1. 引言
2020年5月，教育部发布的《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称“新课标”)强调要加强和完善生物学实验教学，因为实验教学是促成学生达成生物学学科核心素养的重要支撑[1]。同时，《中国高考评价体系说明》(以下简称《说明》)也明确指出，对于自然科学类学科而言，实验设计能力、动手操作能力是实践操作能力群中的考查重点[2]。本文基于2021~2024年江苏生物学高考试卷中的实验题，对其实验题的分值占比、试题题型和实验类型进行分析，探讨高考生物实验题的考查重点、命题趋势，以期为高中生物学实验教学提供参考。
2. 实验题的定义
目前，关于实验题的定义并无统一标准，对实验题的理解可分为以下几种观点。第一种观点认为，实验题是只包括考查学生实验操作、实验设计方面的题目。第二种观点认为，除上述内容外，实验题还包括实验结果分析或现象观察、根据实验现象推导实验结论、分析和解释实验现象和结果等方面的题目。第三种观点认为，凡是直接涉及生物学实验情境的题目都归入实验题范畴[3]。基于新课标对实验能力“设计–操作–分析”三位一体的要求，本文采用第二种观点，以覆盖实验全过程的考查维度。
3. 实验题的分值、题型分析
本文将试卷中的非选择题细分为小题进行题量统计，结果显示，在十年的试卷中，实验题始终占据着一定地位，并且随着新高考的改革，实验题的比重较之前有所上升(见表1)，这一数据体现出新高考中实验题愈发重要，也足以见得新课标中强调“要加强和完善生物学实验教学”的理念在高考中也在逐步落实。
从历年试题题型分析发现，选择题侧重操作规范性，聚焦于实验操作步骤的科学性与实验结果的正确性判断；非选择题部分则侧重高阶思维，聚焦于考查学生的分析实验结果、设计实验过程的能力。由此可见，高考对学生实验能力的考查是全面而深入的，这与《考试大纲说明》中明确提出的培养学生实验设计能力、动手操作能力的教育理念紧密契合。
Table 1. Statistics on the scores of experimental questions in Jiangsu college entrance examination papers (2021~2024)
表1. 2014~2024年江苏高考卷实验题分值的统计
年份 |
选择题 |
非选择题 |
分值/分 |
所占整体的百分比/% |
2015 |
13, 17, 19, 20, 21, 23, 25 |
29, 31 (1, 2, 3) |
24 |
22.5 |
2016 |
5, 7, 8, 10, 17, 19, 21, 25 |
29, 30 (4) |
28 |
23.33 |
2017 |
4, 5, 10, 13, 17, 20, 25 |
29 (1), 30 (2), 31 |
27 |
22.5 |
2018 |
7, 8, 14, 16, 17, 24 |
31, 32 (5) |
22 |
18.33 |
2019 |
7, 9, 10, 12, 17, 20, 22 |
30 |
23 |
19.17 |
2020 |
6, 10, 16, 17, 18, 19, 25 |
31 |
24 |
20 |
2021 |
5, 10, 12, 14, 17, 18, 19 |
20 (4), 22 (3), 23 (1) |
26 |
26 |
2022 |
3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 13, 16 |
20 (3), 21 (4), 24 (2, 3) |
32 |
32 |
2023 |
5, 7, 9, 12, 13, 15, 16, 18 |
19 (5), 21 (3, 4), 22 (4, 5, 6), 23 (2) |
26 |
26 |
2024 |
3, 5, 7, 9, 13, 14, 19 |
20 (3), 21 (4), 22 (2, 5), 23 (3, 4) |
34 |
34 |
4. 实验题的试题类型分析
本文根据实验题的考查内容与方式，将试题分为实验原理与操作类、实验分析类和实验设计类三种类型。[4]通过对新高考中各种类型实验题考查频次的统计(见表2)，发现实验原理与操作类和分析类实验在试题中占据主要地位，主要围绕细胞的代谢、遗传的基本规律、动物生命活动的调节、微生物的利用、基因工程等考点进行命题。
4.1. 实验原理与操作类
该类试题侧重于检验学生对实验原理、操作步骤的掌握程度，多处于记忆和理解水平。该类试题要求学生能够适当迁移所学知识，并且学生基本有过相似实验操作经历，能更好地适应该类试题，因此难度相对较低。
【例1】(2021年江苏卷第12题)采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是( )
A. 用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验
B. 将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C. 为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液
D. 实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮重有大量细胞含无色液泡
【参考答案】A
【试题分析】本题考查的是“探究植物细胞的吸水和失水”的实验原理、材料选择以及操作步骤，解题的关键是学生提取相关知识并进行迁移应用。
4.2. 实验分析类
该类试题要求学生深入理解并分析题干中给出的实验变量、实验设计思路、实验结果及结论。该类试题着重考查学生理解、获取并分析信息的能力，体现学生在生命观念和科学思维两方面的学科核心素养，该类试题是连接基础与高阶能力的桥梁。
【例2】(2023年江苏卷第19题节选)保卫细胞叶绿体中的淀粉合成和分解与气孔开闭有关，为了研究淀粉合成与细胞质中ATP的关系，对拟南芥野生型WT和NTT突变体ntt1 (叶绿体失去运入ATP的能力)保卫细胞的淀粉粒进行了研究，其大小的变化如下(见图1)。下列相关叙述合理的有_________。
Figure 1. Schematic diagram of the relationship between starch granule area change and light exposure
图1. 淀粉粒面积变化与光照关系示意图
A. 淀粉大量合成需要依赖呼吸作用提供ATP
B. 光照诱导WT气孔张开与叶绿体淀粉的水解有关
C. 光照条件下突变体ntt1几乎不能进行光合作用
D. 长时间光照可使WT叶绿体积累较多的淀粉
【参考答案】ABD
【试题分析】本题以植物叶片气孔运动机理为背景，结合科研结果情境，通过图表分析，考查学生综合运用知识、从情境中提取关键信息、分析推理等关键能力。
4.3. 实验设计类
该类试题挑战性最高，要求学生根据题干提供的实验目的、实验材料等信息，设计整个实验方案。该类试题不仅考察学生获取、分析信息的能力，更考验了学生的逻辑思维，能够体现学生在科学探究这一核心素养上的发展水平。
【例3】(2023年江苏卷第23题节选)果蝇A1、A2、A3为3种不同眼色隐性突变体品系(突变基因位于II号染色体上)。为了研究突变基因相对位置关系，进行两两杂交实验，结果如下(见图2)：
Figure 2. Schematic diagram of hybridization experiment
图2. 杂交实验示意图
据此分析A1、A2、A3和突变型F1四种突变体的基因型，在图中标注它们的突变型基因与野生型基因之间的相对位置(A1、A2、A3隐性突变基因分别用a1、a2、a3表示，野生型基因用“+”表示) (见图3)。
【参考答案】
Figure 3. Schematic diagram of the relative position between variant genes and wild-type genes
图3. 变型基因与野生型基因相对位置示意图
【试题分析】本题以科学家通过果蝇杂交实验验证遗传规律为情境，设置杂交实验中出现的实验结果，引导学生设计基因在染色体上的定位，考查学生根据假设设计相关实验检测理论的能力，综合考查学生的遗传学素养。
因此，对于实验原理与操作类和分析类试题，题目从易到难设计，分为多个难度层次呈现，既确保试题既能覆盖广泛的知识点，又能有效区分学生的能力水平。这两类试题的题量相对较多，旨在考查学生的实验技能和科学思维。而实验设计类试题，虽然题量较少，但其设置的难度较高，旨在考查学生的科学探究能力。
Table 2. Statistics on the types of experimental questions in Jiangsu college entrance examination papers (2021~2024)
表2. 2021~2024年江苏高考卷实验题类型的统计
年份 |
实验原理与操作类 |
实验分析类 |
实验设计类 |
2021 |
10 |
12 |
1 |
2022 |
9 |
15 |
0 |
2023 |
7 |
11 |
2 |
2024 |
10 |
9 |
2 |
总计 |
36 |
47 |
5 |
5. 实验题的命题趋势分析
5.1. 深化基础知识与生命观念的整合
高考生物学实验题的设计已不再停留于对学生基础实验知识的考查，而是转向了更深层次地评估学生对实验原理的理解，更注重其在实际生活中的应用，促进生命观念与生物学知识的融合。越来越多的实验题涉及现实问题，要求学生在掌握生物学基本理论和实验原理的基础上，关注生命现象、生命过程和生命价值，培养正确的生命观念。
5.2. 强化科学思维与科学探究的考查
新课标强调培养学生的科学思维与科学探究，江苏生物学高考试卷中的实验题也充分体现了这一要求。如2021年第20题的(4)中，该题研究的是“线粒体对光合作用的影响”，要求学生根据实验目的和实验原理，设计实验步骤，预测实验结果，最后分析实验现象得出实验结论。这类题目不仅考查了学生的实验设计能力，还考查了学生的科学思维和创新能力。
5.3. 聚焦社会议题与责任意识的渗透
江苏生物学高考试卷中的实验题紧跟科学前沿，将生命科学领域的突破性进展巧妙融入考题之中，使学生能够紧跟科技发展的步伐，拓宽科学视野，增强生物学素养。同时，实验题还聚焦于社会热点议题，如2021年第22题的“新冠病毒”致病机制、2023年20题的“帕金森综合征”患病机制等，以此引导学生深入思考生物学知识在解决社会问题中的应用价值，培养其强烈的社会责任感。
6. 教学建议
6.1. 强化实验操作，提高探究能力
近年来，高考实验题分值比重逐渐增加、难度逐渐提升，实验的重要性不言而喻，对于学生而言，动手实操比“纸上谈题”效果更佳。因此，教师应注重实验教学，让学生有更多的机会亲自动手做实验，增加学生的实验体验；同时，教师也可尝试通过设计具有挑战性的实验项目，让学生在实验中锻炼自己的实验技能和探究能力。
6.2. 关注社会热点，深化责任教育
针对高考实验题紧密联系科技前沿、关注社会热点问题的特点，教师可以创造性地结合新兴技术与当前社会热点议题，如将基因编辑、生态保护等热点转化为教学素材，以此来拓宽学生的知识面和视野，使他们保持高度的兴趣和好奇心，而且能够鼓励学生跳出传统框架，主动探索未知领域，更能在潜移默化中培育学生的社会责任感。
6.3. 创新教学模式，增强实验兴趣
为了提高学生的实验兴趣，教师可以采用多种教学方法和手段。教师可借鉴探究式学习理念，设计“任务盲盒”，学生随机抽取实验主题，自主拟定方案并实施；教师还可采用“虚实结合”的教学方法，运用虚拟实验软件、在线课程平台等方式让学生线上模拟操作，掌握基础步骤，再开展实体探究。
6.4. 建立评价体系，提升综合能力
为了促进实验教学改进和提高学生的实验能力，教师应建立科学全面的教学评价体系，综合考虑学生核心素养四方面表现设计评价标准；同时，通过采用多元化的评价方式如学生自评、互评、教师评价等来全面评价学生的实验能力和探究能力。借此来提高实验教学的质量，使学生更好地认识自己的优势和不足，帮助其提升自己的实验探究能力。
7. 结束语
综上所述，在未来的高中生物学实验教学实践中，教师应紧扣高考命题的能力要求，以高考作为风向标，深入分析新课标要求，探索指向核心素养培养的实验教学策略，并结合教学实际情况灵活运用，以更好地实现生命观念内化、科学探究能力进阶与社会责任意识养成的三维育人目标。
NOTES
*通讯作者。