例谈基于核心概念的高考实验题解题方法

陶佳卉 沈初见

(浙江省绍兴市第一中学 312000)

核心概念与实验探究能力是高考实验题中具有紧密内在联系的两部分。前者是考查重点；后者是考查难点。历年高考实验题往往围绕一个核心概念，以实验探究的形式来重点考查学生对其内涵和延伸知识的理解与应用。因而核心概念是培养学生实验探究能力的重要基础，也是高考实验题的设计中心与主线，要提升生物学高考实验题的解题速度与正确率，离不开对高中生物学各个核心概念的牢固掌握。

高考实验题具有主题多变、形式多样、内容广泛的特点，其考查点可以落脚于任何一个高中生物学知识及其延伸内容，其创设的实验情境可以截取某个高中甚至大学的实验研究片段。该类试题的不确定性成为学生在备考与解题过程中的难点所在。如何把握实验题设计思路的内在规律，使其不确定性变得有模式可循，本文提供一类常见的实验题解题方法如下。

1 解题思路及需把握的几个环节

结合高考实验题的考查重难点，设计了一个围绕核心概念为实验探究主线的思路，具体来说就是指导学生把握好以下几个环节。

(1)考前准备 首先要建立好以核心概念为骨架的整个高中生物学概念知识网络。这包括能清晰地罗列出高中生物学必修教材中所有核心概念，准确说出这些核心概念的内涵与外延及概念之间的关联。对照《考试说明》中各个概念知识的要求，特别是标为Ⅱ级，即理解应用级别的核心概念知识，必须对照教材将其所有讲到的内涵与外延写出来。

(2)明确概念 仔细审阅所给实验材料的研究目的，实验题中没有明确说明的，需要浏览整题后还原实验设计者初衷，提炼出实验目的。结合自己已具备的教材核心概念网络，准确定位到该题所考的核心概念。

(3)剖析概念 将明确好的核心概念有哪些内涵与外延进行迅速回顾，这些内容是核心概念的细化部分，是对核心概念的支撑性概念，它使学生更全面地了解此核心概念所涵盖的考点，即有些文献中提到的次级概念。罗列出该核心概念所有相关次级概念后，结合实验情境明确是哪一条次级概念。

(4)提取变量 本环节是完成整个解题模型至关重要的一步，学生需要从具体定位的那条次级概念中提取出本实验题涉及的自变量与因变量，仔细思考实验者设计了几个自变量与因变量，对自变量实施的具体操作方法是什么，对于抽象的因变量可以转变成哪些可观察检测指标。

(5)转化呈现 一个实验题往往由实验目的、实验假设、实验步骤、实验结果、实验结论构成，这些部分都可以用从核心概念中提取的自变量与因变量来表达成相对固定的模式。如实验目的常可以表述成研究自变量对因变量的作用效果或影响等；实验步骤主要能写出实验处理分组，即自变量的设计，以及因变量的检测方案；实验结果的三种常见考查形式表格、数轴和文字都可以转化成自变量与因变量表示。

(6)回归深化 通过实验材料的探究，学生对核心概念有了更全面的了解，或在原有基础上补充了新的概念知识，从而归纳深化了的原有核心概念，使其更加完善。

2 实例分析

以2013年浙江理综生物学高考实验题(第31题)为例，具体阐述解题过程。

某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：①将若干只未成年小鼠分为2组，其中甲组不切除甲状腺(假手术)，乙组切除甲状腺；②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录；③对测得的数据进行统计分析。

请回答：

(1)实验目的是________。

(2)预测实验结果(在以下坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示)。

(3)分析与讨论 ①用耗氧量作为检测指标的依据是________；②切除甲状腺后，小鼠体长变化的原因是________；③上述分组时，还可增设丙组作为实验组，丙组：________。

浏览试题后，首先确定该实验题考查的核心概念是甲状腺的功能，随后回顾教材中有关甲状腺功能的内涵与外延，即次级概念：①甲状腺激素的主要作用是促进物质代谢与能量转换(即新陈代谢)，促进生长发育；②甲状腺激素的重要作用是促进骨骼成熟；③甲状腺激素也是中枢神经系统发育不可缺少的；④甲状腺激素必须在关键时期(主要幼年期)得到才能保证其功能发挥。结合本题信息提供的检测因变量：耗氧量和体长，可以确定主要考查了次级概念①甲状腺激素的主要作用是促进物质代谢与能量转换(即新陈代谢)，促进生长发育。

从上述剖析得到的次级概念中，可以提取出自变量是有无甲状腺，因变量是新陈代谢与生长发育。结合教材对甲状腺功能描述时主要由其合成和分泌的甲状腺激素来体现，故自变量也就是甲状腺激素的有无。因此，在实验分组设计中初设了甲乙两组，不切除甲状腺(假手术)与切除甲状腺，在分析与讨论③又问到了增设丙组：切除甲状腺、给予甲状腺激素，以考查学生剖析核心概念甲状腺功能后能否提取出正确的自变量，了解其具体实施方法。分析与讨论①②主要围绕抽象因变量新陈代谢、生长发育与实际可测因变量指标耗氧量、体长之间的关系来提问，考查学生在一个具体实验情境下转化抽象因变量成为可测指标的能力。

最后，结合提取到的自变量与因变量，就可以将实验目的表述成研究甲状腺激素(自变量)对小鼠新陈代谢和生长发育(因变量)的影响。实验结果选用了数轴曲线图的形式来考查，结合题中已给的数轴，横坐标是天数。说明实验者想了解整个实验过程中，因变量耗氧量与体长的变化趋势。由于因变量有两个，故设置成两个纵坐标的三维坐标图。对于ABCD曲线的趋势变化判定其实仍是围绕核心概念甲状腺激素能促进新陈代谢与生长发育来考查的，所以缺乏甲状腺激素的乙组，其小鼠生长发育停滞(即D曲线)，耗氧量减少(B曲线)，最终实验结果呈现及对应的模型如图1所示。

图1 实验结果呈现及对应的模型

纵观整个实验题，可以发现其考查的中心知识点就是学生能否用学过的实验研究思想深入而全面地理解核心概念——甲状腺功能，这就是高考实验题重点考查的方向之一，对创设实验情景中核心概念的理解能力。