馬秉俠 （寧夏六盤山高級(jí)中學(xué) 寧夏六盤山 750001）

高中生物學(xué)教材中有很多實(shí)驗(yàn)，在做實(shí)驗(yàn)之前往往要求學(xué)生做預(yù)實(shí)驗(yàn)。所謂預(yù)實(shí)驗(yàn)，就是在正式實(shí)驗(yàn)之前先做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣可摸索實(shí)驗(yàn)條件，也可檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與可行性，以免因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)不周，盲目開展實(shí)驗(yàn)而造成人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。預(yù)實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)教學(xué)中非常重要，尤其在提高生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和學(xué)生動(dòng)手能力方面起著推動(dòng)作用，要成功開設(shè)一堂實(shí)驗(yàn)課，必須要重視預(yù)實(shí)驗(yàn)。本文通過做“探索生長(zhǎng)素類似物NAA促進(jìn)垂柳枝條生根最適濃度”實(shí)驗(yàn)的預(yù)實(shí)驗(yàn)過程，論述做預(yù)實(shí)驗(yàn)的重要作用。

1 更好地施加實(shí)驗(yàn)變量（自變量）

實(shí)驗(yàn)變量，也就是自變量，指的是在實(shí)驗(yàn)中人為改變的變量。在實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確、正確地施加自變量對(duì)得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果尤為重要。

1.1 準(zhǔn)確配制自變量濃度 例如在“探索生長(zhǎng)素類似物NAA促進(jìn)垂柳生根最適濃度”的實(shí)驗(yàn)中，NAA的不同濃度是自變量，準(zhǔn)確配制各濃度梯度的NAA溶液是這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。通常的做法是在溶解NAA時(shí)加少量的乙醇可幫助其溶解，但在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)將0.2 g的NAA溶解在250 mL蒸餾水中時(shí)，NAA卻并不溶解，再滴入少許酒精時(shí)依然不溶解。在重新做的實(shí)驗(yàn)中，嘗試先將0.2 g的NAA加入10 mL的酒精中，NAA能完全溶解在酒精中，但將溶解液加水稀釋到250 mL時(shí)，溶液卻出現(xiàn)了白色的絮狀物，此時(shí)無論在溶液中再加多少水，都無法將白色的絮狀物溶解。再次試驗(yàn)時(shí)嘗試將0.2 g的NAA溶解在20 mL酒精中再用蒸餾水定溶到250 mL時(shí)，溶液中卻沒出現(xiàn)白色絮狀物。從以上幾次實(shí)驗(yàn)中看出，準(zhǔn)確控制蒸餾水與酒精的比例是配好NAA濃度的關(guān)鍵，酒精少了不能將NAA完全溶解，酒精多了會(huì)將枝條燒死。

1.2 施加NAA的環(huán)境條件也是實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵 例如給枝條施加生長(zhǎng)素時(shí)可采用浸泡法和沾蘸法，若選用浸泡法最好在遮陽(yáng)和空氣濕度較高處進(jìn)行處理，否則會(huì)影響生長(zhǎng)素類似物NAA濃度，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

所以，通過做預(yù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行摸索，使得正式做實(shí)驗(yàn)時(shí)就能更正確、準(zhǔn)確地施加實(shí)驗(yàn)變量，保證實(shí)驗(yàn)成功進(jìn)行。

2 更合理地設(shè)置實(shí)驗(yàn)組

探究實(shí)驗(yàn)往往要設(shè)置多組實(shí)驗(yàn)組，例如在本實(shí)驗(yàn)中就必須設(shè)置不同濃度梯度的組別進(jìn)行對(duì)比研究，每組濃度如何設(shè)置？梯度控制在多少？這是很難把握的。設(shè)置不好有可能導(dǎo)致得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確或是錯(cuò)誤的。在設(shè)置NAA濃度梯度時(shí)，參照教材莖的最適濃度10-4mol/L，分別配制了10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L、10-3mol/L、10-2mol/L、10-1mol/L的6組濃度梯度實(shí)驗(yàn)組（表1），預(yù)實(shí)驗(yàn)探索的結(jié)果（圖1）與書中參考值相差較大，因此在做正式實(shí)驗(yàn)時(shí)，若選用垂柳枝條，可在正式實(shí)驗(yàn)時(shí)將濃度梯度設(shè)置為 10-9mol/L、10-8mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L使實(shí)驗(yàn)效果更好。通過預(yù)實(shí)驗(yàn)可讓教師更合理地設(shè)置實(shí)驗(yàn)組，在帶領(lǐng)學(xué)生做正式實(shí)驗(yàn)時(shí)做到心中有數(shù)，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問題時(shí)，能正確引導(dǎo)和解答。

圖1 不同濃度NAA處理下生根數(shù)結(jié)果

總之，“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。只有親自通過預(yù)實(shí)驗(yàn)，才可更合理地做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)。

3 使實(shí)驗(yàn)課理論聯(lián)系實(shí)際

受教學(xué)經(jīng)費(fèi)緊張的影響，一些學(xué)校不能將高中生物學(xué)教材中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)完全開展，即便具備實(shí)驗(yàn)條件，由于課時(shí)少或受教師自身實(shí)驗(yàn)素質(zhì)的影響，也不能將生物學(xué)實(shí)驗(yàn)完全落實(shí)到位，有些實(shí)驗(yàn)僅停留在講實(shí)驗(yàn)和背實(shí)驗(yàn)原理、方法、材料等教學(xué)形式上，具體如何做實(shí)驗(yàn)有些教師也不是很清楚，而通過預(yù)實(shí)驗(yàn)可使理論和實(shí)踐相銜接。例如在做本實(shí)驗(yàn)的預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，選取剛從地面長(zhǎng)出的一年生枝條梢部、中部和基部，看哪個(gè)部位更容易生根，實(shí)驗(yàn)結(jié)果（圖2，本文圖2～圖7見封四）表明選用枝條中部效果最好，且最好選取直徑在0.5～1 cm的枝條，直徑大于1 cm的枝條細(xì)胞分裂太弱，而直徑小于0.5 cm的枝條太細(xì)不利于吸收水分。此外，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表時(shí)最好一天一觀察，因?yàn)橹l每天都有變化，且第4天枝條就開始生根，每天變化很大，意外情況隨時(shí)發(fā)生，每天一次觀察能更真實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。其次，本實(shí)驗(yàn)控制無關(guān)變量尤為重要，例如枝條的粗細(xì)，每天觀察的時(shí)間，加培養(yǎng)液的量，培養(yǎng)的條件等均要相同。此外，每個(gè)枝條上芽的數(shù)量，枝條基部斜切面的大小等因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響也特別大，尤其選擇枝條部位一定要相同。教師只有預(yù)先做了實(shí)驗(yàn)，才能有針對(duì)性地講解，就不會(huì)照本宣科，空談理論，才能胸有成竹，有的放矢，成為一個(gè)真正出色的實(shí)驗(yàn)課的引導(dǎo)者。

表1 不同濃度NAA處理下生根數(shù)記錄表

4 提高生物學(xué)教師的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)

合格的生物學(xué)教師應(yīng)具備過硬的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，這樣才能更好地在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過做預(yù)實(shí)驗(yàn)，教師可熟悉操作方法及操作過程，判斷設(shè)計(jì)方法是否正確、合理，才能對(duì)每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行嚴(yán)格的批改。例如，通過做“探索NAA促進(jìn)垂柳枝條生根”實(shí)驗(yàn)的預(yù)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)如何使用電子天平，如何將摩爾濃度換算成質(zhì)量百分比濃度，如何將濃溶液逐步稀釋成稀溶液等操作，學(xué)會(huì)寫實(shí)驗(yàn)日記及根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展變化情況重新調(diào)整實(shí)驗(yàn)。例如有一段日記這樣記錄：“今天當(dāng)我推開實(shí)驗(yàn)室門時(shí)，發(fā)現(xiàn)10－2mol/L那組枝條上出現(xiàn)了白色的水晶條（圖3），燒杯底也有薄薄的一層（圖4），這是怎么回事？為什么其他組沒有，難道NAA濃度配高了？可為什么10－1mol/L那組沒有？”通過寫日記筆者不僅記錄了實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象，且鍛煉了自身的實(shí)驗(yàn)分析能力和探究能力，還培養(yǎng)了創(chuàng)新意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)。高中生物學(xué)教材中有很多演示實(shí)驗(yàn)，需要教師做到“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”，做預(yù)實(shí)驗(yàn)可讓生物學(xué)教師具備嫻熟的動(dòng)手能力。通過做預(yù)實(shí)驗(yàn)，讓筆者體會(huì)到了所謂的“臺(tái)上一分鐘，臺(tái)下十年功”的真正含義。

5 激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣

教師真正的本領(lǐng)不在于是否會(huì)講授知識(shí)，而在于能否喚起學(xué)生的求知欲，促使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從怕上課變?yōu)榕孪抡n。求知欲來源于何處？就是學(xué)生在親自動(dòng)手過程中遇到問題，缺乏相應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行解釋，從而產(chǎn)生探索新知識(shí)的沖動(dòng)。例如在做“探索生長(zhǎng)素類似物NAA促進(jìn)垂柳生根最適濃度”預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，出現(xiàn)了許多事先不知的現(xiàn)象：清水中的枝條最先生根、長(zhǎng)葉；經(jīng) 10－6mol/L的NAA處理的組別生根數(shù)量最多卻不長(zhǎng)葉；經(jīng)10－4mol/L和10－5mol/L處理的組別開始幾天生根數(shù)較少，但后期卻大量生根。雖然10－4mol/L組的生根數(shù)相對(duì)較少，但斜切面?zhèn)谔幮纬捎鷤M織又特別多，但清水和10－6mol/L的NAA組別卻觀察不到愈傷組織（圖5～圖7）。這一系列異常現(xiàn)象強(qiáng)烈激起學(xué)生的好奇心和進(jìn)一步探索的欲望，他們急于想知道原因，進(jìn)而要求進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。平時(shí)上理論課讓學(xué)生提出進(jìn)一步探究的問題，感覺很困難，現(xiàn)在學(xué)生積極思考，提出很多待探究的問題。

有了強(qiáng)烈的好奇心和旺盛的求知欲，學(xué)生就有了濃厚的學(xué)習(xí)興趣和愛好，在學(xué)習(xí)中遇到困難時(shí)，不再是氣餒和放棄，而是主動(dòng)尋找解決的辦法。例如在做NAA促進(jìn)垂柳生根實(shí)驗(yàn)時(shí)，要將NAA的摩爾量換成質(zhì)量百分比濃度，學(xué)生雖然在化學(xué)課上學(xué)過，但實(shí)際操作時(shí)感覺不是很清楚，且也沒學(xué)過NAA的分子量，但在做實(shí)驗(yàn)的欲望驅(qū)使下他們利用網(wǎng)絡(luò)查找分子量，又主動(dòng)請(qǐng)教化學(xué)教師講解，最后成功解決。學(xué)生通過參加預(yù)實(shí)驗(yàn)，不僅可鍛煉其實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、合作能力和積極思考的能力，還可在實(shí)驗(yàn)中得到快樂和放松，在不知不覺中學(xué)會(huì)課堂中難以掌握的理論知識(shí)，由此學(xué)生自然就對(duì)生物學(xué)學(xué)習(xí)充滿興趣。

總之，生物學(xué)教師在進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真做好預(yù)實(shí)驗(yàn)工作，使預(yù)實(shí)驗(yàn)成為正式實(shí)驗(yàn)的開路先鋒，成為生物學(xué)教師提升自己實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的最佳手段，也成為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蜕飳W(xué)興趣的最好方法。

［1]顏順意.淺談?lì)A(yù)實(shí)驗(yàn)在小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的重要作用.教育，2016（10）：38.

［2]羅駿.優(yōu)化科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高教學(xué)有效性.小學(xué)教學(xué)研究：理論版，2013(4)：8.

［3]朱毅鴻.談?lì)A(yù)實(shí)驗(yàn)在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用.福建基礎(chǔ)教育研究，2012（5）：119.