立足科学实验,考查科学探究能力
高考生物命题首先立足对理解能力的考查,检测学生对学科基本概念的掌握水平,既符合教学规律,又满足选拔要求。理解能力要求学生能够准确理解试题信息,去粗取精,把握试题核心本质,是高考能力目标考查的基础。
例如,2021年全国甲卷理科综合第1题围绕人体内有重要功能的酶、抗体、激素、核酸等化合物,考查学生对不同生物分子结构和功能特点的比较与综合;又如2021年全国乙卷理科综合第1题考查动物细胞有丝分裂不同时期染色体的行为及DNA数量的变化。这些试题紧密围绕对生物学基本概念的理解进行综合考查,旨在引导教学立足学科基础,强化概念认知,遵循教育规律开展有效教学。
高考生物着力于对实验探究能力的考查,既满足高校选才的要求,也体现中学生物学教学的培育目标。实验探究能力所涵盖的实验设计能力、动手操作能力是高考评价体系提出的“实践操作能力群”的重点,也是基础教育和高等教育重点关注的核心能力。
一是对实验操作的考查。2021年浙江卷第13题创设“制作并观察细胞有丝分裂的临时装片”的学科情境,考查不同分裂时期的特点。2021年全国乙卷理科综合第2题,以教材实验为学科情境,考查教材中实验试剂(如台盼蓝、龙胆紫、盐酸、蔗糖溶液等)的正确使用,考查实验操作能力,体现实验操作能力水平。(https://www.daowen.com)
二是对实验方法的考查。实验方法的恰当运用是实验探究过程的核心环节。2020年全国Ⅰ卷理科综合第4题设置实验目的与实验材料的对应匹配问题,考查基于实验目的选择实验材料的能力。采用特殊的染色剂对细胞特定结构或组分进行标记,将研究对象显化和示踪,是研究细胞结构和功能时广泛应用的实验技术。2020年全国Ⅱ卷理科综合第3题对细胞器、核酸、蛋白质染色剂的使用及红细胞形态观察方法进行考查,反映了标记和观察方法在科学探究中的重要性。对核心试剂作用的把握是理解实验操作的关键。2020年全国Ⅱ卷理科综合第37题考查SDS这一核心组分在聚丙烯酰胺凝胶蛋白质电泳实验中的作用,要求明确实验原理、找准核心组分,引导学生明确做实验并非仅依照步骤完成操作,还必须掌握实验原理及关键组分的作用。
三是对实验设计的考查。2020年全国Ⅰ卷理科综合第37题要求写出对淤泥中降解菌计数的主要实验步骤,第38题要求写出以小鼠脾脏为实验材料制备单细胞悬液的主要实验步骤,旨在使学生充分感受动手操作的重要性。
科学研究是科学知识、方法和能力的综合体现,渗透着科学精神和科学品质。实验探究是生物学科自然科学属性的显著表征,实验操作和探索创新是深化学科知识、强化学科能力、促进学科素养养成的重要途径,也是生物学科核心素养的重要方面。2021年河北卷第23题第(4)小题要求考生设计一个简单实验,区分、筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌,考生要利用醋酸菌是好氧菌、乳酸菌中存在兼性厌氧菌的特性来设计实验。2021年全国乙卷理科综合第29题第(3)小题要求考生以pH作为检测指标,设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在特殊的CO2固定方式,学生应通过分别检测白天和晚上液泡内的pH来进行。上述两个题目,一个属于探究实验,一个属于验证实验,这些试题不但设计思路新颖,而且也很好地考查了学生的实验探究能力。