高考全國卷生物學實驗內(nèi)容考查分析及教學建議

余中賓 申定健

近年來，高考全國卷越發(fā)凸顯生物學學科核心素養(yǎng)的考查。生物學實驗內(nèi)容是高考全國理綜生物卷考查科學探究和科學思維能力的良好載體，注重考查學生實驗素養(yǎng)能力。從2015～2019年高考全國理綜卷考查生物學實驗內(nèi)容來看，試題符合“穩(wěn)中求變，注重基礎性同時，加強思維能力，強調(diào)應用性和創(chuàng)新性”的新課改高考命題要求。結(jié)合學生考試的反饋信息，生物學實驗題型仍屬于容易丟分的題型。鑒于此，下面以2015～2019年高考全國卷理綜生物學實驗試為資料，嘗試分析考查形式和特點，為生物學實驗內(nèi)容教學及備考提出建議。

1近五年高考全國卷生物學實驗的考查形式及特點

隨著當年人教版教材由老版本到新版本過渡，2015年教育部考試中心全國卷命題中心取消為老版本命制高考全國大綱卷，并命制以新版人教版教材為基礎的新課標全國卷I、Ⅱ卷。隨著全國有25個省份高考回歸使用全國卷，命題中心根據(jù)不同省份的使用情況，2016年及以后新課標卷的命制有I、Ⅱ、Ⅲ卷。

以近五年的新課標全國理綜生物卷為原始資料，結(jié)合高考生物考試大綱中考點內(nèi)容，生物學實驗試題考查內(nèi)容分布統(tǒng)計見表1。

1.1生物學實驗在高考題考查形式及分布

生物學實驗在高考中以選擇題、填空題和實驗設計題三種形式，考查實驗與探究能力（表2）。近四年的I卷均以這三種形式考查，Ⅱ、Ⅲ卷至少選擇兩種形式考查。2017和2019這兩年I卷都以選擇題的形式出現(xiàn)了3道題。填空題的形式考查存在于5年來的每一套試題，而2019年I、Ⅱ、Ⅲ卷均以實驗設計題形式出現(xiàn)。微生物培養(yǎng)分組實驗首次以填空題考查出現(xiàn)在2019年I、Ⅱ卷試題，以實驗設計題考查也出現(xiàn)在2019年Ⅲ卷試題。可見，高考生物學實驗試題的考查比重進一步提升，題型逐漸向?qū)嶒炘O計題上進行強化，聚焦考查“遺傳的基本規(guī)律”內(nèi)容。

1.2高考生物學實驗試題考點內(nèi)容分布

近五年高考全國卷生物試題考點內(nèi)容分布如下：（1）細胞代謝：植物礦質(zhì)營養(yǎng)和影響酶活性的因素、影響光合作用的因素;（2）植物的激素調(diào)節(jié);（3）動物生命活動的調(diào)節(jié)：血糖平衡調(diào)節(jié)、體溫恒定調(diào)節(jié)和水鹽平衡調(diào)節(jié);（4）種群密度的調(diào)查方法;（5）遺傳的基本規(guī)律;（6）遺傳的分子基礎：病毒核酸類型的探究和遺傳密碼的破解;（7）微生物的培養(yǎng)。光合作用影響因素的相關(guān)生物學實驗在2017～2019年試題中未出現(xiàn)。遺傳的分子基礎相關(guān)實驗內(nèi)容出現(xiàn)2017年（I、Ⅱ、Ⅲ卷）和2019年I、Ⅱ、Ⅲ卷）中。遺傳基本規(guī)律等其他方面的生物學實驗內(nèi)容在近五年中均有涉及。

1.3高考生物學實驗試題考查特點

1.3.1以教材主干知識為情境，注重對實驗現(xiàn)象進行解釋和判斷

從生物學實驗內(nèi)容的來源分析，除了2016年I卷3題、2016年Ⅱ卷29題和2019年的微生物培養(yǎng)是考試大綱羅列出的“顯性”實驗，其余的均是突出教材主干知識的“隱性”實驗，包括生物科學史實驗（2019年I卷2題）、與社會聯(lián)系、資料分析（2015年Ⅱ卷1題）和教材課后拓展題（2015年Ⅱ卷29題），以及特定情境下的實驗（2017年Ⅲ卷30題）。除2016年I卷3題和2018年Ⅱ卷28題對實驗操作步驟的考查外，其余試題都注重考查實驗現(xiàn)象解釋、分析和判斷，具體表現(xiàn)在選擇題選項中描述現(xiàn)象的判斷和預測;填空題則要求“對現(xiàn)象的表述判斷并寫出原因或者依據(jù)是什么”。例如，2019年Ⅱ卷29題第2、3小題，實驗設計題中“簡要寫出實驗思路、預期結(jié)果和結(jié)論”，既考查了高中生物學實驗必備知識，又注重考查實驗現(xiàn)象和生命活動規(guī)律。

1.3.2突出實驗設計題考查形式，注重實驗探究能力素養(yǎng)考查

近五年來，實驗設計題的形式逐年凸顯，從考查頻率來看，2016年僅在Ⅱ卷考查;2017年和2018年均在兩套試題中考查：2017年是I和Ⅲ卷，2018年在Ⅱ、Ⅲ卷;2019年I、Ⅱ、Ⅲ卷三套試題均出現(xiàn)考查，特別注意的是2019年Ⅱ卷選做題37題首次以微生物培養(yǎng)為實驗內(nèi)容考查實驗設計。實驗設計題要求“寫出實驗思路、預期結(jié)果和結(jié)論”，以實驗方案的制定形式綜合考查學生科學思維和科學探究素養(yǎng)水平，要求學生厘清思路，遵循探究邏輯，規(guī)范語言文字表達，從而達到教育部考試中心要求的“試題在思維深度、作答難度等為年度進行梯度設置，更好地實現(xiàn)試題的區(qū)分目標”，不失為一種有效考查方式。

1.3.3考點內(nèi)容向“遺傳基本規(guī)律”聚焦

除2015年外，遺傳基本規(guī)律的實驗探究在每年的3套試題中均有考查，覆蓋了3種考查題目形式。“假說一演繹”法研究和分析遺傳基本規(guī)律，最能體現(xiàn)生物學科從現(xiàn)象到本質(zhì)規(guī)律的科學思維認識特點，更能考查遺傳綜合分析和表達素養(yǎng)能力。“遺傳規(guī)律”推理必將成為高考生物卷命題趨勢，以2019年卷Ⅱ第32題為典型，題干明確“已知葉色受2對獨立遺傳的基因A/a和B/b控制”“讓植物甲魚紫葉甘藍（乙）植株進行雜交，子代個體中綠葉：紫葉=1：3”的遺傳學現(xiàn)象事實，需要學生根據(jù)掌握已有的“遺傳規(guī)律”進行假說解釋，逆向推理出第（2）小題“乙植株的基因型為__”，進一步從預測的親代正向推導出“子代中有__種基因型”，對“遺傳規(guī)律”的拓展延伸，并應用于第三小題的三個“若__，則丙植株的基因型為__”。

2生物學實驗內(nèi)容教學及備考建議

2.1教學應重視主干知識應用的實驗教學

實驗探究能力的培養(yǎng)建立在對解決問題所需必備知識的基礎上。在日常教學中，教師要注重實驗教學思想的滲透，重視對科學發(fā)現(xiàn)史主干知識呈現(xiàn)過程同時，提煉出具體的科學研究方法。例如，復習光合過程的探究歷程，注重將半葉法、同位素標記法應用于探究光合作用的其他探究實驗。教師還要將主干知識和實驗內(nèi)容進行歸納整合，夯實基礎知識，注重對知識的靈活運用以及提高實驗設計能力。例如，可利用質(zhì)壁分離和復原為原理進行實驗設計（表3）。學生通過對上述實驗的設計，既加深了對成熟植物細胞滲透作用的理解，又提高利用質(zhì)壁分離原理解決一些常見生物學現(xiàn)象的能力。

2.2構(gòu)建實驗試題的常規(guī)分析模型，培養(yǎng)實驗設計能力

實踐表明，審題不到位，思維混亂，缺乏對相應環(huán)節(jié)的把握，以及表述模糊是實驗試題失分的重要原因。教師可以引導學生構(gòu)建模型進行分析和有效答題（圖1）。

[例1]（節(jié)選2019年I卷29題）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(zhì)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。（3）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(jié)論。要求簡要寫出實驗思路和預期結(jié)果。

分析過程及可能的錯誤答案見表4。

根據(jù)本題的實驗目的及驗證性特點，也可設計一組自身前后對照實驗。例如，取一組ABA突變體植株分別在適當澆水后。再干旱處理后測量氣孔開度，此時氣孔開度不變。然后，在干旱條件下進行ABA處理，一段時間測量氣孔開度，預測其氣孔開度減少。

2.3注重演繹和推理思維在遺傳基本規(guī)律分析中的培養(yǎng)

演繹推理是透過生命現(xiàn)象推導出遺傳規(guī)律的重要方法，對學生思維的嚴密性、一慣性的培養(yǎng)有著不可替代的作用，是提高學生思維能力的重要手段。

[例2]（2019年卷I第6題）某種二倍體高等植物的性別決定類型為XY型。該植物有寬葉和窄葉兩種葉形，寬葉對窄葉為顯性。控制這對相對性狀的基因（B/b）位于x染色體上，含有基因b的花粉不育。下列敘述錯誤的是（）

A.窄葉性狀只能出現(xiàn)在雄株中，不可能出現(xiàn)在雌株中

B.寬葉雌株與寬葉雄株雜交，子代中可能出現(xiàn)窄葉雄株

C.寬葉雌株與窄葉雄株雜交，子代中既有雌株又有雄株

D.若親本雜交后子代雄株均為寬葉，則親本雌株是純合子

參考答案：C。

本題目要求學生緊扣題干有效信息，綜合應用遺傳學原理四個選項羅列的遺傳現(xiàn)象分析推理后進行判斷，分析推理過程如圖2所示。

總之，生物學實驗的復習是高考備考中的重要環(huán)節(jié)，教師需要認真研究近五年新課標高考全國卷，結(jié)合課程標準、生物教材、考試大綱對生物學實驗的要求，了解考查特點和命制趨勢進行有效復習，確實提高學生的高考生物的備考水平。