農村高中生物探究性實驗解題方法初探

黃琦

一、高中生物學核心素養科學與探究能力要求

1.高中生物科學探究能力

高中生物科學探究能力著重培養學生對于生物學問題能夠具有科學的探究思維、方法、實施過程等，從而能夠正確探索自然界中的生物自然規律。在《考試說明中》生物部分將實驗與探究能力分為四點：

第一學生能獨立完成“生物知識內容表”所列的生物實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能等進行運用。第二學生具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行分析、解釋，并能對收集到的數據進行處理。?第三學生能夠運用實驗等各種科學研究方法對一些生物學問題進行初步探究。第四學生能對一些簡單的實驗方案作出恰當的評價和修訂。包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、建立模型與系統分析等科學研究方法。

2.科學探究的構成要素

在高考試題中科學探究能力的考查主要是考查實驗中科學探究思維，合理的科學探究思維首先要了解科學探究要素的邏輯關系。科學探究的構成分為以下幾個要素，這幾個要素之間是按時間順序前后出現，具有連帶關系，并缺一不可：觀察提出問題----做出假設——設計方案——方案實施——得出結論—交流討論。

二、科學探究實驗解題過程

1.科學探究實驗解題思路與步驟

解題首先要審題，探究性實驗題型也是一樣。審題過程中必修明確四項內容。①明確實驗目的②明確實驗的原理③明確實驗的變量④明確實驗的檢測指標。解題的步驟分為兩個環節進行。環節一進行書寫實驗設計步驟，探究性實驗步驟分為四步，第一步：取等量適宜的材料進行分組編號;第二步：進行對照或處理（該步設計對照組，處理實驗中的自變量和無關變量）;第三步：對實驗進行相同時間培養或進行相同時間反應檢測;第四步：觀察實驗的結果產生的現象或測量實驗結果的數據。環節二進行實驗現象的分析，實驗結果的產生和實驗結論的得出。對于實驗的分析對應實驗的原理;對于實驗結果的產生對應實驗的檢測指標的顯示;實驗結論的得出對應實驗目的的探究。

2.科學探究實驗舉例分析

以下以2019年全國卷Ⅰ第29題實驗設計考察點為例分析：將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進行干旱處理，該植物根細胞中溶質濃度增大，葉片中的脫落酸（ABA）含量增高，葉片氣孔開度減小，回答下列問題。

有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請以該種植物的ABA缺失突變體（不能合成ABA）植株為材料，設計實驗來驗證這一結論。要求簡要寫出實驗思路和預期結果。對實驗現象的分析解析，實驗方案的設計、結果的預測。

審題明確四項內容①實驗目的：驗證干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。②實驗原理：孔開度減小不是由缺水直接引起;ABA缺失突變體植株不能合成ABA;氣孔開度變化受不同條件的影響。③實驗的變量：自變量為外界條件是否干旱、是否人為施加ABA。④實驗的檢測指標：氣孔開度的變化程度。

解題環節一書寫實驗設計步驟，第一步取生長狀況相同ABA缺失體植株若干，分為1，2號兩組;第二、三步1號進行干旱環境處理條件下培養，2號在正常條件下培養相同的時間。第四步測量1，2號植株的氣孔開度。解題環節二有題中氣孔開度減小不是由缺水直接引起（原理）可分析出，實驗結果ABA缺失體植株的氣孔開度減小（檢測指標）不受干旱條件環境影響，實驗結論（反應目的）經干旱處理的ABA缺失體植株與正常條件培養的ABA缺失體植物氣孔開度基本相同。分析干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的步驟基本相同。

三、強化探究性實驗解題過程語言表達

1.常見的語言性表達形式

探究性實驗試題在考查學生?“科學思維”和“科學探究”兩大核心素養。語言表達以及對重要概念的理解等方面具有非常高的價值，而且使試題的區分度增強，因此成為每年試題命制的的重要角度。近年來全國卷的必考非選擇題，突出地體現了生物學科的理科屬性。大多試題以日常生活或新的科學研究成果情境為背景信息，結合課本的邏輯內容提出設問。這部分試題也常常是整卷中的亮點，也是最能夠體現生物學科素養評價導向的題目。一般來說出現兩種類型的設問，一種是“事實性知識”的特征設問：“……是?”“……為?”“……屬于?”……;另一種是“理性思維”的特征設問：“……，合理的解釋是?”“……，判斷的依據為?”“……，其原因是?”“……，得出的結論是?”“……，它們的相同點是?”……

2.對于加強深度學習、培養表達能力的建議

（1）教學中多問為什么

例如：（1）降低CO₂濃度后，植物葉肉細胞產生O₂的速率會下降，為什么？（2）基因型為Aa的豌豆自交產生的子代中aa占1/4，為什么？（3）人處在炎熱環境中時，排尿量相對于處在寒冷環境中時會減少，為什么？（4）生態系統中，輸入第二營養級的能量往往只有第一營養級總能量的10%～20%，為什么？

（2）課堂上讓學生用語言描述出來

對策有默讀、復述、討論、交流（談出經驗）、評價（說出自己的判斷）、互教（一對一教學）、宣講（分享自己的解決思路）、講出質疑和問題（說出學生相互解決不了的問題和疑惑）、廣義的“講出來”：對于不同學科、不同學情境況，就是“表達出來“，即寫出來、做出來、畫出來、唱出來、跳出來等等。

（3）對于不寫、答非所問?、切不中要點、學科用語不規范問題的對策

教師在教學過程中鼓勵學生敢寫、布置任務給學生復敘、學生講練習、上課多以問題形式讓學生討論回答，多問為什么，發揮教師的語言示范作用，注重從教材中汲取語言，注重培養文字表達能力;通過學生互相批閱體會準確表達的重要性;閱讀章末小結，閱讀教輔資料答案冊，課前聽寫加學案填寫等一系列的課堂課后活動，從而加強學生的語言表達及書寫能力。