方案，實驗設計要科學合理，要體現出科學性和嚴謹性，注意控制實驗條件和實驗因子，盡量減少實驗誤差，保證實驗的準確性，要對實驗進行預期的分析，最后綜合分析得出結論。

如在2002年全國理綜21題：驗證鎂是植物生活的必需元素。在該題里，第一個學生的對照設計里蒸餾水和鎂鹽缺乏溶液都缺乏植物生長所需要的鎂，因此不能夠正常生長，第二個、第三個學生的實驗設計里，因為兩組容器里的砂性土壤都可能含有鎂離子，也達不到實驗要求。因此在設計過程中要把握好對照實驗的單一變量原則，取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器，對照組盛有含植物必需各種礦質元素的完全營養液，實驗組盛有不含鎂離子的完全營養液，兩組置于相同的適宜條件下培養，并對溶液通氣，觀察比較兩組植物的生長發育情況。

高考生物實驗教學復習，一方面是要培養學生生物科學素養，另一方面要提高學生高考質量，既要強調學生學習方式，又要強調學生應試能力。在這樣的情景之下，教師通過幫助學生解讀考試說明，熟悉教材實驗，了解考查形式，重視實驗設計，把握解題思路，例題解析和規范練習，把課程中最基本、最重要的生物學實驗理論和規律呈現給學生，讓學生加以內化納入到自己的認知結構中，從而保證在較短的時間里掌握知識和方法，在高考中考出好成績。