对生物高考试题学生答题失误的教学反思|失误与挫折教学反思

　　科学探究作为发现科学事实、揭示科学规律的过程和方法，在生物科学教育中有着重要的地位。伴随着高中新课程改革的推进，在高中生物学教学过程中倡导探究性学习的理念得到广大高中生物教师的普遍认可和接受，经历了几年新课程改革实验洗礼的学生，他们的科学探究能力是否也随着新课程的实施而得到提高了呢？
　　通过调研，我们发现：整体上，大多数学生思维活跃，追求新颖，敢于质疑，勇于探索，对于生物科学探究的一般过程和步骤了然于胸；但在深层次的思考和规范性的操作等方面与课程标准对科学探究能力的要求还有较大的差距，特别是应用所学知识解决新情境中实验问题的能力明显不足，表现在不少学生不能对实验现象进行分析、不能对实验结果作出合理的预期等。从2009、2010年福建省高考理综试卷第26―Ⅰ学生在答题中暴露出的问题表明：我省中学生物学科的实验教学仍然较薄弱，学生探究性学习的能力有待进一步加强。
　　2009年理综高考福建卷26―Ⅰ试题如下：
　　26―Ⅰ.根据要求回答下列问题：
　　右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计、活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
　　实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。
　　（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
　　
　　（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ，这是控制实验的变量。
　　（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：
　　
　　（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是： （用“”表示），则假设成立。
　　2010年理综高考福建卷26―Ⅰ试题如下：
　　26―Ⅰ.回答下列问题题：
　　Ⅰ.东海原甲藻（简称甲藻）是我国东海引发赤潮的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特征可为认识赤潮发生机理提供重要信息。
　　（一）某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验：
　　将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组甲藻pH分别设定为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12h，然后在适宜光照等条件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实验结果绘制成下图。
　　（1）本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定吸收量来计算净光合速率。
　　（2）黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到，这是控制实验的变量。
　　（3）若甲藻长时间处于pH10.0条件下，甲藻能否正常生长繁殖？ 请据图分析并说明原因：。
　　（二）研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的最适宜温度为15℃~30℃；当温度为9℃和33℃时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在右图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。
　　 一、试题分析
　　（26―Ⅰ）此题以酵母菌在不同条件下的呼吸作用情况为知识背景，要求考生根据题目设定的假设，完善实验设计、步骤，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理，考查对照实验、实验变量的确定和实验原则等方面的内容。分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则等，因此①处应填：不加入石蜡油，②处应填：加入10g活性干酵母。B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样来控制实验的自变量。要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C，因此应设计成空白对照，即：③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，④不加入活性干酵母。因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，装置A、B、C温度大小关系是A>B>C。
　　本题主要考查学生的实验探究能力，对呼吸作用相关知识的要求并不高，但要求具备一定的探究实验能力。
　　（2010.26―Ⅰ）此题以光合作用、呼吸作用和赤潮为知识背景，重点考查学生“具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理”的科学探究能力。
　　净光合速率的观察指标有氧气释放量、二氧化碳吸收量、淀粉的产生量。由题意可知本题是为了探究pH对甲藻光合作用的影响，所以pH值是自变量，且开始时pH分别设定为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，但是黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，作为实验的自变量要保持稳定，才能说明不同实验组所出现的实验结果不同是由自变量不同引起的。所以，在测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到原设定pH值。从图中可以看出在pH=10.0条件下，净光合速率为负值，所以甲藻不能正常生长。
　　根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为15℃-30℃，在这个温度范围内净光合速率必须大于零；最适温度为25℃左右，所以在25℃曲线达到最高点；当温度为9℃和33℃时，甲藻不能正常生长繁殖，在9℃和33℃时，净光合速率必须小于或等于零。
　　二、学生的答题失误及原因分析
　　（2009.26―Ⅰ）第（1）小题：考查考生设置对照实验的技能。考生的答题情况较好，但是依然有不少考生对于对照的原理与方法没有真正理解，仅停留于对表面形式的记忆，因而无法在实际情景中准确分析、作答。例如，认为“加入10克活性干酵母”的对照是“加入10克活性湿酵母”；“加入石蜡油，铺满液面”的对照是“加入石蜡油，不铺满液面”，或者“加入清水，铺满液面”。
　　第（2）小题：根据实验的假设――“酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多”，实验应围绕“探究比较有氧或无氧条件下的呼吸作用放出的热量的多少”展开设计，试验中控制氧气就是控制自变量。因此，煮沸的主要目的是“去除氧气”，但是，不少考生不能根据题干给出的实验假设进行分析，认为“葡萄糖溶液煮沸的主要目的”是“灭菌”，或“减少呼吸”、“减少误差”等。
　　第（3）小题：考查考生设置对照实验的技能。增加一个装置C的目的是要测定装置B因呼吸作用引起的温度变化量，因此，装置C应该是装置B的空白对照。一些考生没有注意到装置C的目的，对对照实验的方法原理不理解，回答“加入240ml煮沸后冷却的蒸馏水”。
　　第（4）小题：比较有氧呼吸（装置A）、无氧呼吸（装置B）以及空白对照（装置C）状态下保温瓶中温度的变化。由于考生对对照的原理与方法没有真正理解，设置的对照实验有误，致使此处不能准确判断三者的温度变化大小关系。
　　（2010.26―Ⅰ）第（1）小题：考查光合速率即因变量的表示方法，准确的答案应该是“二氧化碳吸收量”或“淀粉的产生量”。此题考生的答题情况较好，但还有少数学生答“无光照时CO2的吸收量”、“CO2释放量”等，前者是思维错误，后者可能是笔误的原因造成的。
　　第（2）小题：考查自变量的控制。对于第一问，学生普遍能读懂题意，但表述能力欠佳，错答为“不同pH梯度的范围内”、“原始pH”、“初始pH”、“实验所需的pH”、“比预定偏高一点”，没有体现出“分组设定后的pH值”的意思。第二问正确的答案应该是“自”变量，但不少考生错答为“因变量”、“单一变量”、“无关变量”，显现出学生对实验中“自变量”、“因变量”、“无关变量”等相关概念间的关系还十分模糊。
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　　下面是几种典型的错误：
　　①“光合速率小于呼吸速率，呼吸作用产生的酒精、乳酸会导致腐烂，影响正常生长繁殖。”（没有依据题干提供的信息进行分析作答，而是把课本的知识机械套用。）
　　②“pH=10.0条件下，净光合作用速率小于呼吸作用速率。”（不能理解题干提供的“净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率”这一生物学原理，胡乱作答。）
　　③“呼吸速率大于光合速率，甲藻产生的O2不够自己呼吸用。”（对呼吸作用与光合作用的实质不清楚。）
　　④“不能进行光合作用，无法获得营养物质。”（叙述不准确。）
　　⑤“影响酶活性。”（没有分析为什么不能正常生长繁殖。）
　　第（4）小题：考查“赤潮”产生的原因，试题按道理来说不难，但却成为本卷难度最大的题目，说明考生对于全球性的环境问题“赤潮”这种海洋有害生态现象的发生机理不清楚。考生回答的答案五花八门，最常见的错误回答是与是海水的“CO2浓度”有关，此外，还有“营养”“污染”“含氧量”“盐浓度”“O2释放量”“无机盐”“营养丰富度”等答案。
　　第（二）题：要求考生根据题干提供的信息在右图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线，考查考生“对实验现象和结果进行解释、分析和处理”的能力及摄取有效信息的能力，得分率不高，常见的错误表现为对适宜温度、最适温度、不能正常生长繁殖的温度所对应坐标轴的关键点把握不准。
　　三、反思
　　两道实验探究试题涉及的知识背景学生并不陌生，都是学科主干知识，其中2009年的第26―Ⅰ是以必修模块1《分子与细胞》中“探究酵母菌的呼吸方式”为素材经改造而成的。在平时教学中，如果考生有做过“探究酵母菌的呼吸”的实验，解答本题就会显得得心应手了。但我们看到的却是考生生搬硬套的“对照”和受思维定势控制的解题思路，体现出考生生物实验探究能力的缺失与不足。2010年的第26―Ⅰ也是以考生熟悉的光合作用和呼吸作用的知识为背景命制的，但学生“对实验现象和结果进行解释、分析和处理”能力明显不足，表述缺乏科学性和规范性。可是，考前我们的老师可花了大量时间和精力在实验复习上的呀！我们将实验分为“学生实验”、“经典实验”、“课外实验设计”等专题，进行归类复习并且分题型进行强化训练；我们还向学生传授了不少解实验试题的技巧和方法，如：对照实验一定要遵循单因子变量原则和等量原则，只能有一个变量不同，其他都要相同等，并提供了实验设计的“三步曲”……在理科综合模拟测试中我们也是每次都要考实验题。可以说我们把该讲的都讲了，把可能考的实验题型都做遍了，可我们的学生为什么就不开窍，迁移能力怎么那么差，试题的情景稍微改变一下而已，他们就“手忙脚乱”，不知道如何作答了呢？问题到底出在哪？问题的根源在于：第一，我们用讲实验、做习题代替学生实验，致使学生缺乏感性认识，难于获得实验技能和经验，对于对照的原理与方法没有真正理解，停留于对表面形式的记忆，遇到新情景时没有可借鉴的经验，自然无法在实际情景中准确作答；第二，将探究实验变成验证实验来做，弱化了学生探究意识和探究能力的培养；第三，实验课上学生“来去匆匆”；有的学生到了实验室还不知要干什么，下课铃响了，不少学生还没完成实验，实验后的分析、总结与反思就不了了之；这样的实验教学，其效果可想而知；第四，老师习惯用自己的思维过程代替学生的思维过程，致使学生独力思考意识淡薄，依赖性逐渐增强，分析综合能力日渐不足。
　　四、教学建议
　　生物科学不仅仅是一堆事实和理论，更是一个过程。那种轻过程、重结果的做法是错误的。作为生物学科教师应更新教学观念，克服畏难情绪，真正重视和加强实验教学。要让学生动手参与实验活动，要对课本上的实验从目的和原理入手，在理解实验原理的基础上去把握实验的实施方案（如实验材料的选择、实验仪器使用、反应变量的确定和控制、实验步骤设计等），并能够根据自己所学的有关理论对实验进行必要的改进、改编，进行变式练习。只有在实验过程中获得鲜活的感性认识，才能获得实验技能和经验，遇到新情景下的实验才有可借鉴的经验，也才能设计出正确的实验方案。要加强科学方法和科学思想的训练，重视科学探究的思维过程，了解科学家一般的研究过程，充分利用课本上提供的科学史的一些实验，如孟德尔的遗传实验所揭示的假说―演绎法等，让学生理解科学探究的一般步骤，培养学生观察现象、发现问题、提出问题、解决问题的能力。
　　（责任编辑：陈欣）
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