浅谈生物高考中的开放性实验题的备考策略 ——由2017年全国新课标1卷的一道开放性实验试题谈起 安徽 陈玉洁

浅谈生物高考中的开放性实验题的备考策略

——由2017年全国新课标1卷的一道开放性实验试题谈起

安徽    陈玉洁

2017年高考生物考试大纲对考生有四方面的能力要求，即理解能力、实验和探究能力、获取信息能力和综合运用能力。其中实验和探究能力的第三条要求考生“具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。”而巧妙设计的2017年全国新课标1卷29题则侧重体现了这种能力要求。下面，围绕如何备考高考中的开放性实验题，并达到举一反三的目标，做一次全面分析。

1.原题及解析

【试题】 （10分）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。

假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）

【答案】（1）思路

甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒病监测其放射性。

乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒病监测其放射性。

（2）结果及结论

若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。

【解析】本题为开放性的实验设计题，考查的内容源于教材又高于教材，本题要求考生在审题时抓住六个关键词：①遗传物质的化学组成；②病毒；③放射性同位素标记的方法；④体外培养；⑤宿主细胞；⑥可相互印证的甲、乙两个组。解答此题需联系教材中的两个基础知识：① DNA和RNA的区别；②培养病毒的方法；需迁移教材中的一个对比实验的设计方法；需学会使用一种科学研究方法——同位素标记法；最后还需要用自己的语言把这些信息表达出来。可见，本题考查了考生的理解能力、知识迁移能力、综合运用能力和语言组织能力，新颖度高，难度较大。又加上该题位于非选择题第一题，如果考生该题没思路，不仅仅本题10分全部丢掉，也会对考生后续答题有一定的影响。

2.如何备考生物高考中的开放性实验题

2.1 重视基本概念，助力学生构建知识网络

学生解答本题时需要先储备教材上的两个知识点：1. DNA和RNA的区别。两者都含有C、H、O、N、P五种元素，所以不能用元素区分，但两者的五碳糖和含氮碱基不同，DNA 特有的含氮碱基是T, RNA特有的含氮碱基是U,所以通常用它们特有的碱基去区分； 2.如何培养病毒。病毒为非细胞结构生物，它只有一种核酸（DNA或RNA），它的繁殖必需依赖于宿主细胞，病毒侵染寄主细胞时，把它的遗传物质注入寄主细胞内，蛋白质外壳留在寄主细胞外，然后以它的遗传物质为模板，利用寄主细胞的原料、酶、场所进行复制、转录和翻译，合成出构建自身结构的原料——核酸和蛋白质，最后核酸和蛋白质再组装成子代病毒，从寄主细胞中释放出来。

由此题可见，对学生基础知识的考查，是高考永恒的主题。而教材是知识的载体，教材中的生物学概念等都具有权威性、规范性[1]。因此，在高考备考中，一方面，教师要带领学生重点复习教材中的核心概念，引导学生正确理解概念的内涵和外延。概念的内涵又叫概念的含义，教师可通过分析和提炼关键词的形式开展教学。例如“酶”的概念的内涵，教师要引导学生抓住“活细胞”、“催化作用”、“有机物”等关键词进行教学，以帮助学生准确把握“酶”的概念的内涵。概念的外延则指一个概念所概括的思维对象的适用范围， 教师可通过设计判断题的形式让学生掌握。例如“酶”这一生物学概念的外延是“一切活细胞产生的、具有催化作用的蛋白质和RNA”，教师教学时可设计两个判断题：1.一切活细胞都能产生酶；2.所有的酶都是蛋白质，学生通过对这两个题的判断掌握“酶”的概念的外延。在每个概念的内涵和外延都准确理解基础上，再引导学生构建概念图，进一步理解概念之间的区别和联系，形成清晰的概念逻辑链条。另一方面，在试卷讲评时，要经常回扣教材中的基本概念，帮助学生找到考点与知识点的联系，不断巩固基本概念。我在讲评试卷时，要求学生把几本生物教材都放在手边，当其忘记某个知识时，可迅速查找并做好标记。采取此方法，既能帮助学生及时查缺补漏，也能强化记忆，弥补了理科生怕背书的不足。学生只有在备考时掌握了这些基本概念，才能在做开放性实验试题时有“章”可循，因此，掌握教材中的基础知识是考生理解题意、做好开放性实验题的前提条件。

2. 2 重视学科历史，助力学生掌握科学研究方法、领悟科学思维

本题用到一种科学研究的方法——同位素标记法，为了检测病毒含有DNA还是RNA，先用放射性同位素H3标记碱基U和T，再分别用含放射性标记的T或U的培养基去培养宿主细胞，得到分别含有放射性标记的T或U的宿主细胞，最后让病毒分别去侵染含放射性标记T或U的宿主细胞，从而得到两组病毒，再检测两组病毒的放射性，进而确定其遗传物质是DNA还是RNA。

除了同位素标记法外，现行新课程人教版高中教材中还有多种科学研究的方法，如：假说-演绎法，类比-推理法，荧光标记法等等。而这些科学研究方法多在教材中的科学发展史的中出现。例如：光合作用的发现历程，DNA是主要遗传物质的发现，DNA的双螺旋结构的发现等。学生在分析科学发展史中前人的实验方法时，不但能掌握相关的科学研究方法，还能学会像科学家那样按规范的思路探究问题，使学生的思维变得更严谨。学生只有在备考时掌握了生物学科学研究的方法，形成了严谨的思维能力，才能在考场中有效应对开放性实验试题。因此，掌握科学研究方法、领悟科学思维是考生有效应对开放性实验题的法宝。

2.3  重视实验实操，助力学生掌握实验设计的一般过程和方法

本题题干括号中提示，本实验包含可相互印证的甲、乙两个组，这两组应该为对比实验，教材中《探究酵母菌的呼吸方式》和《噬菌体侵染细菌的实验》就是非常经典的对比实验。考生答题时，可以仿照教材中这类实验的思路来设计本实验的思路，当然，学生“模仿”的前提是掌握了教材中的实验，这就要求教师在备考时要重视实验的复习。为了让学生更好的掌握实验设计中的一般的过程和方法，能让学生自己做的实验最好让学生亲自动手做实验。

受限于我校实验场地不多、实验课时不足以及实验材料有限等因素，教师暂时无法按照考纲要求全面开展实验教学。因此，我校教师将实验装置相同的实验安排在一节或连续的几节课上，这样不仅可以有效利用实验设备、减少实验材料的消耗，还能节约课时，提高生物实验的开课率。例如：把高中教材中8个显微镜观察实验集中在2-3节课完成；把颜色反应类的实验：还原糖、蛋白质、淀粉、脂肪溶液的鉴定放在一节课内完成。针对实验材料有限的问题，教师可以引导学生利用简易装置改造实验，例如探究酵母菌的呼吸方式，可以用气球套在装有酵母菌培养液的矿泉水瓶子口上，通过观察气球体积的变化，判断细胞呼吸的方式。在学生亲自动手操作实验时，自己要去解决怎样控制自变量、无关变量，又怎么去检测实验结果等问题，不但能让学生熟练掌握该实验的过程和方法，还能培养学生实验动手能力和解决问题能力，而这些是学生做好开放性实验题的关键。

2.4 重视习题训练，助力学生提高书面表达能力

本题是完全开放的实验题，实验思路和结论不是填空式的，没有任何提示，有的考生可能会无从下手，这就是题目的难度大的原因。有的考生或许有思路和方法，但如果不能用简洁的语言准确的表达出来，也会影响得分。究其原因，既与学生自身的基础的有关，也与备考中针对性的训练较少有关。

习题是训练学生书面表达能力的最主要工具，而填空、简答和问答类题目对规范书写方式、提高学生的生物学语言表达能力提供了极好的训练机会。教师备考时应有意识地引导学生多做这类题目，依据题意逐步分析，找准题目中的关键词，答题时尽量从教材中汲取语言，能写多少写多少，写好答案后再和标准答案对，比较差异，矫正自己的思维和表述的错误。切忌直接抄答案，更不能感觉差不多就行了，根本不写。教师如果能通过专项训练，及时批改后有针对性的对学生指导，效果会更好。否则，“茶壶里的饺子倒不出来”，当然拿不到分。 

总之，考生要想在高考中做好开放性的实验题，掌握基础知识是前提，掌握基本实验方法和技能是关键，还要通过多动手练习才能正确理解和准确表达。

参考文献

[1]邱岸英  例谈生物考前复习回归教材的技巧   《中学生物教学》   2015（6）： 57

[2]刘荣   以实验装置为依据整合高中生物实验教学  《中学生物教学》  2016（8）：20