农村高中生物探究性实验解题方法初探

黄琦

一、高中生物学核心素养科学与探究能力要求

1.高中生物科学探究能力

高中生物科学探究能力着重培养学生对于生物学问题能够具有科学的探究思维、方法、实施过程等，从而能够正确探索自然界中的生物自然规律。在《考试说明中》生物部分将实验与探究能力分为四点：

第一学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能等进行运用。第二学生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分析、解释，并能对收集到的数据进行处理。 第三学生能够运用实验等各种科学研究方法对一些生物学问题进行初步探究。第四学生能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。

2.科学探究的构成要素

在高考试题中科学探究能力的考查主要是考查实验中科学探究思维，合理的科学探究思维首先要了解科学探究要素的逻辑关系。科学探究的构成分为以下几个要素，这几个要素之间是按时间顺序前后出现，具有连带关系，并缺一不可：观察提出问题----做出假设——设计方案——方案实施——得出结论—交流讨论。

二、科学探究实验解题过程

1.科学探究实验解题思路与步骤

解题首先要审题，探究性实验题型也是一样。审题过程中必修明确四项内容。①明确实验目的②明确实验的原理③明确实验的变量④明确实验的检测指标。解题的步骤分为两个环节进行。环节一进行书写实验设计步骤，探究性实验步骤分为四步，第一步：取等量适宜的材料进行分组编号;第二步：进行对照或处理（该步设计对照组，处理实验中的自变量和无关变量）;第三步：对实验进行相同时间培养或进行相同时间反应检测;第四步：观察实验的结果产生的现象或测量实验结果的数据。环节二进行实验现象的分析，实验结果的产生和实验结论的得出。对于实验的分析对应实验的原理;对于实验结果的产生对应实验的检测指标的显示;实验结论的得出对应实验目的的探究。

2.科学探究实验举例分析

以下以2019年全国卷Ⅰ第29题实验设计考察点为例分析：将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。

有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。对实验现象的分析解析，实验方案的设计、结果的预测。

审题明确四项内容①实验目的：验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。②实验原理：孔开度减小不是由缺水直接引起;ABA缺失突变体植株不能合成ABA;气孔开度变化受不同条件的影响。③实验的变量：自变量为外界条件是否干旱、是否人为施加ABA。④实验的检测指标：气孔开度的变化程度。

解题环节一书写实验设计步骤，第一步取生长状况相同ABA缺失体植株若干，分为1，2号两组;第二、三步1号进行干旱环境处理条件下培养，2号在正常条件下培养相同的时间。第四步测量1，2号植株的气孔开度。解题环节二有题中气孔开度减小不是由缺水直接引起（原理）可分析出，实验结果ABA缺失体植株的气孔开度减小（检测指标）不受干旱条件环境影响，实验结论（反应目的）经干旱处理的ABA缺失体植株与正常条件培养的ABA缺失体植物气孔开度基本相同。分析干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的步骤基本相同。

三、强化探究性实验解题过程语言表达

1.常见的语言性表达形式

探究性实验试题在考查学生 “科学思维”和“科学探究”两大核心素养。语言表达以及对重要概念的理解等方面具有非常高的价值，而且使試题的区分度增强，因此成为每年试题命制的的重要角度。近年来全国卷的必考非选择题，突出地体现了生物学科的理科属性。大多试题以日常生活或新的科学研究成果情境为背景信息，结合课本的逻辑内容提出设问。这部分试题也常常是整卷中的亮点，也是最能够体现生物学科素养评价导向的题目。一般来说出现两种类型的设问，一种是“事实性知识”的特征设问：“……是 ”“……为 ”“……属于 ”……;另一种是“理性思维”的特征设问：“……，合理的解释是 ”“……，判断的依据为 ”“……，其原因是 ”“……，得出的结论是 ”“……，它们的相同点是 ”……

2.对于加强深度学习、培养表达能力的建议

（1）教学中多问为什么

例如：（1）降低CO₂浓度后，植物叶肉细胞产生O₂的速率会下降，为什么？（2）基因型为Aa的豌豆自交产生的子代中aa占1/4，为什么？（3）人处在炎热环境中时，排尿量相对于处在寒冷环境中时会减少，为什么？（4）生态系统中，输入第二营养级的能量往往只有第一营养级总能量的10%～20%，为什么？

（2）课堂上让学生用语言描述出来

对策有默读、复述、讨论、交流（谈出经验）、评价（说出自己的判断）、互教（一对一教学）、宣讲（分享自己的解决思路）、讲出质疑和问题（说出学生相互解决不了的问题和疑惑）、广义的“讲出来”：对于不同学科、不同学情境况，就是“表达出来“，即写出来、做出来、画出来、唱出来、跳出来等等。

（3）对于不写、答非所问 、切不中要点、学科用语不规范问题的对策

教师在教学过程中鼓励学生敢写、布置任务给学生复叙、学生讲练习、上课多以问题形式让学生讨论回答，多问为什么，发挥教师的语言示范作用，注重从教材中汲取语言，注重培养文字表达能力;通过学生互相批阅体会准确表达的重要性;阅读章末小结，阅读教辅资料答案册，课前听写加学案填写等一系列的课堂课后活动，从而加强学生的语言表达及书写能力。