初中生物實驗探究原創(chuàng)題命題策略

繆碧華

【摘要】??實驗探究題是檢測學生科學探究這一核心素養(yǎng)是否得到發(fā)展的重要題型，作為生物教師不僅要教授實驗探究相關知識，更要會評價學生的科學素養(yǎng)是否得到發(fā)展，那么進行原創(chuàng)題命制是最好的手段。原創(chuàng)題命題可按照確定立意、選擇情境、科學設問、反復磨題、測試定稿等五個步驟進行。

【關鍵詞】??初中生物 實驗探究 原創(chuàng)題 命題策略

【中圖分類號】??G633.91 【文獻標識碼】??A? ??【文章編號】??1992-7711（2020）05-074-02

科學探究是生物學科核心素養(yǎng)的主要內容之一，是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現(xiàn)象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論的能力。

本文結合筆者多年的生物教學實踐和原創(chuàng)題命題比賽經(jīng)驗，以筆者命制的五個原創(chuàng)題為例談談初中生物實驗探究原創(chuàng)題命題策略。實驗探究原創(chuàng)題命題包括確定立意、選擇情境、科學設問、反復磨題、測試定稿等五個步驟。

一、確定立意，明確考查目標

“科學探究”是《義務教育生物學課程標準》十個一級主題中的第一個主題，對提高學生科學探究的核心素養(yǎng)具有重要意義。筆者嘗試對科學探究這一素養(yǎng)目標進行詳細的界定，詳見表1.

表1 科學探究的基本目標

命題時要先確定題目的具體立意，明確要考查科學探究的哪幾個基本目標，然后根據(jù)立意進行命題。

二、選取情境，聯(lián)系實際

實驗探究題往往結合一個與學生生活、生產(chǎn)實踐緊密相關的情境來命題，考查學生運用所學的基礎知識解釋生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象和解決生產(chǎn)、生活中的問題的能力。

（一）改造教材資源

如例1就是改造自人教版生物學七年級上冊第116頁的“綠葉在光下制造有機物”和第122頁的“二氧化碳是光合作用必需的原料”的實驗。

例1：（10分）某中學生物興趣小組的同學為研究植物光合作用的條件、原料和產(chǎn)物，取同種植物形態(tài)、大小、生長發(fā)育狀況相同的四片葉片設計了如下圖的裝置。請回答下列問題：

（提示：氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳。）

（1）用甲葉進行實驗可以得出：①__________是綠色植物機制造有機物不可缺少的條件;②光合作用的產(chǎn)物中有____________________。

（2）該興趣小組設計了乙和丙的對照實驗，他們想要探究的問題是：_____________________？其中___________是對照組。

（3）在光下放置數(shù)小時后，發(fā)現(xiàn)兩玻璃瓶的內壁上有小水珠，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是___________________和__________________。

（4）關于丁葉中白色部分形成的原因，有的同學猜測可能是缺少___________，是否正確還需要通過實驗來驗證。

（5）在光照條件下，丙瓶中的葉片在進行光合作用的同時，還會進行呼吸作用消耗__________________和_________________。

（6）根據(jù)以上實驗所得結論，對溫室里的農(nóng)作物采取 __________________________________________________________等措施可以提高產(chǎn)量。

說明：例1是改造自教材中的探究實驗，以原創(chuàng)新穎的裝置圖同時考查了綠色植物的光合作用、呼吸作用和蒸騰作用。

（二）結合社會熱點

社會熱點也是實驗探究題很好的情景素材庫，例如低碳生活、溫室效應、PM2.5、白色污染、臭氧層破壞、污水排放、酸雨等，由其引發(fā)的思考，可以讓學生感受到學有所用，并引導學生關注生活，關心社會和國家，培養(yǎng)社會責任感。如例2就是結合了污水排放這一環(huán)境污染問題進行命題。

例2：（10分）工業(yè)廢水未經(jīng)嚴格處理是不允許排放的，經(jīng)處理后排放的廢水叫外排水。外排水對植物生長有沒有影響呢？某生物興趣小組的同學就此開展了探究。他們用某工廠的外排水和未污染的河水進行了實驗，實驗數(shù)據(jù)如表2，請據(jù)表回答下列問題：

表2 外排水對植物生長影響

（1）本實驗的變量是___________ ;對照組是___________。

（2）本實驗的結論是______________________________。（2分）

（3）從表中數(shù)據(jù)可知哪種植物的抗污染力更強？為什么？

______________________________________________________。（3分）

（4）作為一名中學生，如果你看到有人或者廠家任意排放廢水、污水，你會怎么做？

_______________________________________________________。（3分）

說明：例2是結合社會熱點環(huán)境污染中的污水排放問題進行命題，表2的數(shù)據(jù)來源于一篇關于外排水對植物生長影響的文獻。

（三）捕捉科技前沿信息

學術文章和科普文章都是實驗探究題命題的重要資源。如例3就是以學術文章為素材進行命題。

例3：（10分）I.表3是某校生物課外活動小組人工孵化蛙卵的實驗記錄表（用同樣大小的容器，裝等量的水孵化時間相同）。請回答：

表3 人工孵化蛙卵的實驗記錄

（1）表3中A可與__________和_________________可形成對照。

（2）A組與B組相比，如果A組的孵化率高，則說明_____________________________________________________________________________。

（3）A組與C組相比，如果A組的孵化率高，則說明_____________________________________________________________________________。

（4）為什么蛙卵只能在水中孵化？ _______________________________________

_____________________________________________________________________________??。（2分）

II.大鯢是世界上現(xiàn)存兩棲類動物中體形最長、壽命最長的古老動物，有“活化石”之美稱。近年來由于過度收購，非法捕殺等原因，我國野生大鯢數(shù)量急劇減少。有研究者開展了三種不同養(yǎng)殖模式（工廠化養(yǎng)殖模式、仿生態(tài)養(yǎng)殖模式、原生態(tài)養(yǎng)殖模式）下大鯢的生長、成活及繁殖效果等方面的比較研究，獲得的相關數(shù)據(jù)見表4，請回答：

表4 大鯢的三種不同養(yǎng)殖模式的實驗結果

（1）表4中，仿生態(tài)養(yǎng)殖的數(shù)量應為__________尾，原因是

______________________________________________________。

（2）為了提高受精率，每種養(yǎng)殖模式中大鯢的雌雄比例應為

______________________________________________________。

（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，最好采用_______養(yǎng)殖模式，達到保護大鯢、增加大鯢數(shù)量的目的。

說明：人工孵化蛙卵的實驗素材來源于一道高考模擬題，大鯢的三種不同養(yǎng)殖模式的實驗素材來源于湖南農(nóng)業(yè)大學的碩士論文《不同養(yǎng)殖模式下大鯢的生長發(fā)育及繁殖特性研究》。

（四）基于初高中銜接

如例4就是基于人教版高中生物必修一中第104頁的“環(huán)境因素對光合作用強度的影響”的實驗進行命制，考查光合作用的知識點，以及科學探究的能力。

例4：（10分）某生物興趣小組為探究影響光合作用的因素，用打孔器在菠菜葉片上隨機打取若干小圓片，并設法抽去其中的氣體，使其在溶液中下沉。將這些小圓片平均放入四個含有不同濃度二氧化碳溶液的燒杯中，將燒杯放在不同光照強度和不同溫度下，一段時間后，觀察燒杯中小圓片上浮的情況，并記錄上浮的葉片數(shù)，實驗結果如表5。

表5 探究光合作用影響因素

（1）本實驗的對照組是???________________。

（2）燒杯1和燒杯2作為一組對照實驗，實驗變量為__________。其中，燒杯1中的小圓片出現(xiàn)上浮現(xiàn)象，是因為葉肉細胞在進行 ______________________ 作用，產(chǎn)生了 __________。

（3）若要探究光照強度對葉片光合作用的影響，應選擇___________??號燒杯和______________________?????號燒杯作為對照。

（4）1號燒杯和3號燒杯對照，可以得出的結論是：________________________

_________________________________?。（2分）

（5）根據(jù)上述實驗，你認為蔬菜大棚想要提高作物產(chǎn)量，應該采用什么措施？

____________________________________________________________________________________________?????。（2分）

說明：光合作用是初高中銜接的重要知識點，本題利用高中教材中“環(huán)境因素對光合作用強度的影響”的實驗為素材進行命題。

（五）創(chuàng)新課本實驗

在教學過程中，教師可以創(chuàng)新教材中原有的一些探究實驗，并以改進后的實驗作為命題素材。如例5就是對人教版生物學七年級上冊第123頁的“光合作用產(chǎn)生氧氣實驗”的實驗裝置進行改進，并以此作為命題素材。

例5：（10分）圖甲為某生物興趣小組設計的光合作用的實驗裝置，瓶中裝有碳酸氫鈉溶液（提供二氧化碳）和金魚藻。將整個裝置放在陽關充足的地方照射，金魚藻光合作用產(chǎn)生了氣體，氣體產(chǎn)生的壓力壓迫瓶子中的水，水以水滴的方式從針口溢出。

甲 乙? ?丙

I.圖乙是實際的實驗裝置，當瓶口約有2厘米高度的氣體空間時，迅速打開瓶塞，將帶火星的木條伸進去，便可看到木條復燃（如圖丙所示）。

（1）木條復燃說明瓶中產(chǎn)生的氣體是 ______________________。金魚藻光合作用除了產(chǎn)生該氣體，還會合成______________________?? 。

（2）瓶中的金魚藻是否進行呼吸作用？ ___________________。（填“是”或“否”）瓶中能收集到該氣體，是因為金魚藻光合作用的強度______________________?? 呼吸作用的強度。（填“大于”或“小于”）

（3）若想用裝置甲驗證“光照是綠色植物光合作用的條件”，則應如何設置對照組______________________________________________________。（2分）

II.該興趣小組還用不同質量分數(shù)的碳酸氫鈉溶液和金魚藻進行實驗，實驗結果如表6：

表6 探究金魚藻的光合作用

（1）該實驗研究的變量是_________________________________??。

（2）該實驗探究的問題是____________________。

（3）根據(jù)實驗結果分析得出的結論是__________________________________

_____________________________________________________________________________???。（2分）

說明：筆者利用創(chuàng)新的實驗裝置進行“光合作用產(chǎn)生氧氣”的實驗教學，并以此裝置作為命題的情境。

三、科學設問，關聯(lián)立意和情境

（一）設問的科學性

設問時要圍繞立意，即要參照表1中科學探究的基本目標，實驗探究題設問時，可以圍繞變量、對照實驗、實驗結論、數(shù)據(jù)分析、拓展延伸、實驗評價進行設問，如例2的第（1）小題圍繞變量和對照實驗設問，第（2）小題圍繞得出結論設問，第（3）小題圍繞數(shù)據(jù)分析設問，第（4）小題圍繞拓展延伸設問。

（二）設問的層次性

設問要層層遞進，設問時應呈現(xiàn)由低層次到高層次的趨勢，貼近學生由淺入深的思維習慣，學生的思維能力沿著試題的線索發(fā)生同步變化，提高試題效度。如例1的第（1）小題圍繞書本探究實驗綠色植物光合作用的條件和產(chǎn)物設問，屬于基礎知識，難度小;第（2）小題考查提出問題和對照實驗的設計，難度較小;第（3）（4）（5）小題屬于拓展延伸，難度較大;第（6）小題考查學生的綜合運用能力，難度很大。

（三）設問的啟發(fā)性

試題的設問要真正體現(xiàn)思考性，讓學生要在分析試題情境的基礎上進行判斷才能得出結論，還要設定一定比例的能夠啟發(fā)學生思維的問題。如例1的第（6）小題，例2的第（4）小題，例3中II的第（2）（3）小題，例4的第（5）小題，例5中I的第（3）小題都屬于能啟發(fā)學生思維，有利于發(fā)展學生科學探究素養(yǎng)的設問。

四、反復磨題，查證推敲

試題命制好后，要反復地檢查和推敲。首先要通讀試題，推敲文字表述的邏輯性、嚴謹性、科學性和簡潔性。如例3中表3的信息是引用于一道高考模擬題，在磨題時，要查資料確認表中的數(shù)據(jù)是否科學準確;例4的題干是經(jīng)過反復修改，刪除了無用和干擾的信息，用最簡潔的語言描述題干信息;例5在磨題時題干中補充了“碳酸氫鈉提供二氧化碳”，使表述更嚴謹，促進學生理解。其次是檢查，檢查題目立意是否符合表1中科學探究的基本目標;檢查題目的設問是否科學合理，參考答案是否準確全面。

五、測試定稿，精益求精

實驗探究題是檢測學生科學探究這一核心素養(yǎng)是否得到發(fā)展的重要題型，作為生物教師不僅要教授實驗探究相關知識，更要會評價學生的科學素養(yǎng)是否得到發(fā)展，那么進行原創(chuàng)題命制訓練是最好的手段。原創(chuàng)題命題難度大，可按照確定立意、選擇情境、科學設問、反復磨題、測試定稿等五個步驟進行命制。

[?參??考??文??獻?]

[1]周麗娜.例談初中生物學核心素養(yǎng)的課堂情景創(chuàng)設[J].中學生物學，2018，34（4）：21-22.

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