摘 要：文章对2017年至2020年四年福建省生物中考实验探究部分试题进行分析，从考点、答题误区、解题方法、教学策略四方面进行讨论，为升学考试提供一定的方法指导，也为今后教学提供参考。
关键词：实验探究试题;答题误区;解题方法;教学策略
生物学作为一门基础自然科学，科学探究是科学家发现生命现象和生命规律所进行的重要途径、方法、过程。科学探究是重要的生物科学核心素养，学生在理解科学探究的过程和方法的基础上进行实践，获得科学探究的能力。同时，学生在探究过程中，养成合作学习的习惯，形成正确的科学观，并在探究过程中进一步落实科学思维的训练，也逐步形成探索自然科学的兴趣和创新精神。科学探究过程一般包括：提出问题、做出假设、制定计划、实施计划、得出结论、交流和表达，这也是发展科学探究能力的要求。
《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（下简称“课程标准”）在发展科学探究能力部分对科学探究6个环节作出一定要求，初中生物学的科学探究活动中，学生要掌握通过实验方法获得事实、证据和可靠的数据，并分析判断证据、数据，由科学思维方法推断出科学的结论。课程标准是教材编写和考试命题的依据，所以，教材大部分科学探究活动都是以实验为主。“制定计划”和“实施计划”是中考对科学探究能力考查的两个主要内容。“制定计划”的能力要求中，选择材料用具、选出控制变量和设计对照实验，在中考考试内容的目标层次要求为Ⅱ目标层次，即能理解考查的知识与其他相关知识之间的联系和区别，并且能综合运用其进行分析、判断、推理和评价。“实施计划”在中考中则要求学生能设计对照实验，进行重复实验，获得可靠的实验数据，并对数据进行收集和评价。以上是课程标准对科学探究的教学部分要求。
以下是历年的福建省中考中，所考查科学探究过程计划制定和实施环节所对应的对照实验的部分内容：
一、 找出实验变量的答题误区
从中考的试题中可看出，考查内容包括对照实验的设置及实验原则。在实验探究中，实验变量贯穿于科学探究的过程。人教版七年级上册生物学中提到的“实验变量”指的是在对照实验中，研究一种条件对研究对象的影响时，每一组实验只有这一条件不同，其他条件均相同，而这一条件为实验变量。在探究“二氧化碳是光合作用必须的原料吗？”人教版高中《生物学·必修1·分子与细胞》提出“实验过程中的变化因素为变量”“人为控制的对实验对象进行处理的因素为自变量”。初中生物学及下文提及的实验变量即为高中生物学的“自变量”。实验探究试题常设置“实验变量”的判断及填写，2017年至2020年，四年中考共出现2次，属于简单题，但学生往往不明白“变量的设置”和“变量”这两者的关系，比如在2020年福建省生物中考卷“实验二设置的实验变量是_______________”，不少答案是“物质A的有无”，笔者认为“物质A”“物质A的浓度”这两个答案相对于前者合适。实验变量一般是指某个条件或者因素，比如光照强度、食醋浓度、光照方式等等。某个条件或因素“有无”或“不同的物质浓度”是这个实验变量的设置、处理，显然两者意义不同。同时，也有一部分同学会将实验结果误认为“实验变量”，如何避开误区见以下解题方法。
二、 找出实验变量的解题方法
在初中实验探究试题中，一般可通过题干找出对应的实验变量。题干常出现“研究/探究/了解某条件或因素的变化对实验对象的影响”这一描述探究目的的内容，从中可判断出实验变量。如2017年中考34题“某科研小组将涡虫作为实验对象，研究烟焦油浓度的变化对其移动速度的影响”，“研究”所衔接的条件或因素即本实验的变量。2019年中考34题：为找到治理铬污染的有效方法，科研人员选用若干组斑马鱼，在浓度为79.30mg/L的铬污染水体中投加不同量的生物硫铁，统计96小时后斑马鱼的存活率，结果如下图：
题干没有“研究/探究/了解……对……的影响”直接的提示内容，但题干提到“不同量的生物硫铁”“斑马鱼在铬污染水体中的存活率”。显然，生物硫铁的量是人为控制、对实验对象进行处理的因素，结合下图实验结果柱状图的横轴，得知“生物硫铁投加比”为实验变量。可见，从图表的横纵轴获取实验变量也是方法之一。另外，根据单一变量原则，从对照实验计划、步骤中找出唯一不同的条件即实验变量，而不是将结果误当自变量，这也是避开将“因变量”误当“自变量”误区的便捷方法。
（一）“对照实验”的答題误区
义务教育《小学科学课程标准》所附案例“西瓜虫有耳朵吗？”属于对比实验，实验中涉及实验变量是对西瓜虫的刺激方式。对比实验一般指实验变量对实验对象的影响是未知的，所进行的实验即为对比实验，每一组既是实验组，也是其他组的对照组，也称相互对照实验。如探究酵母菌的细胞呼吸方式;2017年中考题34题A组和B组设置为“将甲组涡虫随机分成A、B两组，每组10只，分别置于浓度0.03mg·mL-1、0.01mg·mL-1的烟焦油溶液中”，两个设置是一组对比实验。若要确定某个因素对实验对象的影响，常以一组未施加该因素且已知实验结果的操作为对照组，该因素经控制处理的一组为实验组，这样的实验即为对照实验。如已知许多作物在春天播种而非冬天，我们已知较高的温度适合种子萌发，提示我们低温可能抑制种子萌发。此时，以温度为变量而进行的对照实验便是对照实验。2018年以不同浓度的食醋处理泡菜，有一个是食醋浓度为0的实验为一空白对照，与其他实验组形成对照。在初中科学学科教学中，生物学首次提到“对照实验”。所以，受首因效应的影响，学生容易将“对照实验”误认为“对比实验”。
（二）“对照实验”答题方法
2017年中考题便是对“对照实验”的考查，由于这两个组缺少空白对照或条件对照，烟焦油浓度对已形成依赖的实验对象的影响是未知的，两组形成相互对照，即对比实验，回答“对照”或“对比”均可。2018年34题“（2）设置食醋浓度为0的组，目的是_______________”，对实验对象不进行处理，是空白对照组，填“对照”。从定义上可知，无论是对比实验还是对照实验，每个组的设置都为与其他组或者对照组形成对照，排除无关变量对实验的影响，使得实验结果的可信度提高，并获知“变量”对实验对象的影响。因而，在问变量处于自然状态、未处理的组或对变量进行控制处理的组在实验中起到何作用时，一般都可认为起“对照作用”。实际上，对照实验和对比实验区分并不是考查的重点，主要考查学生是否能判断对照实验的设置。
（三）“重复实验”相关问题的答题误区
通过改变实验变量得到的对实验对象的影响——实验结果，可能由于实验对象的个体差异或具体操作中的失误而受到影响，这就需要通过重复实验的方法来证明实验结果，相同实验条件下每组增加实验样本是一种重复即平行重复，以避免偶然性;增加实验次数也是重复。重复性实验的意义是为尽可能的消除非处理因素所造成的误差，以提高实验结果的可信度。2017年34题（2）测定每组涡虫的移动速度后，取平均值的目的是_______________，考查多次测量取平均值的意义——减少误差。一部分考生答避免偶然因素，将平行重复的意义和重复实验取平均值的意义混淆。
三、 教学策略
实验变量贯穿整个实验探究过程，探究问题、假设、实验设计及实施、实验结论得出都是为获知探究的某个条件或因素对实验对象的影响，因而学会确定实验变量的意义重大。分析以上四年中考题，对变量的判断及表述是基本能力，实验探究教学活动中，教师应通过问题、练习巩固学生这方面的能力。在实验之后再次强调“变量”的概念，促进学生掌握实验变量的正确描述。同时，教师可引导学生相互评价实验设计、实验实施是否符合科学性原则、可行性原则、对照性原则、重复性原则、单一变量原则等原则。实验前后可通过教材探究活动安排的“讨论”部分，加强对学生的科学思维训练，强调实验设置单一变量的意义，借此培养科学思维，帮助学生更好地理解对照实验、重复实验增加实验结果可信度的重要意义。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部制定，中国.义务教育生物学课程标准[M].北京师范大学出版社，2012.
[2]吴成军.如何区分对照实验和对比实验[J].中学生物教学，2009（6）：60-61.
作者简介：谢金珠，福建省漳州市，漳州一中分校。
