田子琳
陕西省西安中学 710000
(2017全国Ⅰ,29)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。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)
本题考察学生根据已有材料设计实验,并进行结果的预期和结论的阐述,与生物学核心素养的科学探究素养极为贴合。囊括《普通高中生物学课程标准(2017版)》中要求的前三个层次。分析得知本题的难点有四:第一,对于病毒相关知识的考察。包括DNA病毒和RNA病毒的组成区别、病毒生活和繁殖方式的特点。第二,对于快速阅读资料,抓住并理解核心文字,联系已有知识的考察。第三,对于设计实验过程中自变量因变量的挖掘的考察。第四,对规范的文字表述的考察。本题在高考中占分为10分,难度非常高。
笔者所任教班级中的10班和11班为两个同层次班级,在讲解过程中,发现在10班讲解时学生理解较为吃力,引导不畅,收效一般;在11班上课之前做了一定改进,优化了引导过程,让学生的思路更加流畅,从而在课堂上更好地推进了探究思维的训练。
一、10班习题讲解部分实录:
师:大家能否说出这道题想让我们回答什么?
生:设计实验证明病毒是DNA病毒还是RNA病毒,写出预期结果和结论。
师:给定材料是什么?
生:体外培养的宿主细胞等,应该还有病毒。
师:题目中还有什么样的限定条件吗?
生:(仔细找后)宿主细胞里不会发生不同碱基的相互转换,而且题目规定实验方法是同位素标记法。
师:很好,那大家能不能想到DNA病毒和RNA病毒有什么不同?若用同位素标记法,应该标记什么物质?
生:标记DNA或者RNA、也可标记核糖或脱氧核糖、T或者U。
师:题目有没有提示?
生:(仔细找后)宿主细胞里不会发生不同碱基的相互转换……那就标记T或者U。
师:很好,我们已经解决了一个很大的问题,接下来思考一下病毒能否直接吸收环境中的营养物质?那标记病毒应该怎么标记?
……
二、11班习题讲解实录:
师:这道高考题比较难,我们一步步来分析。首先大家通过阅读题干,已经知道了这是一道实验设计题,让咱们设计实验验证病毒类型,写出预期结果和结论。大家认为题干中还有哪些重要信息?
生:(七嘴八舌)探究是DNA病毒还是RNA病毒,实验设计甲乙两组要能互相验证,要用同位素标记法来做……
师:好,大家一定要在审题的时候把题干重点信息都画出来。
题干要求你设计什么类型的实验?
生:对照实验。
师:做实验设计类题目时,首先我们必须找到实验的自变量和因变量,这样我们才能在实验关键变量的基础上设计实验。
生:(讨论后)自变量是不同病毒遗传物质不同,因变量……(七嘴八舌,较难统一。)
师:好,这道题的难点就是因变量较为隐蔽,一旦找到因变量,也就找到了实验方法。那我们可以换个思路,在题干中及我们已有知识中找到区分两种病毒的方式。提示:题干中刚刚大家已经找出实验技术要用同位素标记法。
生:(个别恍然大悟)标记病毒!标记两种病毒的不同碱基!然后观察放射性!
师:很好,问题来了,如何标记病毒?是先标记病毒再观察该病毒吗?
生:(讨论后)用含放射性T或者U的培养基先培养两组宿主细胞,再将病毒接种上去,最后观察两组的自带病毒是否带有放射性。
师:非常好,大家来一起对语言进行规范表述。注意一般情况下对照实验的实验思路的表述方式都为分组描述;预期结果和结论的表述方式是“若+某结果,则+某结论。”
生:(继续规范其答案)
……
三、分析与反思:
学生面对实验设计题,第一反应就是畏惧。对照班采取用问题引导学生一步步在题干中找出信息、像“拼图”一样构建实验方法的讲解方式。这种方式下学生的思维较为流畅,能培养学生认真审题、从信息中找出出题者指向的习惯,但很多同学课后的反应是“为什么老师您一讲我就可清楚了,我自己做又不会了?”所以实验类题目解题时必须在讲题时渗透做题的一般规律,而此规律也是科学探究的内在规律。笔者有如下总结:
第一,在讲题过程中渗透实验题的一般解题规律。就本题而言,实验设计题的做题首要任务就是找到实验目的,找出或思考实验原理,确定自变量和因变量。探究类题目的预期结果和结论的一般表达方式:“若+某结果,则+某结论。”而验证性实验的预期结论就是实验目的中要验证的已知事实,实验现象的预期也是唯一的。
第二,对于开放性的主观题,放开手让学生自己去说和去写,然后再去规范学生的表达,让学生慢慢学会用科学、精准的语言去表达自己的结论,这是科学探究素养水平四的要求,即最高要求,近年来的新课标全国卷生物高考试题中也反映出这一考察趋势。
第三,以高考热点促进学生重视实验题训练。
实验探究类题目现在是每年高考的热门题型,教师在上课时应着重给学生强调高考热点是什么,一般都怎么考,让学生摆脱年级的限制,从低年级就重视实验题的练习,从而能更好地衔接高三复习备考。
第四,以合理留白打造科学的课堂节奏。
在探究实验解题课堂上,教师往往只顾引导和讲解,忘记了学生需要一定时间去整理自己的思路。若教师能在习题讲解课前做充分准备,为学生设计优质的问题,利用合适的课堂留白让学生参与到探究思维中去,就能真正提高学生的实践探究能力。有时甚至不需教师设计新颖问题,只需借助题目中某一问的问题,让学生在课堂上独立思考后再进行点评和修正,效果要比直接讲解好很多。