生物学高考实验探究试题分析及复习教学建议

林立云

（宁德市教师进修学院，福建 宁德 352100）

实验探究体现了生物学自然科学属性，考查实验探究能力是生物学高考重要特征之一。［1］［2］笔者尝试依据《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订）》（下文简称课标）及《中国高考评价体系》，分析近5 年高（含高考改革省份生物学学业水平选择型/等级性考试）考生物学试题中有关实验探究考查内容，以便更好地进行生物学复习教学。

一、生物学高考实验探究考查内容

实验探究能力是科学探究素养的重要组成部分，是指能够对相关生物学问题进行科学探究，如分析问题、设计实验、预测结果并得出结论或做出解释，掌握科学探究的整个流程，增强理解生命世界、建构知识的意愿与能力。［1］［2］科学探究是获取生物学知识的手段与过程，生物学知识是科学探究的结果，科学探究和生物学知识是生物科学不可分割的两个方面，科学思维是科学探究的核心。可见，生物学知识、科学探究方法及科学思维三者密切关联，相辅相成。这三者也是生物学高考实验探究考查的主要内容。

（一）考查生物学知识

生物学高考主要考查有关生命现象、生命活动的基本概念、规律与方法等生物学基础知识，其是学生高质量地认识问题、分析问题和解决问题所必需具备的知识。［3］［4］提出问题、做出假设、选择实验材料、设计实验、预测实验现象、分析实验结果得出实验结论等实验探究是建立在一定的生物学知识基础上的。同时，实验探究有助于学生建立、理解与应用生物学知识，构建生物学知识体系。

以“探究植物细胞的吸水和失水”为例，分析2018年到2022 年6 道高考试题考查内容（表1），发现在教科书实验基础上，试题情境的新颖性与复杂性提高。通过改变实验材料、试剂、检测指标等创设新的问题情境，考查学生是否理解“成熟的植物细胞与外界溶液构成渗透系统，可发生渗透作用；原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性”等实验原理及相关生物学重要概念，要求学生明确实验目的，合理应用探究方法（图1），具备信息获取能力、推理分析能力及解决问题能力。

图1 “探究植物细胞的吸水和失水”知识结构图

表1 2018 年-2022 年有关“探究植物细胞的吸水和失水”高考试题分析

（二）考查科学方法

理解与应用科学方法是培养学生科学探究能力的关键。课程标准要求学生掌握科学研究方法，如控制变量和设计对照实验、自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”及“假说—演绎法”等，亲身体验科学家是如何探究生命世界的。

分析2022 年高考全国甲卷、全国乙卷、浙江卷、湖南卷及广东卷有关实验探究试题（表2），发现多以生物科学实验创设试题情境，要求学生理解科学探究的一般过程，侧重于从实验思路、实验方案、实验原理、材料用具选择、研究方法、自变量和因变量、结果检测指标、实验步骤、实验结果记录与分析、得出实验结论等方面考查学生理解与应用生物科学方法的程度。特别是对实验方法的使用、实验基本操作的要求明显提高，要求学生具备探究能力、实践能力与创造能力。

表2 2022 年生物学高考实验探究试题中有关科学方法考查内容分析

（三）考查科学思维

科学思维是一种建立在证据和逻辑推理基础上的高质量的思维范式和习惯，科学探究离不开科学思维，科学探究和科学思维是建构概念、形成生命观念的重要方式。［5］培养学生的科学思维是高中生物学课程目标之一，也是高考评价的重点内容。

分析2022 年高考全国甲卷、全国乙卷、浙江卷、湖南卷及广东卷实验探究试题有关科学思维考查内容，

发现主要考查实验结论及其判断依据、解释实验结果、分析实验数据、选择和处理实验材料、实验思路及评价方案的优劣或纠错等。要求学生能基于所学生物学知识、实验数据及结果，合理应用比较、分类、归纳、演绎、批判性思维及构建模型等科学思维方法，探讨、阐释生命现象和建构知识。

二、实验探究单元复习教学建议

应充分利用教科书提供的实验、生物科学史及概念性知识进行实验探究单元复习教学，培养学生的实验探究能力。

（一）重视建构生物学知识体系

实验探究单元复习教学要帮助学生深入理解和领会生物学概念的内涵和外延，构建基于生物学大概念与重要概念的知识体系，促进学生深入理解、迁移和应用生物学必备知识。

例如，开展“探究植物细胞的吸水和失水”实验单元复习教学，引导学生从实验原理、实验材料用具、实验步骤、实验结果、实验分析、实验结论及应用等维度进行复习（如图1），构建知识体系，深刻理解与应用植物细胞的吸水和失水机制。

（二）以科学探究为主线设计复习教学

以科学探究为主线设计复习教学方案，培养学生科学探究能力和实践能力。

例如，以“假说—演绎法”设计分离定律、自由组合定律、DNA 的复制及基因在染色体上等复习教学方案；根据实验材料、工具、方法步骤、结果与应用等科学探究流程设计有关基因工程、细胞培养工程等复习教学方案，促进学生领悟科学研究的基本思路，理解与应用科学探究方法。

（三）重视发展学生科学思维

基于具体学情及教学内容，从单元复习角度创设具有一定的思维深度、广度的问题情境或习题，并提供充足的独立思考与练习的时间，促进学生熟练应用逻辑思维、建模、批判性思维与创造性思维等科学思维方法，认识问题、分析问题与解决问题。

例如，指导学生完成有关试题：如何构建红花杂合体植株亲本的基因组合？并用遗传图解表示杂交过程。根据题干信息，做出白花纯合体基因型的假说，依据假说进行演绎推理，预期实验结果。要求学生应用比较、分类及建模等思维方法，构建红花、白花、紫花植株的基因组合模型，以及子代不同花色植株的个体数量模型。应用“假说—演绎法”，确定植株甲的基因型，提高学生实验设计能力与创新能力。

纵观近5 年高考生物学有关实验探究考查内容，应努力践行“核心素养为宗旨、内容聚焦大概念、教学过程重实践、学业评价促发展”等高中生物学课程基本理念，［3］以科学探究为主线设计高三生物学复习教学，创设真实、复杂、综合的问题情境，引导学生建构生物学知识体系，发展科学思维能力与科学探究能力。