利用紙筆測試評價學生的生物學實驗能力

摘要 通過幾道人教版初中生物教材探究實驗的紙筆測試命題案例，旨在探討如何通過紙筆測試考查學生的生物學實驗能力。

關鍵詞 初中生物 實驗考核 紙筆測試 實驗探究能力

中圖分類號 G633.91

文獻標識碼 B

《生物學教育展望》一書中把生物學實驗能力定義為：“生物學實驗能力主要包括對實驗現象的觀察，實驗記錄和數據的處理，實驗結果的分析、總結與報告”。如何考核學生的生物學實驗能力呢?有些老師嘗試使用操作、口試、筆試、設計與報告等形式，其中，作為實驗考核最傳統和最重要的手段之一，紙筆測試(筆試)在評價學生的實驗探究能力中起著不可替代的作用。杜遂成的研究指出，紙筆測試主要考查學生對實驗知識的掌握情況，實驗題的設計從實驗目的、實驗步驟、實驗數據的處理、分析等都可以涉及到，它較全面地考查了學生對實驗知識的掌握情況，面對新問題的解決能力。

為了落實2001年版《全日制義務教育生物課程標準(實驗稿)》中“生物教學不僅是教師講解和演示的過程，也是師生交往、共同發展的互動過程。教師必須向學生提供更多的機會讓學生親自參與和實踐?！焙汀敖處煈Y合探究活動的全過程評價學生的探究能力”要求，筆者希望通過人教版初中生物教材的3個不同類型的探究，結合廣州市部分已經實施的紙筆測試原創題，和老師們一起探討一下如何通過紙筆測試來評價生物學實驗教學。

1 “花生果實大小的變異”實驗的紙筆測試

探究題目：花生果實大小的變異，人教版初中生物學八年級下冊第41頁。此探究很適宜教師組織學生在課堂上實施，并通過小組合作學習方式獲得實驗結果，并通過直方圖等形式處理和分析數據。因此，紙筆測試題考核重點在學生收集和處理信息、分析和解決問題的能力。

(廣州市2008年初中結業考試生物)47，在“探究花生果實大小的變異”實驗中，甲小組的同學設計的實驗步驟是：

第一步：在大花生和小花生中分別挑選個頭較勻稱的10粒進行測量。

第二步：測量花生果實長軸的長度，以毫米計，四舍五入，如11.5 mm，記作12 mm。

第三步：將所測結果填入表格中。

(1)乙小組的同學在研究了甲組的設計方案后，認為有一些缺陷，請你幫忙找出來。_______________________________________________________

(2)表1是丙小組測量結果的記錄，請根據記錄數據完成“花生果實在不同長度范圍內的分布狀況柱形圖”(圖1)。

(3)在相同條件下種植的大小花生，正常情況下，大花生果實長度的平均值大于小花生果實的平均值，這種差異主要是由___________引起的。

(4)基因組成相同的大花生，果實的長度有長也有短，這主要是由___________引起的。

參考答案：(1)一是：要隨機取樣。二是：樣品要有足夠數量，不要少于30粒 (2)說明：補充圖1上36～40、41～45數據的直方圖 (3)遺傳物質的差異

(4)環境

2 “測定某種食物中的能量”實驗的紙筆測驗

探究題目：“測定某種食物中的能量”，人教版初中生物學七年級下冊第23頁。此探究材料容易準備，實驗器具卻不是現成的，需要師生共同制作，甚至根據教材進行改造。探究過程中需要學生觀察、記錄、計算、分析數據，是一個可以考核學生“了解實驗目的和實驗原理，選擇適當的實驗材料和正確使用儀器、試劑，規范的進行操作，并根據實驗結果寫出相應結論，初步學會用實驗方法解決一些問題”的好案例。

(2008-2009下學期廣州市蘿崗區七年級期末質量監測生物題)46，在“測定某種食物中的能量”探究中，某小組進行了如下實驗：

(1)根據圖2準備、安裝好實驗裝置，在錐形瓶中注入30 mL水，插入溫度計(溫度計下端浸入水中)并測量水溫。

(2)分別稱量一粒花生仁和核桃仁的重量，并分別放到火焰上燃燒。

(3)將剛剛燃燒的花生仁和核桃仁盡快放到錐形瓶底部。待其完全燃燒到不再燃燒后，測量水溫。

(4)重復操作三次，分別測量三?；ㄉ屎秃颂胰实闹亓?，記錄其燃燒前、后的水溫，將獲得的數據填入表2：

請根據探究過程回答：

(1)實驗中通過測量食物燃燒放出的熱能，來測定______________________。燃燒花生仁和核桃仁都使得錐形瓶中的水溫上升，說明花生仁和核桃仁中都______________________。

(2)實驗裝置中一定要用易拉罐嗎?___________。還可以使用___________等。

(3)怎樣才能做到盡量減少花生仁和核桃仁燃燒中能量的丟失?_________________________________。

(4)兩顆重量同樣為0.88 g的花生仁燃燒，錐形瓶中的水溫變化卻不同，可能原因是：_________________________________。

(5)根據教材提示：1 mL水每升高1℃，需要吸收4.2 J的熱能，根據實驗數據，計算出0.99 g核桃仁、0.71 g花生仁中所含的能量分別是___________J、___________J。

參考答案：(1)食物中能量的多少含有能量

(2)不一定 陶罐、硬紙盒、塑料瓶等

(3)花生仁和核桃仁要干燥：將燃燒的花生仁和核桃仁盡快放到錐形瓶底部，操作動作要快：實驗裝置(易拉罐)不能散熱太快：花生仁和核桃仁的燃燒要充分

(4)核桃仁本身能量含量不同：核桃仁干燥程度不同：操作者操作過程快慢不同

(5)8316 6930

3 “螞蟻的通訊”實驗的紙筆測驗

探究題目：“螞蟻的通訊”，人教版初中生物學八年級上冊第39頁。此探究由于種種主客觀原因，難于在課堂實施，需要教師發動學生在課外探究，相互交流探究體會，共同體驗。紙筆測試題的考核重點是生物知識與現實生活的銜接、聯系。

(2008-2009學年蘿崗區八年級生物上冊單元檢測一)47，廣州開發區中學的黃雅楠同學在學習了“社會行為”這節課后，按照課本的要求對“螞蟻的通訊”進行了三次探究，探究過程如下：

第一次：一天中午，我帶著一小包餅干屑和幾塊厚紙片來到一棟高樓背后一株大樹下，樹下有個比較大的蟻穴。首先，我在離蟻穴約15～25 cm的位置撒下一些餅干屑，然后將紙條鋪在餅干屑面對蚊穴的地方，由于怕風吹走這些紙片，我就用幾顆小石子把它們固定住了。我最初的設想是幾分鐘后螞蟻都會爬上紙片，可螞蟻并沒有爬上去，我的第一次嘗試宣告失敗了。

第二次：這次我準備了一些已經切成碎塊的雪梨和蘋果，還有2張紙片，這些紙條已事先用糖水浸泡過，并且比第一次所選用的紙片更加薄。用糖水浸過的紙條對螞蟻的吸引力果然很強，紙片剛剛鋪好，一只螞蟻就踏上紙片，陸陸續續越來越多的螞蟻也爬上了紙片，接著我把螞蟻爬過的紙條裁剪成小塊的紙片，再將這些小紙片鋪成一格圓形，并在圓形的中央放置了幾塊水果。接下來出現的情況讓我十分高興。我懷著激動的心情，雙眼緊緊地盯著蟻穴。果然，有幾只螞蟻很快地踏上紙片繞著那個紙片鋪成的圓圈不停地爬著，有的爬了七八圈才發現不對勁，朝中間爬去，有的則繞著圓圈爬了二十幾圈。第二次嘗試成功了。

(1)你認為黃雅楠同學第一次嘗試失敗的原因是什么?____________________________________________。

(2)針對第一次嘗試的失敗，黃雅楠同學做了一些改進，這些改進有什么好處?____________________________________________。

(3)黃雅楠同學把螞蟻爬過的紙條裁剪成的小紙片鋪成了一個圓形，如果鋪成半圓形、8字形可以嗎?___________。在圓形中間放置的幾塊水果的作用是___________。

(4)從黃雅楠同學探究螞蟻的通訊過程中，你受到了什么啟發?____________________________________________。

參考答案：(1)紙片太厚成為螞蟻爬上去的障礙，紙片沒有氣味，不足以吸引螞蟻爬上去

(2)紙片更薄便于爬行；紙片浸過糖水對螞蟻的吸引力更強

(3)可以；對照，檢測螞蟻氣味的通訊作用

(4)略

因為“螞蟻的通訊”探究對時間、空間要求較高，同時，不同學生制定的探究計劃可能有很大不同，對這種類型的探究如何考核呢?筆者認為此類探究重在讓學生參與、感受，如果能寫出探究報告則會更從中獲益(黃雅楠同學將此探究的過程及感受記錄下來，寫成“從探究活動中成長——探究螞蟻的通訊”一文，發表在《中學生物學》2006年第10期13～14頁)?？己藭r，教師應該提供某些個性化的探究過程，讓學生進行分析、體驗，旨在落實課程標準中教師在引導和組織學生進行探究性學習時應注意課內外活動相結合。教師應打破課堂內外的約束，有計劃地安排好需要較長時間才能完成的活動，包括必要的調查、訪問、參觀等，充分利用多種教學資源，保證活動時間的落實?！?/p>

生物學是一門集實驗性、實踐性及科學性于一身的自然科學，它不僅是眾多事實和理論，也是一個不斷探究的過程。生物學實驗教學是生物教學的一個不可分割的重要組成部分，它是幫助學生實現由感性認識到理性認識，由具體思維到抽象思維飛躍的重要環節，是培養學生生物科學素養、實現體驗式教學的最有效的方式。各種版本的初中生物教材上都有許多探究實驗，生物教師應該認真組織實施，并通過考核來促進教學。