福建省中考生物学实验探究题分析与教学反思

福建省霞浦县教师进修学校 林淑芳

科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。实验探究题作为考查学生科学探究能力的载体，具有分值高、图文并茂、思维含量大的特点，能够多维度考查学生科学思维、科学探究、社会责任等方面的生物学科核心素养。笔者以近四年福建省中考试题第34题科学探究题为研究点，从试题分析考查内容与特点，从学生答题情况分析学习者特点，提出实验探究题教学建议，希望对实践教学有所启示。

一、中考试卷实验探究题分析

（一）试题情境来源

近四年实验探究题的试题情境皆来源于科研论文，保证了试题的科学性、新颖性。在明确实验思路前提条件下，命题者根据考生的认知特点，围绕某一实验目的节选科研论文的部分实验步骤、图表，进行简化，整理成一道由刺激情境、测量目标和问题设置组成的实验探究题，使得试题基于真实实验情境，既考查科学探究过程的必备知识，又考查学生图文转换、信息获取、数据分析推理和实验探究等关键能力，并突出知识在生活、生产中的应用，彰显了学科核心素养。

（二）试题考查特点

试题的命制立足于素养立意，追求稳中求变，“稳”的是试题设问点都落脚在科学探究的核心问题上，其中，“控制单一变量，设计对照实验”“描述实验现象”“根据实验现象，分析和判断证据、数据，得出结论”是高频考点；“变”的是试题的呈现方式、设问角度和思维程度，学生仅凭单纯的记忆和知识再现已经无法完整答题，这样可以有效避免通过反复训练形成的机械记忆效应，从而真实考查了学生的科学思维和科学探究能力。试题还设置了开放性问题表述，例如2017、2018年34题第（5）小题，将解题转变为解决生活问题，引导学生将试题的学习成果融入社会真实情景中解决真实问题，无痕化地引领学生在探究与思辨过程中渗透社会责任教育。

二、学生答题分析

（一）数据分析

笔者对2017—2020年试题各考点我县实测难度值进行统计，发现学生对“实验所需材料”“现象描述”答题相对较好，对“确定变量、设计对照实验”“实验原理”答题次之，而对“数据的分析推理”“得出结论”答题较弱。不难看出，考点所体现的难度值与其对应考查的思维含量、层次有关，越是需要学生逻辑推理、归纳概括等高阶思维部分，考点的难度值越低，学生的得分率也越低。

（二）高频失分点应答表现

“根据实验现象，分析和判断证据、数据，得出结论”既是高频考点也是高频失分点，它以推理分析图表数据、长句表述来注重对学生的理性思维、逻辑思维和文字表述能力的考查，是初高中教学衔接上重能力提高的体现。应答时，一部分学生没有读懂图表数据，未能正确作答或空白；大部分学生答题时逻辑不够清晰，文字表述不够严谨、全面，作出不完整或过于笼统的应答；小部分学生能够具备良好的科学思维，能基于实证数据提取关键信息作出科学、完整应答。

（三）答题问题访谈

笔者对2020届初二学生随机抽查100人进行认知访谈，发现学生答题存在的主要问题有：情绪障碍、阅读障碍、知识提取障碍、策略性障碍、表达障碍。其中，知识提取障碍、策略性障碍和表达障碍表现较为突出（图1）。访谈结果与学生实测情况相吻合，都说明了学生对科学探究过程和方法掌握不到位，缺乏科学探究题解题策略，需要他人的指导帮助。

图1 学生答题障碍类型人数占比

三、实验探究题教学反思

（一）解读数学模型，规范结论表述

数学模型是培养学生科学思维的一个有效媒介，2017—2020年中考都是以数学模型来呈现实验数据，要求学生能够结合数学思想方法读懂图表、发现规律、得出结论，将学生的思维引向更深层次的高阶思维，达到测量学生思维深度的目的。

研究发现，结论归纳表述是学生答题最薄弱环节，主要是因为学生对多样化的数学模型感到困惑，缺乏数据解读技巧，导致文字表述不规范。针对这些问题，通过图2同组数据不同数学模型转化，引导学生对比观察不同数学模型是如何表示同组数据的，消除学生读图畏难情绪障碍，明白不同图表数据的解读方法是相通的，都是先识别坐标，明确横纵坐标关系；然后辨析特殊点（最低点、转折点、最高点），分析模型走向和变化趋势，找出联系与差异推导规律，并科学规范地表述结论。

图2 同组数据不同数学模型转化

（二）指导解题规律，提高答题技巧

虽然试题情境、考查内容方式会变，但涉及的科学探究原理、方法却是相同或相似的，通过解题规律指导提高学生审题、答题技巧。以确定变量为例，可以从实验目的、实验装置、实验结果数据图表的横纵坐标等途径来确定变量。例如2019年第34题实验目的是“探究生物硫铁投加时间对铬污染水体中斑马鱼存活率的影响”，其中，“生物硫铁投加时间”是变量，“铬污染水体中斑马鱼”是实验对象，“存活率”是观测指标，即探究“变量对实验对象观测指标的影响”，将实验目的由陈述句转化成疑问句“变量对实验对象观测指标有影响吗？”，就是探究活动的基本流程之一——“提出问题”。又如，从图2的不同数据图表来看，横坐标是变量“生物硫铁投加时间”，纵坐标是观测指标“存活率”。

（三）变式拓展训练，促进知识迁移

“科学探究”主题考查的目标层次是Ⅱ层次，对于同一考点的考查，试题可以从不同的设问技巧层次来考查学生的信息处理、科学实践能力等关键能力，引导学生利用核心知识或活动经验原型，通过科学思维，在陌生的情境下，解释或解决科学问题。以“控制单一变量，设计对照实验”的考查为例，2017年中考34第（1）小题从实验步骤②中就可直接判断变量；2019年34题第（2）小题需要从实验结果逆向反推设计，学生的答题需经历读图到信息提取、再到转换判断的两次思维转换。

在教学中，可以通过变试题情境考查探究过程和方法、变数学模型考查数据解读分析推理能力、变评价实验方案的形式考查实验探究能力和评价能力等，增加学生的思维含量，提高思维品质，促进学习迁移的发生，实现先前知识和思维能力的迁移。

（四）创设探究情境，提高答题适应力

新课程倡导的评价观是考查学生在具体真实情境中分析问题、解决问题的能力。研究发现，问题原型的相似度与解题能力熟练度都会影响学生答题。表现为，较难的试题会因为学生对它熟悉而降低答题难度，同样，较容易能力要求的试题也会因为学生缺少训练而增加难度。在教学过程中，教师可以有意识地从教材科学史、实验、科研论文等材料中提取素材进行情境创设，提高学生对相似情境和陌生情境的答题适应能力，提高学生审题灵敏度和答题熟练度。

总之，从试题测评要求和学生发展需求角度综合考量，应从认知、能力、情意方面创设条件促进学生深度理解科学探究的本质，提高学生解题关键能力。