探究實驗類題目的常見失分類型及備考策略

北京

探究實驗題是高考中常見題型，由近幾年的高考試題可以發(fā)現(xiàn)，高考對學生的實驗設計、實驗分析及評價等能力要求逐年提高。要突破探究實驗題除了抓好常規(guī)復習、關注科學研究思維及科學方法培養(yǎng)，還要將學生在答題時常見失誤題型進行分析，找出錯誤原因并提出應對策略。

一、探究實驗試題常見失分題型及解題策略

1.解答“對照類試題”常見錯誤及解決策略

在高考試題中有關對照類試題考查較多，對于題干中給出對照組的試題學生較易解答，但靈活運用對照解決問題，學生就容易出錯。

【例題1】為研究赤霉素（GA3）和生長素（IAA）對植物生長的影響，切取菟絲子莖頂端2.5 cm長的部分（莖芽），置于培養(yǎng)液中無菌培養(yǎng)（如圖1）。實驗分為A、B、C三組，分別培養(yǎng)至第1、8、15天，每組再用適宜濃度的激素處理30天，測量莖芽長度，結(jié)果見圖2。

圖1

圖2

從圖2中B組的數(shù)據(jù)可知，兩種激素聯(lián)合處理對莖芽伸長生長的促進作用是GA3單獨處理的_________倍、IAA單獨處理的_________倍，由此可以推測GA3和IAA在對莖芽伸長生長的作用上存在協(xié)作的關系。

【常見錯誤】此題多數(shù)學生會得出2和2.89的答案，原因是學生直接用B組中兩種激素作用的結(jié)果13分別與GA3的作用結(jié)果6.5、IAA的作用結(jié)果4.5去求比值，導致得出錯誤的答案。學生答錯的原因：一是解題時忽略了空白對照的存在，二是沒能有效獲取題干信息。題干強調(diào)的是激素作用結(jié)果的比較，即結(jié)果一定要注意對照實驗的實驗對象的生長情況。

【解題策略】此類試題的解答要強調(diào)對照實驗的重要作用，理解對照實驗處理的思想。分析實驗數(shù)據(jù)時要與對照組做好比較，準確獲取題目信息，從而正確解題。

【答案及解析】正確答案是3.6和18。兩種激素作用的結(jié)果是9（即實驗組-對照組=13.0-4.0）；GA3作用結(jié)果是2.5（即實驗組-對照組=6.5-4.0）；IAA作用的結(jié)果是0.5（即實驗組-對照組=4.5-4.0）。

2.解答“實驗原理類試題”常見錯誤及解決策略

實驗原理是實驗設計的依據(jù)和思路。實驗原理要遵循實驗的科學性原則。高考中的實驗原理類試題主要有兩類：一是檢測類試題，二是提供一個已完成的實驗，根據(jù)實驗的過程和步驟等填寫實驗原理。

【例題2】庫爾勒香梨果實中存在游離態(tài)和結(jié)合態(tài)兩大類呈香物質(zhì)。結(jié)合態(tài)呈香物質(zhì)大部分以糖苷形式存在，本身沒有香氣，但在β-D-葡萄糖苷酶的作用下能分解釋放出具有揮發(fā)性的游離態(tài)呈香物質(zhì)。若香梨在貯藏期間上述轉(zhuǎn)變過程迅速，會導致部分香氣成分喪失，影響果實的風味和品質(zhì)?？蒲腥藛T進行了相關實驗（實驗結(jié)果如圖3所示），請分析回答：

圖3

（1）本實驗的目的是________________________________________________。

（2）本實驗的原理：

① __________________________________________________________________________________；

②____________________________________________________________________________________。

（3）實驗步驟：

①提取樣液：定期稱取不同貯藏條件下的香梨10.0 g，立即在液氮下研磨成粉末，加入經(jīng)適量預冷的pH 6.0緩沖液，在冰浴下研磨成勻漿，于4℃條件下離心獲得的上清液即為β-D-葡萄糖苷酶粗提取液，用pH 6.0緩沖液定容至10 mL，置于4℃條件下保存?zhèn)溆谩?/p>

②檢測樣液：在10 mL試管中依次加入0.6 mL緩沖液，1.0 mL酶粗提取液和10 mmol/L 對硝基苯-β-D-葡萄糖苷（對硝基苯-β-D-葡萄糖苷與結(jié)合態(tài)呈香物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似）0.2 mL混合均勻，迅速蓋上試管塞后立即放到37℃條件下反應60 min后，加入Na2CO3終止反應，反應后有對硝基苯酚生成，且對硝基苯酚在堿性環(huán)境下顯黃色。然后在對硝基苯酚的最佳吸收波長處測定其吸光值。

（4）實驗結(jié)論：在四種不同條件下貯藏的香梨中游離態(tài)呈香物質(zhì)均在貯藏4天時相對較多，在1%涂膜貯藏時，香梨的風味和品質(zhì)最佳。

【常見錯誤】在解答此題時，學生出現(xiàn)錯誤的主要原因是不知道從哪破題，不明確實驗原理包含的要素有哪些，這就導致了學生寫出的實驗原理不夠全面或表述方式不準確。此題學生失分的另一個因素就是獲取信息能力不強，不能從題干中整理出有效信息。

【解題策略】實驗原理是建立在實驗操作和實驗結(jié)果之間的理論聯(lián)系。在實驗原理中，蘊含本實驗所依據(jù)的生物學理論（即教材中的結(jié)論性語句），依據(jù)此理論把實驗目的中不可見過程轉(zhuǎn)變成可見的途徑和方法，其中也蘊含本實驗具體的觀測指標。

解決此類問題時，首先，要明確實驗原理是進行實驗的理論依據(jù)，是實驗設計的整體思路。其次，要熟悉教材中涉及的相關反應、檢測的方法，還要能夠從新的情境中分析、概括出自變量、因變量及其相關的變化。最后，要清楚實驗原理的表述模式：實驗原理一般由三部分組成，即自變量和因變量的關系+因變量的觀測指標+實驗具體過程概括，在表述時一般用陳述句而不用疑問句，用肯定句而不用否定句。

【例題解析】要想解答此題就需要學生有較強的獲取信息和分析能力，并學會運用生物學科科學思維來解決問題。從題干中可以獲取到的信息是β-D-葡萄糖苷酶能分解結(jié)合態(tài)呈香物質(zhì)，剩下的信息只能通過實驗步驟獲取，通過對實驗步驟的邏輯分析，可以提煉出以下信息：對硝基苯-β-D-葡萄糖苷與結(jié)合態(tài)呈香物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似；對硝基苯-β-D-葡萄糖苷在β-D-葡萄糖苷酶作用下生成對硝基苯酚；對硝基苯酚在堿性條件下呈黃色，測定對硝基苯酚的光吸收值，與標準液進行比較，可確定對硝基苯酚含量，進而計算出β-D-葡萄糖苷酶的含量。通過對上述信息的分析和整理得出實驗的原理。

3.解答“實驗目的類型題”常見錯誤及解決策略

確定實驗目的是高考試題中常見的考查形式，較為基礎，但能夠科學準確地寫出實驗目的的考生并不多,如例題2第（1）小問。

【常見錯誤】此類試題學生失分的主要原因是不明確實驗目的所包含的要素、不清楚實驗目的與實驗結(jié)論的前后關系，還有就是表達方式不準確。此題常見錯誤答案是“研究不同貯存條件下呈香物質(zhì)含量變化”，這一答案錯在沒有準確地找到實驗的因變量；另一類常見錯誤答案是“研究β-D-葡萄糖苷酶含量變化規(guī)律”，此答案忽略了自變量。

【解題策略】要想快速、科學、準確地寫出實驗目的，首先，要明確實驗的自變量和因變量，理清自變量和因變量之間的關系。其次，要注意實驗目的與實驗結(jié)論之間的關系，參照實驗的結(jié)論進行表述，實驗結(jié)論中要體現(xiàn)的因變量是需要在此基礎上概括提煉的，實驗目的與實驗結(jié)論一定是緊密聯(lián)系的。最后，在描述實驗目的時，要注意題目中涉及的是探究性實驗還是驗證性實驗，從而按照“探究（驗證）自變量對因變量的影響”的作答模式進行描述。由此可知，要想快速、科學、準確地寫出實驗目的，就要明確實驗變量，并根據(jù)實驗結(jié)論按照一定的模式來作答。

【例題解析】根據(jù)實驗步驟和實驗結(jié)果分析出實驗的自變量和因變量。可以從圖3中得出此題的自變量是“貯藏天數(shù)和不同貯藏條件”，因變量是反應物吸光后的“檢測值”。“檢測值”是本實驗測量的結(jié)果，其間接地反映了香梨中β-D-葡萄糖苷酶的含量，故能真正地反映實驗目的的因變量為“β-D-葡萄糖苷酶含量”，結(jié)合實驗目的的描述方式可以得出準確的答案。

4.解答“實驗結(jié)論類型題”常見錯誤及解決策略

通過對實驗的分析得出實驗結(jié)果和結(jié)論是高考實驗類試題中的常見考點，而學生在表述實驗結(jié)果或結(jié)論時經(jīng)常出現(xiàn)表述不規(guī)范、不科學的現(xiàn)象。

【例題3】為研究苦馬豆素（SW）對胃癌細胞凋亡的影響，科研人員進行了下列實驗：取胃癌細胞進行培養(yǎng)。將制備好的細胞懸液放入恒溫二氧化碳培養(yǎng)箱內(nèi)，在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，加入不同濃度的SW，分別培養(yǎng)24 h、48 h、72 h后，統(tǒng)計結(jié)果如圖4所示：

圖4

將經(jīng)實驗處理過的胃癌細胞制成裝片在顯微鏡下進行觀察，可以觀察到癌細胞出現(xiàn)了凋亡的特征。結(jié)合圖中數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是_______________________。

【常見錯誤】在解答此類試題時學生出現(xiàn)失誤最主要的原因就是混淆了實驗結(jié)果與結(jié)論，而作答“隨培養(yǎng)時間、SW濃度的增加，胃癌細胞死亡率增大，SW濃度越大，培養(yǎng)時間越長，胃癌細胞存活率降低”。

【解題策略】實驗結(jié)果或結(jié)論的得出首先需要明確兩者的區(qū)別與聯(lián)系，其次要知道實驗結(jié)果或結(jié)論的表述要素和模式。實驗結(jié)果是實驗結(jié)束時所得出的數(shù)據(jù)或現(xiàn)象，而實驗結(jié)論則是實驗所證明的某種假設或者推論。探究性實驗中的實驗結(jié)果是指通過實驗觀察和記錄得出的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等客觀的可以再現(xiàn)的信息，它可能支持假設，也可能否定假設。探究性實驗的結(jié)論是在整理、分析結(jié)果基礎上概括得出的。

在表述實驗結(jié)論時，學生應該知道實驗結(jié)論的表述方式和包含的要素。類似問題可以按以下模型：（1）肯定或否定實驗的效果；（2）隨自變量的變化，因變量發(fā)生了相應的趨勢性變化（升高或降低，增加或減少）。

【例題解析】此題目中的實驗目的是研究SW對胃癌細胞凋亡的影響，自變量是不同濃度的SW和不同的培養(yǎng)時間，因變量是胃癌細胞存活率，這些信息是可從題目和圖表中獲取到的。根據(jù)這些信息絕大多數(shù)學生可以得出如下表述：SW對胃癌細胞的凋亡有誘導作用，且隨SW濃度和培養(yǎng)時間增加，胃癌細胞存活率逐漸降低。但這并不是實驗的結(jié)論，而是實驗的結(jié)果。實驗結(jié)果中的因變量是一個可以用數(shù)據(jù)表示的信息，實驗結(jié)論中的因變量是在實驗結(jié)果基礎上進行整理、分析、概括得出的，一般不能用數(shù)據(jù)來表示。而實驗結(jié)論的表述按照結(jié)論的要素和模型應為（1）SW對胃癌細胞的凋亡有誘導作用；（2）且隨SW濃度和培養(yǎng)時間增加，誘導作用變得顯著。

二、探究實驗類試題備考策略

探究實驗題是高考題中靈活性較大的一類試題，也是學生作答時失分較多的一類題。如何指導學生備考并順利解答此類問題，下面是筆者的備考策略。

1.精研《考試大綱》，通過典型習題進行問題診斷

教師要精讀、精研《考試大綱》，準確把握考試方向，并針對《考試大綱》的要求收集、整理出典型習題。在復習的基礎上，讓學生進行針對性練習，在解題過程中失分集中的問題必定是多數(shù)學生易錯的問題，教師要進一步幫助學生明確失分原因。

2.注重探究實驗過程的分析，明確每個過程之間的聯(lián)系

在復習時要再次明確探究實驗的一般過程，并分析清楚每一步實驗操作的目的、意義及作用，其次要針對學生易錯的類型題進行問題分析及解題策略指導。明確實驗目的是解決探究實驗的一個重要突破口，引導學生學會分析實驗目的，從實驗目的中找出實驗的自變量和因變量，并讓學生明確實驗目的與實驗結(jié)論的對應關系，這樣可以幫助學生掌握實驗的整體進而有利整個探究實驗問題的解決。在備考中要幫助學生理清楚實驗結(jié)果與實驗結(jié)論的區(qū)別與聯(lián)系，這對于準確寫出實驗結(jié)論及明確實驗目的是至關重要的。

3.強化學生獲取信息的能力，準確獲取有效信息

縱觀多年學生答題時的失分原因，除了基礎知識掌握不準確外，學生獲取信息能力的欠缺是失分的重要原因。高考生物試題背景往往比較新，學生對考題背景材料比較陌生，能否從題目中準確獲取信息至關重要。在復習備考時教師要注重培養(yǎng)學生圖文信息的獲取及圖文信息轉(zhuǎn)換的能力。

4.關注學生易錯問題，建立錯題庫

在答題時不同學生失分的原因可能各不相同，但多數(shù)學生失分的題目類型是相同的。這就提示教師需注重易錯題的積累，在備考中要側(cè)重強化，避免此類失分情況再出現(xiàn)。教師可把學生失分集中的問題建立錯題庫，并針對性地進行問題診斷，明確失分原因，再結(jié)合學生具體學習情況進行反饋式訓練，強化學生的正確思維、方法，去除“錯的思維慣性”。

此外，教師根據(jù)易錯題出現(xiàn)的頻率，進行歸類分析，嘗試建立解決問題的策略。這樣也能夠幫助學生認清問題本質(zhì)，從而提高解題準確性。