高中生物实验试题的解题能力训练初探

1、高中生物实验试题的解题能力训练初探刘华（四川省双流县中学 610200）摘要：生物实验探究试题的解题能力训练主要分三个阶段进行。高二新课教学过程主要进行生物实验基本理论和基本方法的感知学习；高三上期主要进行教材实验的实验原理、实验方法以及实验设计基本步骤的认知学习；高三下期主要是进行生物实验设计试题的审题能力和解题能力训练。关键词：生物 实验 解题能力 训练从近年高考来看，生物实验探究试题已成为生物学高考实验题的重点。高考生物科考试大纲能力要求中明确指出：“学生应具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释和分析；能对一些生物学问题进行初步的探究性研究，并能制订研究方案”。怎样培

2、养学生科学的思维方法和科学探究的能力，提高学生解决问题的能力呢？下面谈谈笔者的具体做法。生物实验探究试题的解题能力训练主要分三个阶段进行。第一阶段：高二新课教学过程主要进行生物实验基本理论和基本方法的感知学习；第二阶段：高三上期主要进行课本实验的实验原理、实验方法以及实验设计基本步骤的认知学习；第三阶段：高三下期主要是进行生物实验探究试题的审题能力和解题能力训练。1生物实验基本理论和基本方法的感知学习 通过高二新课教学中学生实验课的教学以及教材“生物学史”中经典实验设计案例的分析，一方面让学生通过实践熟悉每个实验的常规内容，即了解每个实验的目的、原理、实验仪器和药品的使用、实验的方法步骤、实验

3、现象的观察和分析以及实验结论的得出等基本内容。在此基础上，通过分析让学生体验实验设计的思想，感知实验的形成过程，分析实验中设置的实验条件，帮助学生进一步理解实验设计的原则，了解实验设计的方法。另一方面，让学生了解实验设计中常用的一些基本实验方法和技术。如：光学显微镜的使用，临时装片、切片、涂片的制作，解离技术、恒温技术、纸层析技术、同位素示踪技术、植物叶片生成淀粉的鉴定、溶液培养法等，以及实验设计中常用药品和器材的使用，一般实验设计类题目会提供所需的器材和药品等。如果能熟悉这些常用器材和药品的用途及使用方法，往往能从中发现实验设计的基本思路和大致方向，甚至具体的实验步骤。如：化学物质的检测方法

4、：淀粉用碘液；还原糖用斐林试剂、班氏试剂；CO2用Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂；物质的转移途径用放射性同位素标记法等。实验结果的显示方法：光合速率用O2释放量、CO2吸收量或淀粉产生量；呼吸速率用O2吸收量、CO2释放量或淀粉减少量；细菌数量用菌落数等等。实验条件的控制方法：若除去容器中CO2则使用NaOH溶液；若除去叶片中原有淀粉则置于黑暗环境；若除去光合作用对呼吸作用的干扰则给植株遮光等等。高考命题虽然取材于教材之外，但所考查的基本实验方法、实验技术及实验思想，还是源于教材。没有对教材基础实验原理、技能的掌握，实验设计和探究就失去了基础。2生物实验探究基本步骤的认知学习 高三上期在对所有

5、教材实验复习总结基础上，进行生物实验设计基本步骤的认知学习，主要内容包括：21科学实验的基本环节和相关概念 通过对孟德尔基因分离定律的发现过程的讲解让学生了解科学实验的基本环节：观察现象、提出问题；提出假设；设计实验验证假设（或否定假设）；得出结论。通过教材上学生熟悉的实验为例让学生了解实验变量、反应变量、无关变量、额外变量、对照及对照类型（空白对照、自身对照、条件对照、相互对照）等概念。22实验设计的原则科学性原则：是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定不能偏离生物学基本知识和基本原理及其他学科领域的基本原则。对照及单因子变量原则：实

6、验变量的控制、单一变量的保证，在生物学实验中占有很重要的地位。在设计实验时，单一变量的保证，就是遵循对照原则，同时对其他的无关变量或非研究变量进行控制。实验变量的确定和控制，应根据实验目的和实验原理来确定。23实验设计的一般程序明确实验目的：一切从实验目的出发，“有的放矢”是整套设计方案的基本要求。确定实验原理：综合运用所学知识，找出达到“实验目的”的理论依据。寻找实验条件：认真分析所提供的仪器、药品、试剂和实验材料等，从而找到实验可操作的物质基础。确定设计思路：制定切实可行的步骤，找到实施实验变量的方法以及观察的目标和手段。分析实验结果：在保证实验严密性、科学性的基础上。分析实验变量与结果之

7、间的内在的因果关系，得出科学的结论。实验结论最终应该对照实验原理，回归实验目的。以上可以说是理论学习阶段，但学习再多的理论，学生对实验设计方案的思路还是模糊和混乱的，所以应该进行生物实验设计试题的解题能力训练。3生物实验设计试题的解题能力训练的基本途径31审题能力的训练审题要做到“三明确”：即分清实验类型、明确实验原理、确定实验变量。分清实验类型：即分清是验证性实验还是探究性实验明确实验原理：实验原理一般包括基本原理和检测原理，它们可以通过解读题干或联想课本相关知识来获取。【例1】（2005年全国理综卷）植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨

8、胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。题干中的实验原理（检测原理）是保卫细胞吸水会膨胀变形，气孔开启；保卫细胞失水会收缩变形，气孔关闭。课本中的实验原理（基本原理）是渗透作用原理，即外界溶液浓度小于细胞液浓度，细胞吸水；外界溶液浓度大于细胞液浓度，细胞失水。 【例2】（2005年全国理综卷）为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下：将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。A组小鼠注射适量胰岛素溶

9、液，B组注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。请回答：该实验原理是：_ 。基本原理是胰岛素具有降低血糖的作用。检测原理是体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。确定实验变量：实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件。确定实验变量的方法：一是直接从实验目的获取。如：在探究pH值对胃蛋白酶活性

10、的影响实验中，实验变量是pH值，无关变量有试管的洁净程度、胃液的新鲜程度、蛋白质的浓度、温度等。二是由实验目的和实验原理推出。又如在例1中，由实验目的和实验原理推出实验变量是保卫细胞所处的外界溶液的浓度大小。3.2解题能力的训练 解题要把握“三环节”：即正确选择实验材料用具、准确书写实验设计步骤、正确预测解释实验结果。正确选择实验材料用具：一是生物实验题中已提供实验材料和用具，则主要分析提供的实验材料和用具“有什么用？”、“怎么用？”。一般应全部用上，不可遗漏，除非这道实验题是让你“选择使用”。二是自行确定实验材料和用具，则所选实验材料要恰当（可以用、效果好、方便）；所选实验用具要科学。可根据

11、实验步骤，迁移运用教材相关实验中的实验用具。如：临时装片制作与观察。准确书写实验设计步骤：实验设计一般可分为四个步骤。步骤1：材料是否需要制取或预处理，如：题中只给了蔗糖，而要测植物细胞液浓度，这就需要先配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液。这一步的取舍，取决于题目中是否有可用的现成材料，如果题目中已有满足实验所需的材料，则可舍弃这一步；步骤2：是否要分组编号；步骤3：对不同（或同一）对象施以不同的处理；步骤4：结果观察（预测）、记录并根据结果（现象）进行分析。在该过程中要特别注意语言表达的规范性。很多学生能够设计出实验方案，但在描述时却由于语言不规范而大量丢分甚至不能得分，所以在教学过程中老师还应针

12、对学生出现的问题加以引导，并教给学生一些技巧。如：1、取材：取生长发育状况相同且生长良好的 或体重、大小、发育状况相同的 2、分组编号：将平均分为几组，分别放在并编号为有时还需要记录下最初的长度或生长情况等；3、加药品或试剂：向实验组加入适量的 向对照组加入等量的 4、培养条件：将一组放在条件下，另一组放在条件下，其他条件相同且适宜；5、结果观察：随时间变化（或过一段时间后）观察或测量并作记录；正确预测解释实验结果：实验结果（现象）是由实验变量而引起的可见的变化。在验证性实验中，实验目的、实验（或预测）结果和实验结论三者是一致的；在探究性实验中，即使我们能用掌握的理论知识作出科学的、唯一的预测

13、，但由于我们是作理论上的实验设计，因此实验结果的预测应该是开放性的，即要写出所有可能出现的实验现象或结果。探究性实验中往往有几种预测结果，相应的就有几种可能的结论。而实验结果的解释应以实验原理为依据，解释为什么会出现这样的结果或现象。实验结论是根据实验结果作出的一种推论。在探究性实验中应注意实验结论描述的科学性。即“如果出现何种结果，则应有何种结论”。例如：用检测呼吸作用装置的红色液滴移动来检测酵母菌呼吸类型时，应为若液滴向左移动则推出什么结论，若液滴向右移动则推出什么结论，而不能描述为“若为有氧呼吸，则液滴向哪移动”。 通过上面几个环节的训练，让学生从感知上了解实验方案的形式，体会设计实验需要注意的问题之后，就要为学生提供实验设计