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考查科学探究能力的高中生物试题例析

【摘 要】本文以一道湖北省荆州市2016届高三质检I生物学科考查科学探究能力的试题为例,简析学生答题时存在的主要问题,并提出备考建议.

【关键词】科学探究能力;高中生物试题;例析

中图分类号:G633.91文献标识码:A文章编号:1671-0568(2017)04-0041-02

“发展科学探究能力”是《普通高中生物课程标准(实验)》(以下简称《课程标准》)所确定的3项课程能力目标之一,“实验与探究能力”是《2016年全国高考考试大纲(课标版)理科综合·生物》所确定的4项考试能力要求之一.因此,科学探究能力是生物高考复习备考的重点.现对湖北省荆州市2016届高三质检I生物学科考查科学探究能力的试题做简要分析:

一、试题举例

例:芦笋的幼苗是一种名贵蔬菜,为XY型性别决定.在某野生型窄叶芦笋幼苗种群中,偶见几株阔叶芦笋幼苗,雌、雄株都有.请分析回答:

(1)(2)略.

(3)有人对出现芦笋阔叶幼苗的原因进行分析,认为有两种可能:一是基因突变,二是染色体变异(染色体数目加倍).请设计一个实验,鉴定芦笋阔叶幼苗出现的原因.其简单实验设计的基本思路是:___________.

(4)现已证实芦笋的阔叶是一个基因突变的结果.为确定这个基因的突变是显性突变,还是隐性突变,请设计一个实验予以鉴定.其最简单实验设计的基本思路是:____________.

(5)已知芦笋的阔叶是一个基因的显性突变所致.由于芦笋雄株幼苗的产量高于雌株,种植户希望能在幼苗期就能区分其雌、雄.为了探究控制芦笋叶形的基因是在X染色体上,还是在常染色体上,请写出你设计的实验中亲本的表现型.__________.

参:(3)取芦笋的野生型窄叶植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片,用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目;(4)选用多株芦笋的阔叶雌、雄株进行交配,观察并统计后代的表现型;(5)芦笋的野生型窄叶雌株与芦笋的阔叶雄株.

二、试题的主要特点

1.突出考查科学探究能力中“设计可行的实验方案”

第(3)~(5)小题的设问依次是“其简单实验设计的基本思路是”“其最简单实验设计的基本思路是”“请写出你设计的实验中亲本的表现型”,所考查的能力都是科学探究能力中“设计可行的实验方案”,模拟了高考全国卷Ⅰ“考查科学探究能力的子项相对集中”的特点.

2.联系重点知识考查科学探究能力

“重点知识”是指《课程标准》所确定的知识性学习目标中,教学要求为“理解水平”和“应用水平”的具体内容标准(知识点).第(3)~(5)小题所考查的知识点和学习目标要求分别为:分析孟德尔遗传实验的科学方法(应用水平)、阐明基因的分离规律和自由组合规律(理解水平)、搜集生物变异在育种上应用的事例(理解水平)、举例说明基因突变的特征和原因(理解水平)、概述伴性遗传(理解水平)、概述有丝分裂过程(理解水平)、简述染色体结构变异和数目变异(了解水平).所考查的知识点几乎都是重点知识.

三、答题情况分析

1.成绩分析

经分析,全市第(3)~(5)小题的难度值很低,仅为0.24,学生的得分情况很不理想.各小题的赋分、平均分和难度值详见表1.

2.学生答题存在的主要问题

(1)对基因突变和染色体变异的研究水平或层次不熟悉.如第(3)小题,错误答案最多的是“取芦笋野生型植株和阔叶植株幼苗的细胞,分别提取其DNA分子,测定其脱氧核苷酸的排列顺序,并将两者的顺序进行比较”.这是在分子水平进行研究,研究的实验条件要求很高,过程很复杂,现在高中学校的生物实验室几乎都不能完成.而参是“取芦笋的野生型植株和阔叶植株的根尖分生区制成装片,用显微镜观察有丝分裂中期细胞内的染色体数目”.这是在细胞水平进行研究,研究的实验条件要求不高,现在高中学校的生物实验室几乎都能完成.说明学生对基因突变和染色体变异的研究水平不熟悉,不能根据题意从两个实验设计的基本思路中挑选出“简单”的实验方案.

(2)对确定植物细胞基因型的最简单实验设计不熟悉.如第(4)小题,错误答案最多的是“选用芦笋的阔叶植株与野生型植株进行交配,观察并统计后代的表现型”.这是将“野生型”假定为“隐性性状”“突变型”假定为“显性性状”而设计的测交实验,不符合“野生型”和“突变型”之间显隐性关系待定的题干信息.确定一对相对性状显隐性关系的“最简单实验设计”应是自交实验.根据自交后代是否出现性状分离,即可确定一对相对性状之间的显隐性关系.而测交是在已知等位基因显隐性关系的情况下,用隐性个体与待测基因型的显性个体杂交的方式.

(3)对新的问题情境与已有知识之间建立联系的路径不熟悉.如第(5)小题,错误答案最多的是“芦笋的野生型窄叶雄株与芦笋的阔叶雌株”.说明学生在答题时,没有将新的问题情境与已有的知识之间建立起联系,进行知识的迁移和严密的逻辑推理.如不能将具有性别决定、且性别决定方式为XY型的芦笋迁移到同是XY型性别决定方式的人类,不能将芦笋野生型窄叶与芦笋阔叶的遗传迁移到人类的正常色觉和红绿色盲遗传的对比分析上.

四、教学建议

1.重视学生参与知识建构的思维过程,培养学生的科学探究能力

培养学生的科学探究能力,最重要的课程资源是教材,特别是教材中有关科学史的内容.如孟德尔的豌豆杂交实验(一)(二)、摩尔根的果蝇杂交实验、人类的色盲与正常婚配的遗传等经典材料.在学习这些内容时,注意引导学生用发现的眼睛,“再发现”科学家取得巨大成功背后所涵藏的完美的科学探究实验方法;用批判性思维的方法,“再发现”有的科学家在相关研究领域与重大发现“失之交臂”的原因.让学生亲历知识建构的思维过程,培养学生的科学探究能力,把学习生物学知识的“金钥匙”交给学生.

2.加强相近知识的对比分析,发展学生的科学探究能力

在发展学生的科学探究能力时,应特别重视学生容易混淆的相关知识(具体内容)的对比分析,让学生准确掌握知识.如实验设计思路和实验步骤的对比:实验设计思路是指进行实验的基本线索或方法,其内容比较抽象;而实验步骤是指进行实验必需操作的程序,其内容比较具体;实验步骤是实验设计思路的具体化.在进行科学探究实验时,还应注意对提出问题与做出假设、实验组与对照组、实验结果与实验结论、做出假设与实验结论等的对比分析,让学生准确掌握生物学探究实验的这些相近似、易混淆的知识,进一步发展学生的科学探究能力,提升学生的生物学核心素养.

3.总结解答科学探究能力题的一般规律,提升学生的科学探究能力

解题规律是指只要具备必要条件,就必然重复出现的解题的思维过程.通过总结解题规律,可大幅度提升学生的科学探究能力.解答科学探究能力题的一般过程包括〔以第(5)小题为例〕:

(1)梳理题干信息:如“芦笋为XY型性别决定”“阔叶是一个基因的显性突变所致”“芦笋的野生型窄叶是隐性基因纯合体,阔叶的基因型一般为杂合体”.

(2)探寻解题的突破口:如“种植户希望能在幼苗期就能区分其雌、雄”“为了探究控制芦笋叶形的基因是在X染色体上,还是在常染色体上”.

(3)迁移已储存的知识:如教材中人类的女性色盲和男性正常婚配,后代的表现型能直接反映其性别〔P色盲♀×正常♂→F1色盲♂+正常(携带者)♀〕.即后代中的色盲都是雄性、正常(携带者)都是雌性.将人类的色觉遗传向芦笋的叶形遗传迁移.

(4)选择完善答案:即芦笋后代的叶型(窄叶或阔叶)是否能直接反映其性别(雌性或雄性).而“芦笋的野生型♂与芦笋的阔叶♀”杂交,后代的叶型与性别是否直接联系能满足题意.

参考文献:

[1].普通高中生物课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003,8.

[2]吴庆华,丁远毅.高考全国卷I考查科学探究能力试题的三大特点[J].中学生物学,2015(6):56.

(编辑:赵悦)

高中生物论文范文结:

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