關于高中生物預實驗的探索

李春霞

摘 要 闡述了新課改背景下的高中生物教材，常規實驗的內容有所增加，實施高效的實驗教學，強調預實驗的必要性，通過預實驗的策劃、操作要求、實踐案例及效果以及達到教學目的，初步探索出提高學生生物實驗成功率的有效方法。

關鍵詞 預實驗 自主探究 高中生物

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

生物是一門實驗科學，如何上好實驗課呢？尤其是難度較大的實驗？最好的辦法就是教師重視預實驗，提高學生的實驗成功率，實施高效的實驗教學。

1 預實驗的策劃

1.1 預實驗前的時間策劃

學期開始時，教師要對教材里的常規實驗做計劃。不是所有實驗都需要預實驗，教師提前將所有需要做預實驗的實驗羅列出來，按教學進度安排實驗時間，然后估計實驗的耗時長短，計劃預實驗的時間，盡可能讓班級實驗與教學內容同步。

1.2 預實驗后的問題策劃

如“土壤微生物的分解作用”“設計并制作生態缸，觀察其穩定性”等這些難度較大的或耗時過長的實驗，學校實驗室條件無法滿足全班操作的要求，只能做預實驗。雖然不能大規模地實施全班實驗，但可以對預實驗進行討論，教師策劃討論的內容，引導學生解決預實驗過程中出現的問題，并改造實驗內容，提出可行性方案，供下一屆學生參考。

2 預實驗的操作要求

首先，在全班范圍內選拔“偵查小組”，選拔喜歡動手、喜歡自主探究、愿意花時間的學生。其次，教師準備材料和試劑器皿，指導“偵查小組”寫出預實驗的報告單，包括實驗目的、實驗原理、自備實驗材料、拍攝實驗過程和結果。最后，“偵查小組”將實驗過程和結果做成PPT，由組長匯報，內容包括介紹組員及分工情況，展示實驗結果，對全班的實驗提出忠告和建議。

3 預實驗的實踐案例

3.1 預實驗的建議

如“探究促進扦插枝條生根的最適生長素溶液濃度”的預實驗。

（1） 選材：新生柳枝11份。

（2） 溶液配制：配制生長素類似物溶液11份，濃度為0～10-11 mol/L（無10-1 mol/L），梯度差為10倍。

（3） 培養生根：將柳枝插入燒杯裝的生長素類似物溶液中，浸泡直至生出根來。

（4） 測量不定根的長度并作記錄，數據如表1所示。

（5） 結論：新生的柳枝生根的最適生長素類似物溶液濃度為10-11 mol/L。

（6） 建議：① 選材要得當，柳枝要新生且帶芽，這樣容易生根。② 結果需探究，不能確定生根的最適值就是10-11 mol/L，還需進一步探究。③措施：配置的生長素溶液在10-11 mol/L左右，10-9～10-13 mol/L即可，其他濃度均舍棄。這樣生根裝置就由11組減為5組，體現出省時省力省材的優勢。

預實驗的效果：學生采納了預實驗的建議，但培養的方法做了一些改變，沒有像“偵查小組”將材料一直浸泡在生長素溶液里，而是先在生長素類似物溶液里浸泡20 h，然后換成清水浸泡，再測量根的長度，計數根的數量，拍照。師生統計出全年級所有小組的數據，促進生根的最適生長素類似物溶液濃度是在10-10 ～10-11 mol/L之間。

3.2 預實驗的嘗試

如“探究酵母菌細胞呼吸方式”的預實驗。“偵查小組”的實驗裝置是用飲料瓶自制的，充氣管和出氣管都是吸管，吹氣球是手動的，很簡易。學生將干酵母菌稱量之后，直接倒入葡萄糖溶液中，密閉放在教室里的窗臺上接受陽光的照射。不到0.5 h，出現葡萄糖和酵母菌混合液沿著吸管外溢，污染了氫氧化鈉和石灰水，還四處噴濺。師生共同分析原因：干酵母菌未經活化，直接使用所造成。

“偵查小組”重新制作裝置，進行第二次試驗。2個裝置經過酸性重鉻酸鉀的檢測，都出現灰綠色，說明有氧呼吸和無氧呼吸都產生了酒精。原因是手動吹氣球太小，充氣不充分，導致有氧呼吸裝置出現無氧呼吸。雖然“偵查小組”兩次嘗試都失敗，但找到了原因，提醒了全班同學注意：① 干酵母一定要經過活化后使用；② 有氧呼吸裝置的吹氣一定要充分，換大一點的吹氣球，或最好用氣泵；③ 還要注意葡萄糖溶液一定要煮沸冷卻后再使用。

預實驗的效果：全班學生吸取“偵查小組”的經驗，注意酵母菌的活化，大力吹氣，將葡萄糖溶液的煮沸并冷卻，最終都成功完成實驗。

3.3 預實驗的創新

“細胞大小與物質運輸的關系模擬”的預實驗。該實驗簡單，無需預實驗，但因為實驗室沒有酚酞溶液，只有品紅，實驗條件不成熟。“偵察小組”主動要求嘗試，試圖在品紅變色問題上找到突破口。能讓品紅褪色的是二氧化硫，生物實驗室提供不了二氧化硫，只能提供鹽酸和氫氧化鈉。小組嘗試用鹽酸和氫氧化鈉與品紅分別反應，結果鹽酸使品紅褪色了。這樣很快就記錄了測量的數據（表2）。

預實驗的效果：教師將創新的模擬實驗推薦給了其他班級，大家對“偵查小組”的匯報給予掌聲。第二天進行全年級學生實驗，順利完成，獲得有效數據。

3.4 預實驗的改造

如“探究培養液中酵母菌種群數量的變化”的預實驗。此實驗的難度較大，主要原因是學生不會使用血球計數板。“偵查小組”稱量5 g干酵母，先進行活化，使用500 mL的飲料瓶，加入質量分數為10%的葡萄糖溶液300 mL。放在實驗室的窗臺上，每天下午活動課時間到實驗室觀察計數，計錄5次，如表3所示。

在此實驗的匯報時，組長認為要對該實驗進行改造，因為每天去實驗室用顯微鏡觀察計數很耗時，記錄的五組數據比較單薄，不具有說服力。

預實驗的效果：全班討論出兩種改造方案。第一種方案：所有組取5 g干酵母，第一天第一組培養計數，第二天第二組培養計數，依次類推，培養次數不同，但計數的次數一樣。第二種方案：各個組取不同質量的干酵母，如5 g、8 g……梯度差為3 g，培養天數一樣，均為3 d，計數的時間相同。

以上兩種方案有共同之處，就是到實驗室計數一次，節省了時間，缺點是只使用一次血球計數板，對血球計數板使用不熟練。最終學生采納了方案一。

4 預實驗達到的目的

4.1 獲得寶貴的數據和圖片

學生用手機或相機拍攝實驗結果的照片，并打印出來貼在實驗報告單上；或用攝像機拍攝視頻，生動形象，可以隨時觀看，如“細胞質的流動性”和“探究植物細胞的吸水和失水”。偵查小組在預實中收集到的數據對全班實驗都是寶貴的參考，全年級實驗得到的數據對下一屆學生也是重要參考。

4.2 為全班實驗的成功提供有價值的建議

在操作方法、選材方面及小組分工合作方面進行預實驗后的反思，可起到提醒的作用，最大程度地避免了全班實驗的失敗，為實驗插上了成功的翅膀。預實驗提供的建議和忠告，使全年級的實驗有的放矢，減少了盲目性。

4.3 提高了學生探究能力和創新能力

預實驗一般安排在教學內容之前，學生還沒有學到相關的知識，“偵查小組”需提前自主學習，閱讀教材或上網查詢，與實驗教師溝通。在全班學生實驗時，“偵查小組”成員主動指導其他小組操作，或解答現場出現的問題，提高了“偵查小組”的綜合素質。預實驗后的討論開闊了學生的思維，激發出學生自主探究和積極創新的潛能。