2012年高考新课改区生物实验设计好题赏析，本文主要内容关键词为：新课改论文,生物论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中生物实验设计题长期以来都是高考中的高分值试题，也是高三一线教师尤为关注的一道亮丽风景线。2012年全国高考已经落下帷幕，纵观新课改区高考试题，笔者欣喜地发现，好题连连。现择其极具代表性的几道试题，与同行共享。
一、紧密联系生活实际，凸显新课程理念
试题1[广东卷第29题（16分）]：食品种类多，酸碱度范围广。生物兴趣小组拟探究在食品生产应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献，得知：
1.pH值对不同蛋白酶的活力影响有差异
2.该蛋白酶的提取工艺流程如图2所示。
兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH值进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH值在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH值进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。
参考答案：探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH值（见下表）。
赏析：该试题以蛋白酶在食品生产中的应用为题材，用曲线图、工艺流程图结合文字形式制造情境，考查酶活性的影响因素、酶活力的表示方法及实验设计中的自变量分析、记录表的设计等，考查运用有关酶的知识以及实验设计的相关理论和方法解决生产生活中的具体问题的能力。
该试题设问仅2问，从易到难，呈现出一定梯度，并且第2问的探究实验设计设问一改以前的传统套路，不去直接考查实验步骤、结果结论等，而是拟定课题名称、设计实验结果记录表，设问新颖，体现高考试题考查的互补性。该试题答案简洁明了，相对唯一，有利于高考公平阅卷和判分。
第1问要求学生根据曲线图（图1）提供的信息（木瓜蛋白酶活性对pH值变化耐受范围最广）和文字信息（食品种类多，酸碱度范围广），直接作答，相对简单。第2问的设计实验有一定的难度。课题名称的拟定，要抓住题干中“达到最佳提取效果”、“对酶保护剂浓度、提取液pH值进行优化”这样一些关键信息，因此，要同时考虑酶保护剂浓度、提取液pH值这2个因素对酶活力的影响，也是实验的自变量，这样课题名称自然就是“探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH值”。表格的设置要抓住2个自变量对应1个因变量，属于典型的双因子实验，因而可以是横栏设置一个自变量，竖栏设置另一个自变量，表格的左上角可以设置因变量。需要特别注意的是2个自变量的正确取值范围。
该试题材料和情境考生熟悉亲近，来源于生活而又高于生活。这种与考生生活实际紧密相连的试题，让学生很容易入题，因而即便有信息获取和实验设计的能力要求，但总体难度不大，考生容易得分，因而凸显了“注重与现实生活的联系、倡导探究性学习”的新课改理念。
二、创新实验设计及考试模式，实现试题生态化
试题2[新课程全国卷第32题（8分）]：某草原上生活着鹿、兔、狼和狐等生物，雄鹿有角，雌鹿无角，通常情况下这种鹿的雌雄个体分群活动（生殖季节除外），有人提出“鹿角效应”假说解释这种同性聚群现象，即一群形态相同的食草动物能迷惑捕食者，降低被捕食的风险。回答下列问题：
赏析：该试题以学生熟知的草原生态系统为题材，以同性聚群现象为背景，综合考查种群、群落等基本概念的理解及模拟实验的设计、分析等知识，并以“鹿角效应”为探究点，考查考生的分析探究能力。材料、设问新颖别致，令人回味无穷。
首先，材料新。同性聚群现象、“鹿角效应”、模拟实验中的狗、项圈和棍棒实验都是考生没有接触过的，也是不可能想到的。其次，将考查常规实验设计的模式改为考查模拟实验。虽然教材上也有模拟实验，如性状分离比的模拟实验，血糖调节的模拟实验，但平时真正训练这方面内容的题目不多。再次，迷你实验设计新颖。用项圈或棍棒来代表外形不同的雌鹿或雄鹿，让狗去捕食，来探究“鹿角效应”假说成立与否，使人耳目一新。最后，也是最大的亮点还在于让学生进行“二选一、三选一”的填空，既考查了考生的分析探究及理解能力，又进一步降低了学生答问的难度，体现了新课改的基本理念和《考试大纲（新课标）》的总体要求。这种在人才选拔的国家考试中体现以人为本、和谐考试的生态化新题还难得一见，值得提倡。
该试题一共设置3问，前2问只要求学生理解种群、群落的含义，难度不大，也容易得到答案。但第3问除了要很好地理解“鹿角效应”的含义外，还要求有较强的实验设计和分析能力，包括实验分组、设置对照、控制无关变量以及实验结果的预测、分析等。假说内容为：“一群形态相同的食草动物能迷惑捕食者，降低被捕食的风险。”反之，一群有2种形态的食草动物更容易被捕食。用项圈或棍棒来代表外形不同的雌鹿或雄鹿，让狗去捕食，3组实验中，甲、乙2组猎物形态相同，丙组猎物形态不同，若甲、乙2组猎物不容易被捕食，狗更难叼回，而丙组猎物容易被捕食，狗容易叼回，说明符合假说。明确了这一点，答案就不难得出了。
三、图形信息与实验分析相结合，蕴含较高的能力要求
试题3[北京卷第29题（18分）]：为研究细胞分裂素的生理作用，研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中（图3）。对插条的处理方法及结果见图4。
赏析：该试题以菜豆幼苗为实验材料，对细胞分裂素的生理作用进行实验探究、设计和分析，题干文字简洁，干脆利落，甚至只有一句话，这对于一个赋分18分的高考大题来说，在以往的试题中恐怕是不多见的。该试题附图2幅，1幅是实验操作过程图，1幅是实验结果图，审题的主要信息和解题的重要突破口就蕴藏在这2幅图中。命题者倾向用图的形式提供信息，让学生有更多的时间思考，不仅符合生物学科的特点，而且体现了新课改的思想及考试大纲的要求。
该试题共设置了6问，6问的逻辑关系以及试题难度层层递进，环环相依，既符合学生的思维顺序，又满足了不同层次学生能力的释放。这6问的设置大致可分为4个梯次：第1个梯次即第1问，考查植物激素的定义，属于记忆层次。第2梯次即2、3、4问，考查对实验材料的处理、培养液的选择、实验变量的处理及实验结果的分析等。其中，前2项直接告诉学生处理材料的方法，让考生分析原因，后2项要求考生从图中读懂实验处理及其对应的柱形图结果。这种设问方式明显照顾到了试题的坡度。第3个梯次即第5问，考查B叶的生长与A叶的关系，这需要考生在对前面设问正确理解的前提下才能找到正确答案，能力要求较高。第6问是最高梯次，也是该试题最大的亮点，它是在5问得出的结论基础上进行机理分析和推测，再对此推测进行验证，难度很大。与传统的实验设计要求写大段文字步骤或者用文字叙述实验设计思路不同，该问以选项的形式出现，让人觉得耳目一新。
该试题考查的知识点主要涉及植物激素的产生部位、作用、含量；植物的生长与叶面积大小、培养液营养物质多少的关系；营养物质的运输形式、实验变量与对照等。能力要求主要包括获取信息的能力、实验与探究能力等。
该试题虽然属于常见的重要的考点，学生平时也有类似的训练，但对学生能力要求还是很高，很多学生反映没读懂题意，存在审题困难，说白了还是上述2方面的能力欠缺。
就获取信息能力而言，该试题要求从图4中获取2点重要信息：一是变量问题。实验目的是研究细胞分裂素的生理作用，细胞分裂素自然是自变量，但结合图4，该题的自变量有2个：细胞分裂素处理叶片A还是叶片B的不同、A叶片的数目不同；图4的纵坐标很明确地确定因变量是B叶面积的相对值（即B叶片生长情况）。如果考生没有找出其中的自变量，或审题时漏掉其中1个自变量，就会导致答题错误。二是对照问题。根据图4，该试题设置了2种类型的对照：组与组之间的对照，即Ⅰ与Ⅱ的相互对照，Ⅱ与Ⅲ、Ⅲ与Ⅳ的空白对照；组内的空白对照，即Ⅰ组内部实验组对A叶片用细胞分裂素处理，Ⅱ，Ⅲ组内部实验组是A叶片数量的变化。由于存在2个自变量及2种不同情况的对照，属于很复杂的双因子实验，考生审题不清，就会陷入思维混乱，无法得出正确答案。
就实验与探究能力而言，该试题除了考查上述变量和对照问题的思维分析以外，还考查如何控制无关变量，如第2问中扦插时除去根系和插条以及插条插在蒸馏水中而不是营养液中培养的原因，都是为了排除根系、插条、营养液等各种因素对实验结果的干扰。第6问要求对整道试题有深入的理解，并在此基础上找到架构起实验目的、实验操作处理及检测手段的桥梁。涂抹什么物质？涂抹在哪里？最后检测哪里的放射性？物质是以大分子还是小分子形式运输的？这些都是考生所必须考虑的操作处理。
此外，该试题还对学生的思维能力和语言表达能力提出了较高的要求。如3、4问，考生若不能理解什么是“实验处理”、“对照处理”及它们与因变量之间的关系，就谈不上表达。这里的“实验处理”是对Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ4组所进行的自变量处理，既包括“用细胞分裂素分别处理A，B叶片”，又包括“不同插条上去除不同数目的A叶”。“对照处理”既有Ⅰ组内部的空白对照处理，又有Ⅱ，Ⅲ内部叶片数量的空白对照处理。
四、多角度综合考查考生的思维与推理及遗传题实验设计能力
试题4[山东卷第27题（14分）]：几种性染色体异常果蝇的性别、育性等如图5所示。
赏析：该试题以果蝇染色体异常结构图为信息载体，多角度综合考查减数分裂、分离定律和自由组合定律、伴性遗传、变异、基因与性状的关系以及遗传实验设计等知识内容，同时也多角度考查考生的理解能力、信息转换能力、鉴别能力、推理能力、计算能力以及实验设计能力等。
该试题选材依然是学生熟悉的果蝇，试题共设置4问，对考生的知识和能力要求依次提高，难度逐渐增大：前2问由正常减数分裂考到异常减数分裂，2、3问由1对基因考到2对基因，3、4问由基因型、表现型的推导考到实验设计，体现出了命题人对试题结构层次以及试题区分度的良好把握，既面向全体学生，又考虑到高考的选拔功能，也符合新课改的基本要求。
该试题的亮点之一是以结构图的形式呈现信息，要求学生能够准确从中提取以下3方面的信息：其一，果蝇的性别问题（只跟X染色体有关，双倍X为雌性，单倍X为雄性，与Y的有无没有关系）；其二，果蝇的育性问题（XXY可育、XO不育）；其三，果蝇的致死情况（XXX、OY死亡）。在解答第2问时必须同时用到这些信息，如果忘掉XXX的个体会死亡，则第2问最后一空就可能回答错误答案
，这也是正确解答该试题的难点之一。
部分考生虽能提取信息，但是对自己提取出的信息表示怀疑，这主要是受教材XY性别决定知识的“干扰”和“影响”，殊不知教材讲的是一般规律，而这里提供的信息，是特殊情况，是对教材知识的拓展，需要考生具有较高的鉴别能力，这是该试题的难点之二。
该试题的亮点之二就是最后一问：遗传实验设计。难度较大，对考生的逻辑推理能力、实验设计能力、思维能力以及语言表达能力要求较高。考生必须分析出3种可能情况下的亲本基因型：若白眼雄果蝇的出现是由环境改变引起的，其基因型仍为
；若是由亲本基因突变引起的，则其基因型为
；若是由于第3种原因引起的，则其基因型为
只有分析出了3种情况下亲本的基因型，才可以确定选用何种杂交方式，从而确定是何种原因引起。