高考生物如何考查实验题

高考生物如何考查实验题生物学本身就是一门实验性的科学，生物学中的概念、原理和规律大多是由实验推导和论证的。因此生物实验一直是生物学高考试题中必考的内容。从对近几年全国的理科综合、广东和上海等地的高考生物试卷分析中发现：有关实验能力的试题，从所占的比例来看有逐渐增加的趋势，理综试卷中直接考查实验的试题一般不低于３０分；从题目设计的认知层次来看有逐渐提高的趋势；从考查的知识内容分析，试题涉及生物学基本概念、原理、规律和应用等方面。有涉及高中课本内的知识，也有的涉及课外素材，所要验证的生物学事实是由题干提供的。当前只能是通过以卷面笔试的形式来考查，但是试题涉及实验的原理、设计、方法步骤、仪器的操作、现象的观察、数据的获取、数据的分析处理、实验的结论预测以及对设计的实验进行评价等多个方面。回忆整个生物学的发展史，就是一部实验的历史。只有掌握了人们在认识生命科学的实践活动中，发展出来的科学实验方法和思维方法，才能在新的情境中正确分析问题、解决问题，形成创新能力。实验能力也是理科考生未来从事科学研究的基础。所以在高考试题中加强对实验的考查是必然的，而且今后还会逐年加强。中学生的实验能力是在从初中到高中，通过长期的实验活动的实践培养起来的，是连续的学习和实践过程。绝不是“不实验”所能够获得的能力。平时经常参加生物实验小组和社会实践活动的学生在高考《理科综合能力测试》的考查中，越来越表现出明显的优势。２００５年理科综合《考试大纲》中生物部分的第３项是对实验能力的要求：理解所学实验、实习的内容，包括实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能；具备验证相关生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解析、分析和处理；能对一些生物学问题进行初步的探究性研究。本项能力要求实际包含三层含义，实验一是理解教材中实验和实习的原理、方法和操作技能；二是要求考生能利用所学的生物学知识、实验思想对实验现象和结果进行解释、分析和处理。三是具有开放性质的考查实验设计思路和设计实验方案的能力。１９９９年以前是从来没有这方面内容的。２０００年第一次尝试了实验设计能力的考查。此后，年年都有不同形式的考查实验设计和分析的试题，而且花样翻新。纵观近几年高考《理综》试题，生物部分实验试题的分值逐年提高。生物实验试题已不仅仅限于教材中的实验，由于素材来自生活、生产和高新科技，其特点是具有广泛性、新颖性，这主要是对学生实验理念和实验能力的测试。同时实验试题素材的不可预测性，使得考生非常容易丢分，因为任何生命现象均可以用实验的形式展示，命题的素材和角度可以多种多样，往往具有一定的陌生度，考生常常感到无从下手。如何复习好生物实验的相关内容？我认为，教材中的实验给我们的应该是一种实验模式，它是通过实验来培养我们“生物学是实验科学”的观念，要我们通过实践来掌握实验的一般方法和规律、技能与手段，通过实验来培养我们对实验目的的确认和理解，提高我们对实验方案设计、实验结果分析和对实验结论的评价能力。因此，要对课本中的生物实验认真操作、认真分析，总结出生物实验的一般规律、实验程式、实验方法，以及对实验进行分析评价得出正确的实验结论，关键是学会举一反三，从而提高解实验试题的能力。近几年高考理综测试题中，生物部分已形成了相对固定的模式：除第Ⅰ卷中以实验为素材的选择题外，第Ⅱ卷中必有一道生物实验题。主要形式为观察实验题、实验分析题、设计和评价实验试题等形式。在平时注重为学生开设多种实验选修课的学校，学生有较多的机会参加实践活动，在高考中必然有着明显的优势地位。这样的高考试题有利于推动中学的素质教育，有利于减轻考生备考的负担。实验教学在理科学习中所占的比重会越来越大，改革实验教学的迫切性也越来越突出，学校实验教学状况如何，会在考生试卷中反映出来，学生做与不做实验，高考的成绩绝不一样，开放式的做实验与封闭式在教师控制下做实验效果也不会一样，是否鼓励学生设计探究性实验，并独立去实践，效果就会更不一样。我们平时说到实验，一般是指教材中的必做实验。实际上，课本在讲述某一知识点时，往往都由实验引入或加以验证。这些实验，课本中虽未明确注明，却是科学家们研究过程的再现，我们把它称为经典实验。经典实验在生物学发展史中，深刻地影响着生物学思想的发展，推动着生物学理论的建立。如必修本中孟德尔的豌豆实验、酶发现的一组实验、光合作用发现的一组实验、生长素发现的一组实验等等。对于这些实验，可以通过阅读课本，从中感悟科学家的探索过程，培养科学的思维方法，学会实验的安排和设计等。另外，隐含在课本中的实验，除经典实验外，还有一些诸如观察、验证、应用等类型的实验。这类实验不仅包含在课本的正文中，在课本的小资料栏目以及复习题中也有一些，也应当让考生认真阅读，并加以分析。所以在平时复习实验的过程中，要理解实验程序，分析实验中每一步骤的作用，以及各步骤之间的联系，从中学会研究事物、解决问题的方法，培养学生的探究能力；同时，要善于对实验现象和结果进行深入分析，并从中得出正确的结论。通过实验能力的培养，形成善于开展科学实验的良好习惯。在高考的试题中，实验的试题主要有以下三种形式：一、观察实验题一般都与教材中的实验密切相关，主要考查操作过程中的原理和技能。如在显微镜下的观察实验，包括显微镜的操作和使用、材料的选择和培养、对标本的处理、装片的制作和观察条件的控制等。如果没有对这些实验的亲手实践，往往很难做出正确的答案。二、实验分析题从近几年的实验试题在高考中的题型变化来看，命题人借助创设实验方法和过程的新情境（但绝不是无根据的编实验，一般都来自编题者的实践或相关教材），着重考查学生对实验进行归纳和分析的能力已成为命题的重要形式之一。三、评价和设计实验的试题评价和设计型实验题在近几年的高考试题中可以说是一个热点，多次在不同地区的试题中出现。设计实验试题主要考查学生是否理解教材中学习过的实验原理，是否具有灵活运用实验原理的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力和创新能力。能否在给定的条件下，根据所问的问题设计实验。或者对实验方案进行评价，分析实验方案中的不合理和不科学的部分，包括科学性、实验设计的严谨性、实验条件的一致性、单变量原则、对照性原则、实验器材的选择、实验结果表达、数据处理和是否能得出正确结论等。（一）生物实验设计的主要原则１．对照性原则：在实验设计中，通常设置对照组，通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异。实验设计中可采用的对照方法很多，但通常采用的有空白对照的原则（即不给对照组以任何处理因素）、条件对照原则（给对照组以部分实验因素，但不是要研究的处理因素）、自身对照原则（实验和对照都在同一研究对象上进行，可以是不同时间或部位）、相互对照原则（不单独设对照组，而是几个实验组相互对照）等。２．随机性原则：实验设计中的随机性原则，是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差；二是平衡各种条件，避免实验结果中由于不确定因素造成的偏差。３．平行重复性原则：平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。（如只改变温度，在同样条件下重复唾液淀粉酶的催化效率实验，观察温度对实验结果影响的程度。）这样就避免了偶然因素的影响。另一方面，任何新发现、新理论的实验依据，都必须是能够重复，才能为别人所认可，这是具有科学性的标志。前面讲过的随机性原则虽然要求随机抽取样本，能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为进一步解决这个问题而提出的。孟德尔在植物杂交实验中，选择了７对相对性状，重复做同一样的杂交实验，而且每１对相对性状也要重复实验许多次，分别获取相应数据，进行统计分析，获得了同样的结果。再用其他植物或动物也做同一类型的实验，进行统计分析，其结果也是一样，才能总结出遗传的基本规律。这是实验中平行重复原则的典型范例。（摘选：(3)平行重复原则例如：为了证明土壤中的微生物能分解农药，必须将土壤分为两等份，装入两个大小相同的容器，一个高温灭菌，一个不做处理，造成一个容器中的土壤中无生活的微生物，一个容器中的土壤中有生活的微生物。然后进行实验，才能说明问题。这就是设置对照原则。在进行此实验时，让两个容器中的土壤在一切切其他条件都相同的情况下进行实验，惟独不同的只是一个容器中的土壤中有微生物，一个容器中的土壤中无微生物，有无微生物就成了这一实验的单因子变量。这就是单因子变量原则。在进行此实验时，有些情况的出现是有偶然性的，多做几个对照实验，出现相同的结果，更有说服力，更具科学性。让这几组实验装置在相同条件下同时进行，这就是平行重复原则。答题时讲究用词科学、准确有了实验设计的基本素质，最终还要通过完美的回答来展示自己的能力。答题时关键是用词上讲究科学、准确。例如“假设牛毛的黑色对棕色是显性，现有一匹黑色公牛，想在一个繁殖季节中测定出是纯种还是杂合子，请设计检测办法”。如果同学是这样回答“在这一繁殖季节，让这匹黑色公牛与一匹棕色母牛交配，若生出棕牛，则为杂合子；若只生出黑牛，则为纯种。”这样回答大方向是正确的，但关键字眼上用词不当，反映学生思维的不全面或缺乏一些必要的常识。应该改为“让这匹黑色公牛与多匹棕色母牛交配”。用“多匹”两字，答题的科学性就跃然纸上。因为黑色公牛与多匹棕色母牛交配，才有较多的机会出现棕牛，牛一般一胎一头，没有一定数量的后代，就可能出现不了棕牛，从而导致你做出错误的判断。）４．等同性和单变量原则：等同性和单变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致（等同性原则）。尤其在对照实验过程中，要特别注意等同性和单变量原则。（二）实验设计的基本方法１．了解题目要求，明确实验目的。２．提出假设和预期。３．依据相关原理确定实验思路。依据相关原理估计出可能会出现的现象或数据，相应的应该做出什么样的结论。４．设计实验的一般步骤。根据上述实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用？怎样运用？要注意：一是题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。由于实验设计是一种开放性试题，可能存在多种实验步骤，但一般应遵循以下几个要求：简便性、可行性、精确性和安全性。５．记录实验现象和数据：真实纪录观察到的现象，最忌讳不顾事实的凑数据。对于需要定量描述的数据，要用图表、坐标等形式纪录。６．分析数据得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性判断，并用文字、图表、绘图等方法作一个简明的总结。