高考生物“遗传学实验设计”题试题分析与教学启示

高考生物“遗传学实验设计”题试题分析与教学启示 2016、2017年高考新课标全国卷生物非选择题必做题部分都考到了“遗传学实验设计”题。这两年的遗传学实验设计题在命题方面有哪些特点？从中我们可以得到哪些启示？如何帮助学生突破这一难点？带着这些问题，本人从多个角度，对这两道实验设计题进行了较为深入的比较研究。 一、2016、2017年新课标全国卷“遗传学实验设计”题试题分析 （一）不同点 1. 在考查内容、实验方法、实验类型、考查要求等方面有差异，具体见下表： 2. 两题在问题设置方式上也有明显差异。2016年第32题有（1）、（2）两小题，第（1）题为第（2）题作好了铺垫。2017年第29题尽管也有（1）、（2）两小题，但这两小题就相当于是2016年第32题的第（2）小题，而且第（1）题“简要写出实验思路”远比第（2）题“预期结果及结论”难度要大。起步就难，许多考生无从下手，空白卷大大增加，因而导致该题得分率极低。 3. 两题题号顺序不同，影响了考生对整套试卷的答题效果。2016年“遗传学实验设计”题是理综全卷第32题，是必做题的最后一题； 2017年“遗传学实验设计”题是理综全卷第29题，是生物必做题第一题。 （二）相同点 1. 都能很好地体现高考对考生的考核目标与要求。具体而言，就是这两年的实验设计题都考查了生物学科对考生的四种能力。 （1）理解能力。两道题目都需要考生在理解所学知识的基础上，把握知识之间的内在联系，如，2016年第32题，要把握“基因的分离定律、伴性遗传”等知识之间的内在联系，2017年第29题，要把握“DNA和RNA的化学组成、病毒的培养、同位素标记”等知识之间的内在联系。此外，两题都要求考生用文字表述实验方案，预期实验结果等，这些都是对考生“理解能力”的考查。 （2）实验与探究能力。2016年第32题，很好地考查了考生“运用所学的实验方法（杂交实验法）和技能，按照要求设计生物学实验来验证生物学事实（证明同学乙的结论），并能够对实验结果进行解释和分析，以及根据实验结果得出结论（对同学甲的实验结果进行分析，得出结论）”的能力。2017年第29题，要求考生“对结论未知的问题进行探究（是DNA病毒？是RNA病毒？）”，并在这个前提下“作出假设和预期、确认变量、设计可行的研究方案、预期结果、分析结果得出结论等”。两题相比较，2017年第29题，对考生的实验与探究能力要求更高。 （3）获取信息的能力。这两道高考题文字信息量大，要求考生“能够正确解读题目，准确获得所需信息。” （4）综合运用能力。这两道高考题都有具体的情境，如，2016年第32题以甲乙两同学的果蝇杂交实验为情境，2017年第29题是以一种新型病毒类型的研究为情境，要求考生“能够运用学过的生物学知识和观点，在新的情境中解决一些与生物学有关的实际问题”，考查了学生的综合运用能力。 2. 都能充分体现“以学科核心素养为导向”的命题思想。普通高中生物学课程标准（2017年版）提出了生物学科核心素养，即：“生命观念、科学思维、科学探究、社会责任”。这两年的高考遗传学实验设计题，在四大核心素养方面均有考查，特别是在“科学思维和科学探究”方面更是体现得淋漓尽致，充分体现了高考“以学科核心素养为导向”的命题思想。 二、教学启示 （一）立足核心素养，培养学生的科学思维能力 例如，在讲评2016年第32题时，我们可以引导学生通过审题，弄清问题的背景（果蝇灰体和黄体的遗传）、解决问题的切入点（受一对等位基因控制）、目前尚存在的问题（显隐性关系未知、等位基因所在位置未知）、解决问题的方法（用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的杂交实验）、解决问题的进展（同学乙根据其他实验得出了初步结论）以及问题探究的方向（证明同学乙的结论）等，然后通过归纳与概括、演绎与推理等思维过程，理顺上述关系，逐步建立起解答问题的逻辑思路。在教学中，我们要着力构建思维型课堂，帮助学生学会运用归纳和演绎、判断与推理、模型与建模等科学思维方法，经常性地要求学生展示思维过程，理清思维路线，形成严谨有序的思维习惯。 （二）创设情境，以问题为导向，培养学生的科学探究能力 例如，在人教版必修二第三章第一节DNA是主要的遗传物质教学中，教材中“噬菌体侵染细菌的实验”部分，尽管设置了问题串，但主要还是采用平铺直叙式，探究性体现得不够。为了培养学生的科学探究能力，我采用了如下教学方式： 1. 首先创设情境，介绍了人们对于遗传物质的早期认识，引导学生提出问题：生物体的遗传物质是蛋白质，还是DNA？ 2. 要求学生作出假设：假设1，生物体的遗传物质是蛋白质；假设2，生物体的遗传物质是DNA。 3. 学生在老师的指导和帮助下，设计实验。老师先介绍实验材料（噬菌体、大肠杆菌）、实验方法（放射性同位素标记法，如何标记噬菌体的DNA，如何标记噬菌体的蛋白质等），然后指导学生设计两组可以相互印证的实验，完成主要步骤（标记噬菌体被标记的噬菌体与未被标记的细菌混合、短时间保温搅拌离心放射性检测） 4. 预期实验结果。引导学生运用所学知识，对两种可能的假设，进行实验结果的预测。如果遗传物质是蛋白质，则被35S标记噬菌体的一组实验，上清液中放射性很低，沉淀物中放射性很高，细菌裂解后，在新形成的噬菌体中检测到35S，而被32P标记噬菌体的一组实验，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低，细菌裂解后，在新形成的噬菌体中没有检测到32P。如果遗传物质是DNA，则实验结果与上述结果相反。 5. ?M行实验，分析结果，得出结论。教师展示真实的实验结果（必修二教材P45图3-6），要求学生将预期结果和实际结果进行比较，排除