从一道实验设计方案评价试题看科学探究能力的要求

逍遥学能  2014-06-11 13:52

一、试题

 

1.题目:(浙江省2011年普通高中会考生物卷52题)某同学为验证2,4-D对插枝生根的促进作用,设计的实验步骤如下:

 

①剪取同一迎春花植株上长势相同、部位相近、长度相同、有3个芽的健壮枝条20根,作为插枝,随机均分为甲乙两组;

 

②甲组每根插枝上都保留3个芽,乙组插枝上的芽全部去除;

 

③将甲组插枝的下端插入适量蒸馏水中,乙组插枝的下端插入等量适宜浓度的2,4-D溶液中。两组均置于适宜且相同的环境中培养;

 

④每天观察、记录插枝上芽的数目。

 

请分析回答:

 

(1)每组不选1根而选10根插枝的目的是                                  。

 

(2)请指出该实验设计的两项不合理之处。              ;                 。

 

(3)实验设计改正后,甲组起             作用。

 

2.考查目标

 

本题考查学生的实验与探究能力,要求能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。

 

3.参考答案:

 

(1)排除偶然因素对实验结果的影响(或减少实验误差)(1分)

 

(2)① 甲、乙两组插枝上芽的数量不等(或没有控制好无关变量)(1分)

 

② 观察、记录插枝上芽的数目(或观察、记录的指标不正确)(1分)

 

(3)对照(1分)

 

二、学生的得分情况

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

我们对一个阅卷点的试卷随机抽样了357份,本题共4分,平均得分3.095分,难度系数=0.774,属于中等难度。

 

得分

0

1

2

3

4

人数

3

10

58

165

121

 

 

说明:阅卷时指出错误回答成改正错误正确也给分;赋分看指出错误的权重有限,最后一格填空又相对较易,所以整体难度看上去不是较高。

 

三、常见错误

 

(1)审题不清。如题目明确指出了“验证2,4-D对插枝生根的促进作用”,还是有不少同学理解成探究促进迎春花枝条生根的最适浓度,如回答成“应增加实验组数,选用不同浓度的2,4-D溶液”;  

 

又如,题目已经明确给出了适量蒸馏水,与适量蒸馏水等量的适宜浓度的2,4-D溶液,还是有许多同学回答与2,4-D溶液等量的蒸馏水。如回答成“蒸馏水的数量应与2,4-D溶液的数量保持一致”。

 

还有少数同学又把甲乙均分两组留芽和不留芽实验,如。如回答成“甲组应设计将一半有3个芽的枝条插入等量浓度适宜的2,4-D溶液中,乙组也应设计将一半无芽的枝条插入适量蒸馏水中。

 

另外,题目要求指出错误,还是有相当多的同学直接按改错作答了,如“把甲组插枝上的芽全部去除”、“乙组枝条上的芽应保留不除去”、“不应把乙组枝条上的芽全部除去”等。

 

(2)偶然性与随机性不分,如回答成降低随机误差。

 

(3)生物科学素养低,不理解插枝生根所需营养来自于枝条本身,把蒸馏水给成营养液。如回答成“将甲组插枝的下端插入适量蒸馏水中,乙组插枝的下端插入等量适宜浓度的2,4-D溶液中”应改为“将甲组插枝的下端插入适量完全培养液中,乙组插枝的下端插入等量用完全培养液配制的适宜浓度的2,4-D溶液中;”培养液中应加入相同的无机盐等营养物质“等。

 

(4)实验的三种变量区别不清,不能够找出题目中的自变量、无关变量和因变量,把控制无关变量笼统的答成控制实验变量,不知所要观察和记录的实验指标。

 

(5)主次不分,过分夸大对无关变量的控制:如将蒸馏水换成清水、剪取同一迎春花植株上的剪枝条等。

 

总之,从学生的回答中可以看出,对于实验设计为核心的科学探究能力,还有相当比例的学生对三大变量、实验思路、实验原则等不够明确,有待专题复习中加强。

 

四、科学探究能力及其培养

 

科学探究是新课程改革的重要理念之一。所谓科学探究能力(科学过程技能),是指从事科学研究工作的能力,包括观察、测量、分类、计算、对数据进行组织处理与表达、预期与设计、推论等技能和方法。生物课程标准的能力目标之一是发展科学探究能力,它对学生的科学探究能力要求做了具体的阐述:客观地观察和描述生物现象;通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题;分析问题,阐明与研究该问题相关的知识;确认变量;作出假设和预期;设计可行的实验方案;实施实验方案,收集证据;利用数学方法处理、解释数据;根据证据作出合理判断;用准确的术语、图表介绍研究方法和结果,阐明观点;听取他人的意见,利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改等。建议开展以实验设计为核心的专题化训练,通过对教材资源的开发利用,在探究活动中引导学生掌握探究方法,领悟科学探究的思想和精神,有效提升学生的科学探究能力。


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