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考試內(nèi)容的改革是高考改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)，加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的考查是高考內(nèi)容改革要考慮的重要方面。圍繞內(nèi)容改革，生物學(xué)科對(duì)高考實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾檫M(jìn)行了探索，研究主要集中在生物高考對(duì)考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊?，以及生物高考?shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)等方面，并取得了一定的成果，而且這些成果在指導(dǎo)命題實(shí)踐的過程中，又得到了不斷的完善。

一、生物高考對(duì)考生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊?/p>

1)能獨(dú)立完成規(guī)定實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將規(guī)定實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合的運(yùn)用。

2)具備驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。

3)具有對(duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括確認(rèn)變量、做出假設(shè)和預(yù)期、設(shè)計(jì)可行的研究方案、處理和解釋數(shù)據(jù)、根據(jù)數(shù)據(jù)做出合理的判斷等。

4)能對(duì)一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂。

二、生物高考實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?，生物高考?shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)思路大致如下：

1考查內(nèi)容貼近教材

這類題目考查的內(nèi)容可能是規(guī)定實(shí)驗(yàn)的原理、方法和步驟。因此對(duì)于規(guī)定實(shí)驗(yàn)中的原理、方法和技能等希望考生能夠在理解的基礎(chǔ)上記住，如葉綠素能夠溶解在有機(jī)溶劑丙酮中，還原糖與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)可以生成磚紅色沉淀，顯微鏡的使用等。這類題目常常設(shè)置一個(gè)比較新的情景，但考查的卻是基本的原理或操作技能。

例1檢驗(yàn)蘋果中是否有還原性糖，可選用的試劑是

A碘液B蘇丹Ⅲ染液

C雙縮脲試劑D斐林試劑

說明本題主要對(duì)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行了考查。答案是D

例2取生長健壯的小麥根尖，經(jīng)過解離、漂洗、染色、制片過程，制成臨時(shí)裝片，放在顯微鏡下觀察。欲觀察到細(xì)胞有絲分裂的前、中、后、末幾個(gè)時(shí)期

A應(yīng)該選一個(gè)處于間期的細(xì)胞，持續(xù)觀察它從間期到末期的全過程

B如果在低倍鏡下看不到細(xì)胞，可改用高倍物鏡繼續(xù)觀察

C如果在一個(gè)視野中不能看全各個(gè)時(shí)期，可移動(dòng)裝片從周圍細(xì)胞中尋找

D如果視野過暗，可以轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋增加視野的亮度

說明本題主要考查的是實(shí)驗(yàn)方法和技能。答案是C

2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證生物學(xué)事實(shí)

解答這類題目要求考生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的實(shí)驗(yàn)思想如對(duì)照的思想、方法、技能遷移到新情景中，并運(yùn)用其解決問題。驗(yàn)證的過程包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料的選取、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行預(yù)測、解釋、分析和處理。解答這類題目需要實(shí)驗(yàn)方面的知識(shí)，也需要生物學(xué)的一般知識(shí)，如減數(shù)分裂、光合作用、甲狀腺激素生理作用等。而在實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋和分析方面需要更多的是生物學(xué)的一般知識(shí)，如驗(yàn)證甲狀腺激素生理作用的實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果的預(yù)測和分析，更多需要的是甲狀腺激素生理作用的知識(shí)。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題目的編寫需要考慮開放度的問題。一般來說，開放性程度大，有利于創(chuàng)新能力的考查，但不利于閱卷。高考生物學(xué)科的一般做法是，根據(jù)題目難度大小，對(duì)其答案給予不同程度的限制，如只要求學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)方案的某幾個(gè)步驟，而不是所有步驟等。

例3胰高血糖素對(duì)小白鼠和人具有相同的生理作用。為了驗(yàn)證“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，請(qǐng)以小白鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測和解釋實(shí)驗(yàn)應(yīng)出現(xiàn)的結(jié)果，并寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

1)實(shí)驗(yàn)材料和用具：

正常實(shí)驗(yàn)小白鼠2只，生理鹽水，用生理鹽水配制的適宜濃度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性試劑，注射器，試管，燒杯等。

2)實(shí)驗(yàn)步驟：

(實(shí)驗(yàn)提示：采用腹腔注射給藥，給藥劑量不作實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求：給藥1小時(shí)后，用注射器在小鼠膀胱處穿刺取尿液。)

3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測、解釋和結(jié)論：

……

答案

1)實(shí)驗(yàn)步驟：

(1)確定1只鼠為實(shí)驗(yàn)鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠為對(duì)照鼠，腹腔注射等容量生理鹽水。

(2)將兩支試管分別編號(hào)為1號(hào)和2號(hào)，各加入等量的班氏糖定性試劑。

(3)給藥1小時(shí)后，對(duì)兩只小白鼠采尿液，實(shí)驗(yàn)鼠尿液放入1號(hào)試管內(nèi)，對(duì)照鼠尿液放入2號(hào)試管內(nèi)。

(4)將兩支試管搖勻后，放入盛有開水的燒杯內(nèi)加熱煮沸，待冷卻后，觀察兩支試管溶液顏色的變化。

2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測、解釋和結(jié)論：

1號(hào)試管中應(yīng)該出現(xiàn)磚紅色沉淀，表明實(shí)驗(yàn)鼠尿液中有葡萄糖；2號(hào)試管中仍為藍(lán)色溶液，表明對(duì)照鼠尿液中無葡萄糖。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)鼠血糖升高，超過一定數(shù)值而出現(xiàn)糖尿，是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。

說明本題考查學(xué)生驗(yàn)證簡單生物學(xué)事實(shí)，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理的能力。

3設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獲得新知識(shí)——對(duì)科學(xué)探究能力的考查

隨著高中課程改革的深入，科學(xué)探究能力被寫進(jìn)了《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》和《考試大綱》。科學(xué)探究能力包括的內(nèi)容非常廣，通常認(rèn)為包括提出問題、做出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案、收集證據(jù)、得出結(jié)論、表達(dá)和交流等方面。從這個(gè)角度說，高考中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測、解釋和分析、收集研究對(duì)象的信息、歸納總結(jié)出規(guī)律性的認(rèn)識(shí)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果的表達(dá)和交流能力都屬于科學(xué)探究能力的范疇。

需要強(qiáng)調(diào)的是，在生物高考命題中提到的“科學(xué)探究能力”主要指對(duì)未知問題的研究，是在這個(gè)前提下的“確認(rèn)變量、做出假設(shè)和預(yù)期、設(shè)計(jì)可行的研究方案、處理和解釋數(shù)據(jù)、根據(jù)數(shù)據(jù)做出合理的判斷等。”題目的設(shè)計(jì)常常是在不給出“結(jié)論”，或者“結(jié)論”是不確定的前提下進(jìn)行的，如探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過人工膜?探究影響酶活性的因素。探究校園不同區(qū)域空氣中細(xì)菌的含量及合適的消毒途徑等。筆者認(rèn)為按照這樣思路設(shè)計(jì)的題目才是考查科學(xué)探究能力的典型題目，見例題4。

但對(duì)于這類題目“結(jié)果預(yù)測與分析”部分的答案，應(yīng)該以討論的方式給出似乎更合理。如就例4來說，應(yīng)該討論水稻種子的萌發(fā)率增加、減少、不變?nèi)N情況，進(jìn)而得出重金屬污染液對(duì)種子的萌發(fā)有促進(jìn)、抑制或沒有影響的結(jié)論。對(duì)幼苗生長的影響也應(yīng)該這樣討論，而不應(yīng)該給出一個(gè)確切的結(jié)論，因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)畢竟考生沒有實(shí)際操作過。

例4研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在某電鍍廠排水口采集重金屬污染液1000mL。利用以下實(shí)驗(yàn)材料和器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究不同濃度重金屬污染液對(duì)水稻種子萌發(fā)和生長的影響。

實(shí)驗(yàn)材料和器材：水稻種子、試管、培養(yǎng)皿、紗布、尺子(100mm)、蒸餾水、恒溫光照培養(yǎng)箱（溫度設(shè)定為28℃、光強(qiáng)度為2000Lux)(實(shí)驗(yàn)材料和器材的數(shù)量不限)

根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和器材請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法和步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并做出分析。

1)方法和步驟：

……

2)結(jié)果預(yù)測和分析：

說明本題考查的是科學(xué)探究能力。這是廣東2005年高考生物題。

答案

1)方法和步驟：

(1)用蒸餾水將重金屬污染液逐級(jí)稀釋10、102、103、104倍(稀釋過程中pH值的變化可不作考慮)，獲得4種不同濃度的污染液；

(2)挑選籽粒飽滿、大小一致的水稻種子250粒，隨機(jī)分成5組，50粒／組；

(3)取5只培養(yǎng)皿，墊上紗布；其中4只培養(yǎng)皿加入等體積的不同濃度重金屬污染液(浸潤紗布即可)，另1只培養(yǎng)皿加入等體積的蒸餾水作為對(duì)照；

(4)在每只培養(yǎng)皿的紗布上，均勻放置50粒水稻種子；

(5)將5只培養(yǎng)皿置于恒溫光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)，每天實(shí)驗(yàn)組補(bǔ)充等量的相應(yīng)濃度重金屬污染液，對(duì)照組補(bǔ)充等體積的蒸餾水，以保持紗布的濕潤；

(6)1周后統(tǒng)計(jì)各組的發(fā)芽率；用尺子測量幼苗株高(或根長)，計(jì)算其平均值。

2)結(jié)果預(yù)測和分析：不同濃度的重金屬污染液對(duì)水稻種子的萌發(fā)均有抑制作用，隨著濃度的增加，萌發(fā)率逐漸降低；不同濃度的重金屬污染液對(duì)水稻幼苗的生長均有抑制作用，隨著濃度的增加，株高(或根長)逐漸降低。

需要說明的是，一般認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)是考查探究能力的典型載體、重要途徑，這當(dāng)然沒有錯(cuò)誤，但事實(shí)上，探究能力的考查不僅僅局限于實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該說，凡需要考生去探索而不是靠機(jī)械記憶得出結(jié)論的題目都可以考查學(xué)生的探究能力。如需要考生經(jīng)過資料分析，找出證據(jù)，得出結(jié)論等過程回答的題目都應(yīng)該屬于考查探究能力的試題，見例2。即使實(shí)驗(yàn)也不是全部都能考查學(xué)生的探究能力。也就是說，探究可以是基于實(shí)驗(yàn)的，也可以是基于資料的。

例5關(guān)于生命起源的問題至今仍是科學(xué)家們不斷探索的問題。1953年，美國學(xué)者米勒(SLMiller)進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，開辟了通過實(shí)驗(yàn)研究生命起源的新途徑。20世紀(jì)60年代以來，相繼發(fā)現(xiàn)了一些新的科學(xué)事實(shí)。1969年“阿波羅11號(hào)”登月成功，經(jīng)研究揭示，月球表面的許多環(huán)形山是隕石坑。它們是在月球剛形成時(shí)被大量天體撞擊造成的。這表明太陽系初期，天體碰撞頻繁，地球也不會(huì)例外?？梢酝茰y，那時(shí)地殼比較脆弱，到處火山爆發(fā)，地球表面溫度極高，即使有少量的CH4和NH3放出，也會(huì)立刻被高溫和極強(qiáng)的紫外輻射裂解為CO2、H2和N2。

20世紀(jì)70~80年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了35億年前的、由多細(xì)胞組成的、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的絲狀微化石。由此可推斷，生命起源可能在40多億年前就已經(jīng)發(fā)生，那時(shí)地球剛形成不久。

天文學(xué)家已發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種星際分子(是指存在于星際空間的分子)，它們大多是有機(jī)化合物。1969年墜落在澳大利亞麥啟遜鎮(zhèn)的隕石中含有氨基酸……

結(jié)合米勒的實(shí)驗(yàn)，指出以上資料哪些不支持米勒實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，請(qǐng)簡要說明。(不超過250字)

答案

米勒模擬原始地球的條件，用CH4、NH3等合成了氨基酸等小分子有機(jī)物，證實(shí)在生命起源的過程中，在原始地球的條件下，由原始大氣中的無機(jī)小分子生成有機(jī)小分子物質(zhì)是可能的。

資料表明，早期地球表面溫度極高，原始大氣中不可能存在CH4、NH3等物質(zhì)，因此，這一資料不支持米勒實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

資料還顯示，星際分子大多數(shù)是有機(jī)物，所以，地球上最早出現(xiàn)的有機(jī)物可能來自星際分子，而不是來自地球，這對(duì)米勒實(shí)驗(yàn)證實(shí)的結(jié)論也提出挑戰(zhàn)。

說明這是1999年高考生物卷中的第50題。

普通高中新課程標(biāo)準(zhǔn)頒布以來，尤其是在實(shí)驗(yàn)省實(shí)施以來，教師們經(jīng)常詢問的一個(gè)問題是，新課程的基本理念將在高考試題中如何體現(xiàn)?按照《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》的說法，新課程的理念主要包括提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)以及注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系四個(gè)方面。而教師們關(guān)注的主要是，科學(xué)探究能力在生物高考中如何考查的問題。

應(yīng)該說，探究能力的考查，在高考試卷中早就存在，并不是一個(gè)新東西。為什么這樣說呢?因?yàn)閺目茖W(xué)探究過程的實(shí)質(zhì)看，科學(xué)探究就是獲取知識(shí)的過程，包含觀察、實(shí)驗(yàn)、分析和推理等方面的內(nèi)容，而這些內(nèi)容在高考試題中都考查過。那么為什么對(duì)探究能力還感到陌生呢?可能是因?yàn)樵谶^去的歲月中，我們的教育比較重視科學(xué)知識(shí)的傳授，也就是強(qiáng)調(diào)自然科學(xué)的事實(shí)、概念、原理、定律、假說、理論及模型等靜態(tài)部分的時(shí)候比較多，對(duì)自然科學(xué)的另一面也就是科學(xué)探究這一動(dòng)態(tài)部分的內(nèi)容不是十分重視。盡管當(dāng)時(shí)的《教學(xué)大綱》《教材》中也有觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、推理等內(nèi)容，但在相應(yīng)的教學(xué)資料中沒有像今天這樣明確地提出“科學(xué)探究能力”這一說法。事實(shí)上，科學(xué)知識(shí)和科學(xué)探究是科學(xué)不可分割的兩個(gè)方面，科學(xué)知識(shí)是科學(xué)探究的結(jié)果，科學(xué)知識(shí)的積累和發(fā)展依賴于科學(xué)探究過程。因此生物科高考命題不能將自然科學(xué)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)這兩個(gè)部分分開。體現(xiàn)對(duì)科學(xué)事實(shí)、概念和原理，體現(xiàn)對(duì)科學(xué)探究過程的考查是生物高考命題一貫應(yīng)該堅(jiān)持的。因此，那種認(rèn)為，只要背背生物學(xué)事實(shí)和結(jié)論就可以學(xué)好生物學(xué)，就可以在考試中得高分的想法是站不住腳的。

4設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)題目所給方案

這類題目綜合考查了生物學(xué)一般知識(shí)、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)。解答這類題目需要考生首先在自己頭腦里形成一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，然后把自己的方案與題目提供的方案進(jìn)行比較，之后提出自己的觀點(diǎn)和想法。

例6為驗(yàn)證“鎂是植物生活的必需元素”，三位同學(xué)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，下列是實(shí)驗(yàn)的基本思路。請(qǐng)分別指出這三個(gè)實(shí)驗(yàn)思路能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑸槭裁?再寫出你的設(shè)計(jì)思路。

1)實(shí)驗(yàn)一：取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實(shí)驗(yàn)要求的容器進(jìn)行培養(yǎng)。對(duì)照組容器內(nèi)只盛有蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，并對(duì)溶液通氣，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。

2)實(shí)驗(yàn)二：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中(砂性土壤肥力均勻，容器符合實(shí)驗(yàn)要求)，對(duì)照組澆以蒸餾水，實(shí)驗(yàn)組澆以用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。

3)實(shí)驗(yàn)三：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中(砂性土壤肥力均勻，容器符合實(shí)驗(yàn)要求)，對(duì)照組澆以含有植物必需的各種元素的完全營養(yǎng)液，實(shí)驗(yàn)組澆以不含鎂離子的完全營養(yǎng)液。兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。

4)下面由你進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，請(qǐng)寫出你的設(shè)計(jì)思路。

說明這道題要求學(xué)生評(píng)價(jià)三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。

答案

1)不能，因?yàn)檎麴s水和鎂鹽溶液均缺乏植物必需的礦質(zhì)元素而使兩組植物生長均不正常。

2)不能，因?yàn)閮山M容器內(nèi)的砂性土壤中都可能含有鎂離子。

3)不能，因?yàn)閮山M容器內(nèi)的砂性土壤中都可能含有鎂離子。

4)取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實(shí)驗(yàn)要求的容器，對(duì)照組盛有含植物必需的各種礦質(zhì)元素的完全營養(yǎng)液，實(shí)驗(yàn)組盛有不含鎂離子的完全營養(yǎng)液。兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng)，并對(duì)溶液通氣，觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。