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淺議高考生物實驗題的復習策略
摘要：高考實驗題是考查考生的科學素養的題目，本文從高考考查的項目和題型以及解題策略兩個方面闡述了高考生物實驗題的復習策略，為一線教師提供理論和實踐幫助。
關鍵詞：高考 實驗題 復習策略
實驗在高考中是重中之重，在理綜生物卷中，實驗經常能達到10-20分的分值，在單科生物試卷中，實驗也能達到3-4題，分值在150分里占到20-40分。在歷年的高考復習中，師生也都花了很大的功夫在實驗題復習上，但是因為沒有抓到問題的關鍵，效果可以說是事倍功半，縱觀近年來浙江省理綜考試生物實驗的得分率，在所有科目所有題目中都是排在最后幾位。所以，在高考復習中，有必要深入研究實驗題的復習策略，進行有的放矢的練習，提高高考的得分率。本文擬從“高考怎么考”和“我們怎么做”兩個方面來進行分析，為一線教師提供一些高考復習的經驗。
1.高考怎么考？
所謂“知己知彼，百戰不殆”，要想復習好實驗，首先必須要進行高考試題的研究，知道高考試題考查的基本規律，了解高考常考的基本環節，各個擊破。
1.1 高考考試大綱的要求
大綱中對實驗與探究能力是這樣要求的：
（1）能獨立完成“生物知識內容表”所列的生物實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并能將這些實驗所涉及的方法和技能進行綜合運用。
（2）具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理。
（3）具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、建立模型與系統分析等科學研究方法。
（4）能對一些簡單的實驗方案進行設計并作出恰當的評價和修正。
1.2 高考試題考查的環節
由于生物學是一門實驗學科，生物學原理、概念和定律的發現過程，往往要經歷實驗驗證的階段，所以很多高考題目的設置，無可避免要用到實驗的原理和方法，從各省市的命題來看，實驗一般考查學生是否了解生物學研究的一般過程，考查學生是否具有科學探究的素養（見圖1）。
從上圖可以看出，對一個問題的研究，一般可以分成上述的9個環節，而高考的考查項目也正是以具體的研究實例作為載體，從這些環節出發來考查，可以給出9個環節中的某些，而讓考生回答另一些環節。綜合近年來的高考試題，一般考查以下環節:
（1）提出問題
這是上海、廣東等地的單科生物試卷常考的內容。一般來說，針對一個現象，我們可以提出的問題很多，但是，如果問“為什么”因為問題指向不明確，往往不具備可操作性，而在實驗題中，一般要求問出的問題是“是否”問。例如“A對B是否有影響？”，這樣的問題具有才具有可操作性。這里的A是自變量，B是因變量，知道了自變量，就知道了實驗操作步驟如何設置不同的處理，知道了因變量，就知道了實驗觀察階段該觀測什么指標。
例1： 取兩株萌發不久的水稻幼苗，切去谷粒。把一株水稻的根浸在蒸餾水中培養，另一株水稻的根浸在土壤浸出液中培養，經過一段時間后進行比較，發現在蒸餾水中培養的稻苗幾乎沒有長大，又黃又細，另一株在土壤浸出液中培養的稻苗明顯長大，健壯鮮綠。
這個實驗提出的問題是什么？
[解析]由于實驗組和對照組的不同處理分別是蒸餾水和土壤浸出液，也就是無機鹽的不同（確定A），而觀察的是水稻幼苗的生長情況（確定B），所以，提出的問題就是“無機鹽對水稻幼苗生長是否有影響？”當然在實際答案中，如果將水稻幼苗一般化為“植物”也可，如果將句式反過來，變成“植物的生長是否需要無機鹽？”也是正確的。
【答案】無機鹽對水稻幼苗生長是否有影響？或植物的生長是否需要無機鹽？
（2）作出假設
所謂假設，其實就是針對問題，給出自己的解釋。如果是驗證性實驗，則假設就是要驗證的結論（一般不會考）。如果是探究性的實驗，則假設就是將來可能的實驗結論中的任何一個（是不是真理無所謂）。需要注意的是，假設只能是一個，不能把所有可能性都寫出來。 只能是陳述句，不能是疑問句。
事實上只要知道了上述提出問題的方法，作出假設是很簡單的事情，套用上述句式，假設一般可以寫成“A對B有影響”，或“A對B無影響”。或者進一步說明影響的具體作用“A對B有促進作用”，或“A對B有抑制作用”。
例如例1中的假設就可以寫成“無機鹽對植物的生長有促進作用”。
（3）設計實驗：
①能準確把握實驗目的
一旦確定了要研究的問題，作出假設，就要進行實驗來驗證假設。考試時，一般實驗目的是跟實驗假設或者結論有關的，因為實驗目的就是要驗證實驗假設，所以，一旦假設明確了，實驗目的就可以寫出，例1中的實驗目的即為“驗證無機鹽對植物生長的影響”，或“驗證植物的生長需要無機鹽”。
②能理解實驗原理
實驗原理比較難以回答，很多同學在具體的題目中找不到回答的方向，事實上實驗原理一般是考查基礎知識的，也就是說，實驗原理考查的是已被確認的真理，而不是還未驗證的假設，一般實驗原理有兩個思考方向，一是作出假設的原理，也就是說A對B到底是怎樣影響的。二是從結果到結論的推理過程，因為有時對因變量的測量不是直接的，而是間接的，此時，就要從這個間接結果推理到我們想要的結論，這個推理過程就是實驗原理，也就是說要說明為什么這個間接的觀測指標就能代表因變量，但是有時，觀測指標就是對因變量的直接觀察，這個原理就可以忽略了。
需要注意的是，如果上述兩個方面的原理是重合的，那就只用寫出一次即可。
例2:（08四川理綜）為確定人體在運動時呼出氣體中的CO2濃度是否比靜止時高，某同學進行了如下探究：
作出假設：人體在運動時呼出氣體中CO2的濃度比靜止時高。
實驗過程：
①在3個燒杯中，分別注入100mL蒸餾水，測定其pH。
②實驗者在安靜狀態（靜坐2min）、中度運動（步行2min）以及劇烈運動（跳繩2min）后，立即分別向上述3個燒杯的水中吹入等到量氣體，測定PH。經多次重復實驗，所得平均數據如下表：
（1）作出上述假設的依據是:
（2）該實驗的原理是:
【解析】這兩個小題都是考實驗原理的，不過是將兩個方面的原理分開來考。第一小題考作出假設的原因，也就是說，“A對B是如何起作用的”，A即為運動的劇烈程度，B即為CO2的呼出量，第（1）小題的答案從“運動的劇烈程度”如何影響“CO2的呼出量”的出發，因為運動需要能量，供能需要細胞呼吸，細胞呼吸產生CO2，CO2最后經呼吸系統排出。第（2）小題的答案應該回答結果（實驗現象）到結論的推理過程。因為觀察的實驗現象是PH值，而最終結論中被影響的是CO2，這說明PH值是CO2的間接指標，PH為什么能代表CO2，這個理由解釋出來就是答案。
【答案】（1）由于人在運動時耗能增加，呼吸作用加強，產生的CO2增加，所以呼出的CO2濃度增加。（2）CO2在水中溶解后使水的pH下降，人在不同運動狀態下產生的CO2不同，溶于水后也會導致PH不同，通過測定水中pH的變化可以推測出呼出的CO2濃度的變化。
③會策劃實驗方法
一般指實驗材料、器材的使用和觀測指標的選擇，這個考點是一個隱性的考點，一般不會直接考查，而是體現在具體的實驗設計步驟中，如果考生不清楚實驗器材如何使用，不知道實驗材料如何選擇，不知道實驗結果如何觀測，這個實驗設計就存在很多盲點，是絕對設計不出來具體的步驟的。06年的高考中，很多同學因為不清楚觀測指標是“葉子小圓片的沉浮”而導致實驗題開了天窗。
實驗方法的基礎知識要靠平時的積累，師生在最后的復習階段也要進行歸納，下面簡單歸納一些，權作拋磚引玉。
化學物質的檢測方法：
淀粉——碘液
麥芽糖、葡萄糖——斐林試劑
二氧化碳——氫氧化鈉、氫氧化鈣或酸堿指示劑
乳酸——PH試紙
氧氣——余燼復燃
無氧氣——火焰熄滅
蛋白質——雙縮脲試劑
脂肪——蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液
④能科學設計實驗步驟
一般分三步：
第一步 分組
設置實驗組和對照組（分組），并編號；
第二步 實施
施加變量，進行實驗，控制各種實驗條件；
第三步 觀察
觀察現象，測量實驗數據，計算或比較。
要注意的是，有時觀測的是變化的增量，需要前測和后測兩個值的差，有必要再加一個第0步，或者有時需要做的準備工作很多，例如配制復雜的溶液，也可以加一個第0步。
實施的步驟要注意對變量的處理：自變量是可變的，無關變量對實驗結果期干擾作用，必須控制一致。①語言表達要用到“等量”，“相同且適宜的條件”等來控制。②有時題目會對無關變量設問，我們的回答規范是：“排除××××因素對實驗結果的干擾”。
⑤能設計實驗記錄表
廣東、上海等地單科生物試卷常考，浙江理綜生物從未考過。設計表格時注意自變量、因變量（多組、多個、設平均值）。有時也要加上表格標題：
例如：關于×××××的記錄表
××××××
××××××
第1次測量
第2次測量
第3次測量
平均值
濃度1
濃度2
蒸餾水（對照）
⑥能預測實驗結果
驗證性實驗，結果是唯一的。就是跟驗證的真理一致的那個結果。探究性實驗，結果是不唯一的，一般可以作出三個方面的結果預測：①A對B促進的對應結果，② A對B抑制的對應結果，③ A對B無影響的對應結果。
⑦能對實驗結果作出解釋
如果試題要求對結果作出解釋或者是作出分析，都不是直接給出結論就能得分的。此時，高考出題的目的是考查同學們的深層次思維，我們要做的就是把“結果→結論”的推理過程表達出來，表達的要求是：“頂天立地，逐步逼近”。天即為結果，地即為結論。例如，通過實驗知道注射了胰高血糖素的小鼠出現尿糖現象，此處實驗結果為“尿糖”，結論是“胰高血糖素具有升高血糖的作用”，這兩者之間不是直接關系，必須逐步推理，從尿糖→說明血糖過高→血糖高是胰高血糖素引起的→胰高血糖素具有升高血糖的作用，最終得出結論。
（4）能得出相應的科學結論
驗證性實驗的結論唯一，是要驗證的那個真理。（一般驗證性實驗不考結論，可能考對結果的解釋），探究性實驗的結果不唯一。在探究性實驗中必須全面把握各種預期結果。要了解幾種常見的預期，如影響包括促進、無影響、抑制等。需要注意的是，一定要把結果和結論對應準確，不能弄反了。
關于上述環節的考查，從歷年的高考試題來看，廣東上海等地的單科試卷每一項都靠考過，而全國理綜試卷中的實驗比較著重實驗設計能力的考查，主要注重“④步驟⑥結果預測⑦結果分析⑧結論”等項目的考查。
在此基礎之上，高考實驗考查的題型一般有實驗修正題，實驗補充題或者實驗設計題，但萬變不離其蹤，考查的環節還是不變的，具體的應試策略也是大同小異。下面簡要談談如何備考，如何解題。
2.我們怎么做
實驗的復習應該分成兩個方面，一是課本實驗，二是課外實驗，因為理綜考試中幾乎不考查課本實驗，所以本文不再贅述課本實驗的復習。重點談談課外實驗的解題策略。
課外實驗其實就是以課本的某一處基礎知識為載體，考查考生的生物科學素養的題目，一般被稱為實驗設計題。在復習中，要專門練習。
2.1解題的一般過程
考生在拿到題目后，往往有無從下手的感覺，也就是不知道如何操作，此時進行具有可操作性的審題是非常必要的，正如上文所說，找到可操作性的關鍵是確定“A對B是否有影響？”中的A和B，也就是找到自變量和因變量。根據經驗，解題的一般過程如圖2。
解答實驗設計題的關鍵是進行變量分析，一個試題拿到手，必須先作變量分析，弄清楚自變量、因變量和無關變量。弄清楚自變量，就知道在具體實施實驗操作時，如何對實驗組和對照組進行不同處理；弄清楚了因變量，就知道了實驗的觀測指標；弄清楚了無關變量，不僅知道在實施對照處理的環節，無關變量要“相同且適宜”，而且當試題對無關變量設問時，還知道一句套話“排除××××變量對實驗結果的干擾”，甚至有時在做實驗修正題目時，題目的陷阱也是對無關變量進行不正確的設置，修正起來就比較容易。總之，分析清楚了三個變量，整個題目可以說就迎刃而解了。剩下的問題就根據一般程序輕松解決。
2.2 例析解題過程
下面以2006年全國理綜試卷2的30題為例來分析一下具體的解題步驟：
例3.（2006全國理綜）為了驗證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產生和消耗，請用所提供的實驗材料與用具，在給出的實驗步驟和預測實驗結果的基礎上，繼續完成實驗步驟的設計和預測實驗結果，并對你的預測結果進行分析。
實驗材料與用具：煙草幼苗、試管兩支、NaHCO3稀溶液（為光合作用提供原料）、真空泵、暗培養箱、日光燈（實驗過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計）。
實驗步驟和預測實驗結果：
（1）剪取兩小塊相同的煙草葉片，分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中。此時，葉片均浮在水面。
（2）用真空泵抽去兩支試管內液體中和葉肉細胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均下沉到試管底部。
（3）分析預測結果：
【解析】根據實驗目的“驗證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產生和消耗”，很容易確定實驗的自變量是“光照”，因為光合作用需要光，呼吸作用如果測定，必須在黑暗條件下進行。但是此題如果這么簡單，當年就不會創得分率低之最。因為在題目已給出的步驟中，實驗組和對照組的不同處理是蒸餾水和NaHCO3稀溶液，也就是CO2的有無，如果對實驗組和對照組分別進行光暗處理，此處變量增多，無法得出結論，所以必須實驗組和對照組同時進行光照處理之后再進行黑暗處理，也就是說在相互對照的同時，又有前后對照。所以自變量既是CO2又是光照，不過處理的方法不同。
根據題意和已給出的步驟，可知因變量的觀測指標是“葉子小圓片的沉浮”。
在回答具體步驟時，由于是用到了前后對照的實驗方法，后面的步驟往往建立在前面出現的結果之上，所以在敘述實驗步驟時，需要將實驗結果同時敘述出來，以便進行接下來的操作。
還有分析預測結果，不是直接得出結論。因為本題并沒有直接進行氣體的測定，而是觀察葉子小圓片的沉浮，所以分析實驗結果其實是要求推理出“葉子小圓片的沉浮”→“ 氣體的產生和消耗”，將沉浮與氣體聯系起來就是答案。回答是還要注意將所有實驗現象都要解釋，就是說實驗組和對照組的前后現象都要解釋，要面面俱到。
【答案】⑶ 將這兩支試管放在日光燈下，照光一段時間。結果：NaHCO3稀溶液中的葉片上浮，蒸餾水的葉片仍在試管底部。
⑷ 再將這兩支試管放在暗培養箱中一段時間，結果：NaHCO3稀溶液中的葉片下沉，蒸餾水的葉片仍在試管底部。
分析預測的結果：
⑴ 光照下，NaHCO3稀溶液中的葉片進行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉肉細胞間隙中的O2增加，葉片上浮。而蒸餾水中缺乏CO2和O2，葉片不能進行光合作用和有氧呼吸，葉肉細胞間隙缺乏氣體，因此葉片位于試管底部。
⑵ 黑暗中，NaHCO3稀溶液中的葉片進行呼吸作用，消耗了葉肉細胞間隙中的O2，放出CO2溶于NaHCO3稀溶液中，葉肉細胞間隙缺乏氣體，葉片下沉。蒸餾水中缺乏O2，葉片不能進行有氧呼吸，葉肉細胞間隙仍缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部。
例3是實驗補充題，還有一些題目是實驗修正題和實驗設計題，但是不管哪種題型，關鍵都是進行實驗變量分析。尤其是實驗修正題，陷阱往往是在自變量或者無關變量處設置的，或者是自變量沒設置出來，或者是無關變量不適宜，或者是無關變量沒有控制好，總之，只有分析出來變量，才能形成清晰的解題思路。
在具體解答過程中，還要注意語言要科學規范，條理脈絡清晰，繪圖準確規范，此外還有一點就是，一定要預留足夠的時間做生物主觀題，如果在物理和化學科目的難題上糾纏過久，沒有給生物主觀題留下足夠的時間，即使會做的題可能也沒有時間充分思考，沒有時間將題目完整解答。
【參考文獻】
1．劉恩山．《中學生物學教學論》．高等教育出版社．2003年．
2．劉恩山，《生物教育研究方法與案例》，高等教育出版社，2003。
3．汪 忠，《生物新課程教學論》 ，高等教育出版社，2003。
4．教育部考試中心，《2009年浙江省普通高考考試說明》，浙江攝影出版社，2009。

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