淺談新課改背景下 “探究性實(shí)驗(yàn)” 情境試題的解答方式

貴州 鄧 琳

(作者單位：貴州畢節(jié)第三實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué))

在生物學(xué)學(xué)科的各種考試中，學(xué)生得分率較低的試題大部分為“探究性實(shí)驗(yàn)”的相關(guān)試題。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》具體指出高中生物學(xué)課程的理念是面向全體學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，提倡探究性學(xué)習(xí)。同時(shí)，近年來生物學(xué)學(xué)科教育也由重視知識(shí)的傳授逐漸轉(zhuǎn)向重視學(xué)習(xí)過程、能力發(fā)展和情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)；高考試題也越來越趨向于考查學(xué)生的邏輯思維能力和語言表達(dá)能力，而探究性生物實(shí)驗(yàn)試題正好符合高考試題考查的目的之一。目前，高考生物試題不論是主觀題還是非主觀題中都會(huì)涉及以不同的生物實(shí)驗(yàn)為背景進(jìn)行相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、邏輯思維能力和語言表達(dá)能力等方面的考查。因此，學(xué)生若想在探究性實(shí)驗(yàn)試題中獲得高分，就需要其能夠在該類試題的解答過程中盡量減少做題時(shí)間，同時(shí)保證所給答案的準(zhǔn)確度。那么，如何對(duì)該類試題提出有效設(shè)問，再利用有效設(shè)問及提取出的有效信息以確認(rèn)實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量和無關(guān)變量，最后利用語文思維來提高語言表達(dá)能力，從而提高得分率顯得尤為重要。

一、利用“探究性實(shí)驗(yàn)”的有效信息進(jìn)行有效設(shè)問

“探究性實(shí)驗(yàn)”類試題的開放性較大，該類實(shí)驗(yàn)的操作步驟、結(jié)果和結(jié)論皆是未知的，但該類試題對(duì)于高中階段的學(xué)生來說具有較強(qiáng)的吸引力。此類實(shí)驗(yàn)?zāi)艹浞终{(diào)動(dòng)學(xué)生的動(dòng)手能力和求勝心理，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)參與度，進(jìn)而不斷激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，此類實(shí)驗(yàn)還能夠讓學(xué)生真正地參與到科學(xué)研究過程中，能夠讓學(xué)生充分發(fā)揮自己在學(xué)習(xí)過程中的主導(dǎo)作用。在大部分考試中，以“探究性實(shí)驗(yàn)”作為試題情境可以考查學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用能力，這也是現(xiàn)階段高考試題情境創(chuàng)設(shè)的立意，即由理論理解轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐應(yīng)用的主要體現(xiàn)。因此，針對(duì)以“探究性實(shí)驗(yàn)”為情境的試題需要提高學(xué)生的答題效率和得分率。對(duì)于該類試題的解答，需要先讓學(xué)生學(xué)會(huì)尋找試題圖文描述中的有效信息，確認(rèn)解題方向和方法，從而提出有效設(shè)問。在解題過程中，合理利用題目中的有效信息及有效設(shè)問，不僅能夠逐漸提高學(xué)生歸納與概括的能力，也能夠讓學(xué)生克服其認(rèn)為書寫實(shí)驗(yàn)思路、結(jié)果和結(jié)論類試題難度“高不可攀”的恐懼心理，同時(shí)還能讓學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)試題提出有效設(shè)問，不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。下面筆者以關(guān)于“生長素的運(yùn)輸方式和生理作用”的經(jīng)典圖文類試題的解答為例。

【例1】圖1表示不同濃度生長素對(duì)某植物生長的影響，圖2表示將盆栽植物橫放時(shí)植物的生長狀況，下列分析不正確的是

( )

圖1 圖2

A.圖1表示生長素生理作用的兩重性，圖2中b、c點(diǎn)與圖1中對(duì)應(yīng)的M值相同

B.圖2中莖的背地性與胚芽鞘的向光性中生長素的作用機(jī)理相同

C.圖2中根的向地生長與生長素分布不均有關(guān)，能體現(xiàn)生長素的兩重性

D.用不同濃度的生長素溶液處理扦插枝條，生根的數(shù)量有一定相同

對(duì)于該類試題學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“什么是生長素對(duì)植物生長的影響？是指促進(jìn)作用還是抑制作用？是植物擺放位置對(duì)植物自身產(chǎn)生的影響還是對(duì)生長素的分布產(chǎn)生相應(yīng)的影響呢？”等等疑問，那么對(duì)于該題的解答，哪些又屬于有效設(shè)問呢？這就需要學(xué)生具備一定的基礎(chǔ)理論知識(shí)，如生長素的運(yùn)輸方式為極性運(yùn)輸，其生理作用為低濃度促進(jìn)生長、高濃度抑制生長，并結(jié)合對(duì)圖文描述的題目分析，提取對(duì)于本題進(jìn)行有效設(shè)問“生長素對(duì)植物生長的影響是指生長素分布還是其生理作用？植物擺放位置對(duì)生長素的運(yùn)輸方式會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響？同一植物不同器官對(duì)生長素的敏感度不同，分別是怎樣的程度？”如此才能夠引導(dǎo)學(xué)生找到解題的方向和思路，提高學(xué)生的做題效率。學(xué)生在解答該題時(shí)，就可以應(yīng)用上述有效設(shè)問，將解題方向指向生長素的運(yùn)輸方式和生理作用，而無需考慮生長素的本質(zhì)和其合成部位。

二、應(yīng)用有效設(shè)問確定“探究性實(shí)驗(yàn)”中的“三變量”

當(dāng)確定了“探究性實(shí)驗(yàn)”試題的解題方法和方向后，學(xué)生在解答相關(guān)內(nèi)容的非主觀類試題時(shí)，給出的答案基本已經(jīng)接近正確答案，這也就降低了學(xué)生對(duì)該類試題的恐懼。但是若要完成主觀題中“寫出實(shí)驗(yàn)思路、結(jié)果和結(jié)論”的解答，僅僅確定有效設(shè)問是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。學(xué)生解答主觀題時(shí)還需要確認(rèn)“三變量”——自變量、因變量和無關(guān)變量。根據(jù)學(xué)生所學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)、提出的有效設(shè)問和題中的關(guān)鍵信息，便可確定該實(shí)驗(yàn)的“三變量”，從而構(gòu)思出試題的實(shí)驗(yàn)思路。以“探究玉米籽粒發(fā)芽過程中一些有機(jī)物含量的變化”為情境創(chuàng)設(shè)的主觀題(例2)為例，在該主觀題中，學(xué)生可根據(jù)題目的文字描述提出有效設(shè)問“玉米籽粒發(fā)芽后其有機(jī)物若減少了，應(yīng)該怎么確定？是否可以用含量測定方法或顏色反應(yīng)來測定呢？”。根據(jù)有效設(shè)問和題中所給出的材料用具“順藤摸瓜”給出解題答案“可以利用顏色反應(yīng)來探究玉米籽粒發(fā)芽過程中有機(jī)物的種類及含量的變化”，進(jìn)而根據(jù)學(xué)生已有的理論知識(shí)和試題中的有效信息確認(rèn)該題中的“三變量”。其中，實(shí)驗(yàn)的自變量是指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)操作者控制、設(shè)定的因素或條件，也可理解為在生物實(shí)驗(yàn)的組成因素中會(huì)因?qū)嶒?yàn)者的操作或處理引起其他因素發(fā)生變化的變量；因變量是指實(shí)驗(yàn)中由自變量的變化而引起的變化和結(jié)果，也可以理解為有自變量的變化才會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)變化的因素；無關(guān)變量則是指實(shí)驗(yàn)中除了自變量和因變量之外，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果但并不是該實(shí)驗(yàn)需要研究的因素。例1中所用的兩個(gè)圖示皆是生長素生理作用及其運(yùn)輸方式考查時(shí)的經(jīng)典圖例，部分學(xué)生會(huì)自以為對(duì)知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)熟悉而因馬虎大意犯錯(cuò)。因此，教師還需要訓(xùn)練學(xué)生找到該試題的“三變量”，即圖1中的自變量為生長素的不同濃度，因變量為植物的生長狀況，無關(guān)變量為生理狀態(tài)、株高、培養(yǎng)時(shí)間等。圖2中的自變量為同一植物的不同器官，因變量為同一植物不同器官的生長狀況，無關(guān)變量是培養(yǎng)時(shí)間、植株的生理狀態(tài)、植株的總高度等。

【例2】為探究玉米籽粒發(fā)芽過程中一些有機(jī)物含量的變化,研究小組利用下列材料用具進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。材料用具:玉米籽粒、斐林試劑、雙縮脲試劑、碘液、緩沖液、淀粉、淀粉酶等、研缽、水浴鍋、天平、試管、滴管、量筒、容量瓶、顯微鏡、玻片、酒精燈等。請回答下列問題:

(1)為了檢測玉米籽粒發(fā)芽過程中蛋白質(zhì)(肽類)的含量變化,在不同發(fā)芽階段的玉米提取液中,分別加入雙縮脲試劑,發(fā)現(xiàn)隨著玉米籽粒的萌發(fā)，提取液的顏色逐漸________(填“加深”或“變淺”)。該實(shí)驗(yàn)需要選用的器具有________(填序號(hào))。

①試管 ②滴管 ③量筒 ④酒精燈 ⑤顯微鏡

(2)為了檢測玉米籽粒發(fā)芽過程中淀粉含量的變化,將不同發(fā)芽階段的玉米籽?？v切,滴加____________,進(jìn)行觀察。結(jié)果顯示,胚乳呈藍(lán)色塊狀,且隨著發(fā)芽時(shí)間的延長,藍(lán)色塊狀物變小。由此可得出的結(jié)論是________

。

(3)為了驗(yàn)證上述藍(lán)色塊狀物變小是淀粉酶作用的結(jié)果,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):在1～4號(hào)試管中分別加入相應(yīng)的提取液和溶液(圖3),40℃溫育30min后,分別加入斐林試劑并60℃水浴加熱,觀察試管內(nèi)的顏色變化。請繼續(xù)以下分析:

圖3

①設(shè)置試管1作為對(duì)照,其主要目的是________

。

②試管2中應(yīng)加入的X是________的提取液。

③預(yù)測試管3中的顏色變化是________。若試管4未出現(xiàn)預(yù)期結(jié)果(其他試管中結(jié)果符合預(yù)期),則最可能的原因是____________________。

在例2中，自變量為玉米籽粒的發(fā)芽程度，因變量為玉米籽粒發(fā)芽后蛋白質(zhì)和糖類的含量變化。該實(shí)驗(yàn)試題中植物生理狀態(tài)相同、試劑的用量及種類、胚乳切片大小等因素皆屬于無關(guān)變量。第(3)問的實(shí)驗(yàn)思路中，自變量為淀粉酶的有無，因變量為藍(lán)色塊狀物大小的變化，無關(guān)變量為緩沖液的用量、其他試劑的用量、藍(lán)色塊狀物大小的變化時(shí)間等，明確了“三變量”，便可以推出該實(shí)驗(yàn)的目的是“驗(yàn)證藍(lán)色塊狀物變小是淀粉酶作用的結(jié)果”。

三、應(yīng)用語文思維解答主觀題，提高得分率

在“探究性實(shí)驗(yàn)”試題中，學(xué)生已經(jīng)明確了試題的考查范圍和試題的設(shè)問，可對(duì)于需要文字表達(dá)的試題的解答總是不能得心應(yīng)手，或者不知道怎么把自己知道的答案通過文字表述出來。學(xué)生們普遍感覺這類試題對(duì)于自己來說太難了，這種想法使得部分學(xué)生逐漸對(duì)主觀題產(chǎn)生恐懼心理，加上此類試題學(xué)生的得分率也總是不盡如人意，最終使得學(xué)生把這類試題列入放棄得分的范疇。但近幾年生物試題的考查越來越注重學(xué)生的語言表達(dá)能力，因此需要改變學(xué)生對(duì)該類試題的認(rèn)知，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力，還需要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)該類試題的自信心，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維。如例2中第(2)問中的結(jié)論，在表述時(shí)不用進(jìn)行過多詞匯的修飾，如果采用過多的修飾詞可能會(huì)讓評(píng)卷老師覺得學(xué)生的語言表達(dá)能力和概括歸納能力較差。該問的參考答案簡單明了，但是教師需要提醒學(xué)生也不能一味地為了簡單明了而省略生物學(xué)專業(yè)術(shù)語，導(dǎo)致顧此失彼、答非所問。

四、小結(jié)

本文通過對(duì)“探究性實(shí)驗(yàn)”試題解題方式的研究，總結(jié)出該類試題的解答方法，即首先需要學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和題意篩選出有效設(shè)問，引導(dǎo)自己確認(rèn)試題的解題方向，然后再根據(jù)題中的有效信息確認(rèn)該試題中實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無關(guān)變量，而后結(jié)合語文思維來組織相應(yīng)的語言進(jìn)行試題的解答。上述解題思路不僅能夠提高學(xué)生的邏輯思維能力，還能夠改善學(xué)生的語言表達(dá)能力，提高學(xué)生獲取信息的能力。對(duì)該解題思路歸納和總結(jié)，不僅能夠提高學(xué)生作答此類試題的得分率，還能夠引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)遷移的方法解答其他試題。該類試題的解題方法還有許多，筆者僅以本文描述了自己粗淺的看法，還有諸多不足之處需要通過以后的實(shí)踐研究加以完善與改進(jìn)。