高中生物學實驗能力紙筆測試命題的素材選用策略

周炳渠

摘要：闡述了高中生物學實驗能力紙筆測試命題的素材來源、素材整合及素材選用原則。

關鍵詞：高中生物學;實驗能力;紙筆測試;命題素材

中圖分類號：G633.91文獻標志碼：B

高中生物學實驗是培養學生生物學學科核心素養的重要途徑。生物學實驗有助于學生理解和內化生命觀念、訓練科學思維、養成科學探究的態度和技能，還有助于學生增強承擔社會責任所需的意識和能力。

生物學實驗能力考查的主要形式是操作考試和紙筆測試。命題就是根據測量目標和考生實際，選擇合適的情境材料，設計具有思維能力的問題。在紙筆測試中，以真實的實驗情境為素材考查實驗能力，是高中生物學學業成就測量的有效途徑。下面以浙江省高中學業水平考試（以下簡稱“學考”）近三次（2018年6月、2019年1月、2019年6月）的試卷為例，闡述高中生物學實驗能力紙筆測試命題的素材來源、素材整合及素材選用原則。

1素材來源

1.1教材的學生實驗

學生實驗是最主要的素材來源。根據《浙江省普通高中學科教學指導意見·生物》（以下簡稱“教學指導意見”）的教學要求，“浙江科技出版社高中生物學教材”（以下簡稱“教材”）的3個必修模塊中，要求組織的學生實驗共有12個。近三次考試考查了12個學生實驗中的9個，試題共10題，共計24分，題分占試卷總分（70分×3）的11.4%（表1）。

1.2教材的演示實驗

教學指導意見要求的演示實驗共2個，酶的催化效率和乙醇發酵實驗。在2019年6月的學考中考查了“乙醇發酵實驗”。

[例1]（201906）在“乙醇發酵實驗”活動中，以酵母菌和葡萄糖為材料，用澄清石灰水檢測C02，裝置簡圖如圖1所示。下列敘述錯誤的是__（）

A.甲溶液為澄清石灰水，乙溶液為酵母菌和葡萄糖混合液

B.澄清石灰水變渾濁，說明酵母菌在無氧條件下會產生CO2

C.若向混合液中通入空氣，酵母菌的乙醇發酵速率會減慢

D.若水浴溫度過高使乙醇的生成速率下降，其原因是乳酸脫氫酶活性下降

參考答案：D。

1.3教材的經典實驗

教材介紹的生物科學發現史上的經典實驗共有20處，近三次考試涉及的試題共11題，共計19分，題分占試卷總分的9.0%（表2）。

1.4高校教材的學生實驗

高校教材的學生實驗科學性強、操作規范，是良好的試題素材。當然在選擇時，要基于高中的知識基礎和實驗能力考查目標，在試題編寫時要作必要的知識補充。2019年6月學考的一道非選擇題，選用了“利用希爾反應測定葉綠體活性”的實驗素材，考查了對實驗方案的理解能力，特別是對實驗原理的理解和對實驗變量的控制。涉及的主要知識條目是光合作用過程和滲透作用。

[例2]（201906）希爾反應是測定葉綠體活力的常用方法。希爾反應基本原理：光照下，葉綠體釋放0：，同時氧化型DCIP（2，6一二氯酚靛酚）被還原，顏色由藍色變成無色。DClP顏色變化引起的吸光率變化可反映葉綠體活力。研究小組利用菠菜葉進行了葉綠體活力的測定實驗。回答下列問題：

（1）制備葉綠體懸液：選取10g新鮮的菠萊葉加入研缽，研磨前加入適量的0.35mol/L NaCl溶液和pH7.8的酸堿緩沖液等;研磨成勻漿后，用紗布過濾，取濾液進行__，分離得到葉綠體;將葉綠體置于__溶液中，以保證葉綠體的正常形態，獲得葉綠體懸液。

（2）測定葉綠體活力：分組如下，并按表3加入試劑;測定各組吸光率。

①希爾反應模擬了光合作用中__階段的部分變化，該階段在葉綠體的__中進行。氧化型DCIP在希爾反應中的作用，相當于__在該階段中的作用。

②煮沸處理后，需向2號試管中加入一定量的__，以保證各試管中液體的量相等。

③3號試管的作用是__。

參考答案：（1）離心0.35mol/L的NaCl（等滲）

（2）①光反應

類囊體膜NADP⁺②蒸餾水③測定該濃度葉綠體懸液自身的吸光率作為對照

1.5高校教材中的科學發現實驗

高中教材中的絕大多數理論是基于科學實驗發現的，限于篇幅和教學要求，教材沒有介紹相應的發現史。基于考查目標，可選擇與高中教材知識點相關的發現史作為命題素材。例如，卡爾文循環的發現、ATP合成的化學滲透假說的實驗、促胰液素的發現等。在3次學考中未曾采用這種來源的素材，但在高考題中經常出現。

此外，公開發表的科研論文、學生的實踐活動報告等，也可以作為命題的素材，但由于可能會引起科學性和考試公平性的爭議，在素材的選用和加工中要十分謹慎。

2素材整合

2.1以單個實驗為試題素材，以選擇題形式考查單項實驗能力

[例3]（201806）1913年，丹麥植物學家波森·詹森為證明促進生長的物質由苗尖端向下傳遞，進行了實驗。其中一組實驗的設計如圖2所示，另一組是（ ）

參考答案：B。

解析：本題以教材經典實驗為素材，主要考查了學生根據實驗目的設置實驗變量的能力。為減少識記性知識的干擾，題干己清楚告之實驗目的。

2.2以單個實驗為試題素材，以選擇題形式多角度考查實驗能力

[例4]（201806）在進行“驗證活細胞吸收物質的選擇性”活動中，某同學將玉米粒縱切，其中剖面結構如圖3所示。下列關于該活動的敘述，錯誤的是（）

A.煮過和未煮過籽粒部位①的著色基本相同

B.用沸水煮籽粒的目的是殺死部位②細胞

c.籽粒部位②的著色，煮過的比未煮過的淺