生物學是一門實驗科學,實驗是生物科學最基本的研究方法。《生物課程標準》的總目標要求幫助學生初步具有生物學實驗操作的基本技能、一定的科學探究和實踐能力,養成科學思維的習慣,突出強調要“引導并組織學生進行探究性學習”和“加強和完善生物實驗教學”,并且把“科學探究”列為三大課程理念之一,排在十大主題之首。如此,“科學探究”就突破性地成為了生物課程的核心內容。對“科學探究”的考查,也將是各類生物測試中的重點和熱點。
一、考查設計探究實驗某個環節的能力
《生物課程標準》中關于“科學探究”的標準要求主要是為了促進學生學習方式的改變,體驗科學過程與科學方法,培養學生科學素養。結合歷次試卷分析來看,考查一個完整的探究過程是不實際的,學生對于探究實驗的設計不能從多方面考慮周詳,難度很大。因此,我們的試卷總是選取某一個方面的探究能力進行考查。
(1)考查發現問題的能力。新課改對于學生的發現問題的能力的要求是:能從日常生活、自然現象或實驗觀察中發現與生物學有關的問題,并能用書面形式記錄下來。在進行科學探究時,只有明確了探究的對象,才有可能進一步探索。
例1:小明在某實驗中設計了如下實驗方案。實驗方案為: 將甲乙兩組落葉都進行滅菌處理,甲組放在無菌條件下,乙組接種細菌后放在無菌條件下。實驗前小明必須先將落葉分成甲乙兩組。實驗過程中滴加蒸餾水,使樹葉保持濕潤。該實驗要研究的問題是( ):A. 細菌對植物遺體的分解作用、B. 水分對植物遺體的分解有影響、C. 植物遺體的分解的環境因素、D. 滅菌對植物遺體分解所起的作用。
分析:落葉相同,所含的水分相同,唯一不同的是一個是無菌條件,一個是接種細菌,從而得出該實驗主要研究問題是細菌對植物遺體的分解作用。
對于這種考查發現問題能力的試題,其基本的解題思路是:認真閱讀試題,審查題目表達的意思,理清楚需要研究的問題對象,分析題目中提供的條件,經過大腦思維處理,從而在大腦中形成一個與生物學有關的科學問題,最后把問題準確表達出來。在教學中,要注意從日常生活中發現素材,從科普新聞中挖掘素材,結合學生的知識水平和認知水平,有意識地設置問題情境,培養學生提出問題和針對問題作出猜想、假設的能力。
(2)考查解決實際問題的能力。探究型試題考查不僅是簡單的記憶,條目的背誦(科學探究的一般過程或基本要素),更重要的是考查運用已有知識解決實際問題的能力。在試題的命制過程中,考查的往往是實驗器材的選用、實驗儀器的使用、實驗步驟的設計、選出控制變量、設計對照實驗、進行觀察、調查和實驗、收集數據、評價數據的可靠性等方面。在平時的學習中,要注意培養問題意識及分析能力和應用知識能力,激發起自身的創新精神和科學探究能力。解答實驗探究題的關鍵是掌握探究的方法,了解探究的全過程,熟練運用各種探究方法,如“控制變量法”等,以不變應萬變解答提高性的題目。
二、考查從資料中收集和處理信息的能力
分析歷年來的“科學探究”題,多以書本上出現的學生實驗、生物科學發展史上的經典實驗或生物科學的新進展為背景。題目的情境設置很新穎,但只要抓住基本原理,結合所學的理論知識,就不難得出正確的答案。所以,我們在授課過程中,可以通過大量的事例以及故事來引出要學習的知識點。例如,在考試過程中,就經常出現給學生許多資料和數據,要求學生對這些資料和數據進行探索、分析的題目,考查同學們收集信息和處理信息的能力。
例2 :我國在控制“SARS”病流行方面已取得了階段性的勝利。根據你所學的知識和了解的實際情況,回答下列問題:①現已確定該病的病原體是( )。②北京的某一居民樓發現“SARS”病人以后,此樓的所有居民全部隔離,這是為( )。③在醫院治療“SARS”病人的過程中,所有和病人接觸的醫生和護理人員都必須穿隔離衣、戴口罩和防護眼鏡,這是為了( )。④我國中醫專家及時在網上和中央電視臺發布了預防“SARS”的藥方,是為了( )。
分析:本題提供了有關曾經非常轟動的“SARS”病流行作為背景,學生對于該疾病在日常生活中了解的很多,再結合書本上傳染病這一節的學習,以此來考查學生對信息的處理和分析能力。
例3:某同學調查了一片森林中哺乳動物和鳥類瀕危或受到威脅的原因,如下所述:
原因 哺乳動物 鳥類
偷獵 30% 20%
棲息地喪失 35% 60%
外來物種的影響 15% 7%
其他原因 20% 13%
請根據內容回答問題:①在坐標內,繪出這片森林中哺乳動物和鳥類瀕危或受到威脅的原因比較的柱形圖。②如果給你一筆5萬元的動物保護資金,請你提出1至2項保護哺乳動物或鳥類的具體措施,簡要說明你的措施和經費使用方案。
分析:本題考查的內容與數學學科中的坐標圖的知識有密切的關系。用生活中的真實材料命題,讓學生綜合運用多學科的知識解決問題,主要涉及將表格內容轉化為坐標圖,同時考查學生設計一筆資金使用方案的能力,培養學生整體統籌的能力。
總之,探究型試題的解決過程就是一個問題的提出、問題的分析、問題的解決的過程,它是一個學生積極主動地參與學習的活動。教學的過程中,生物探究型試題大多數都必須通過動手實驗來驗證。在近幾年的升學考試中,綜合考查學生探究能力的試題,不論是從量上還是從考查知識的深度和廣度上都在逐年提高。中學生對操作探究大都具有強烈興趣,都希望自己能夠動手做實驗驗證。因此,在日常的教學活動中,教師要積極創造實驗條件,讓學生在興趣和責任的驅動下,去想、去做,讓學生通過操作實驗展示自己的動手能力。教師要給學生提供豐富的動手操作的素材,引導學生積極主動地參加到實驗活動中,從而調動學生學習生物的興趣。