关于高中生物预实验的探索

李春霞

摘 要 阐述了新课改背景下的高中生物教材，常规实验的内容有所增加，实施高效的实验教学，强调预实验的必要性，通过预实验的策划、操作要求、实践案例及效果以及达到教学目的，初步探索出提高学生生物实验成功率的有效方法。

关键词 预实验 自主探究 高中生物

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

生物是一门实验科学，如何上好实验课呢？尤其是难度较大的实验？最好的办法就是教师重视预实验，提高学生的实验成功率，实施高效的实验教学。

1 预实验的策划

1.1 预实验前的时间策划

学期开始时，教师要对教材里的常规实验做计划。不是所有实验都需要预实验，教师提前将所有需要做预实验的实验罗列出来，按教学进度安排实验时间，然后估计实验的耗时长短，计划预实验的时间，尽可能让班级实验与教学内容同步。

1.2 预实验后的问题策划

如“土壤微生物的分解作用”“设计并制作生态缸，观察其稳定性”等这些难度较大的或耗时过长的实验，学校实验室条件无法满足全班操作的要求，只能做预实验。虽然不能大规模地实施全班实验，但可以对预实验进行讨论，教师策划讨论的内容，引导学生解决预实验过程中出现的问题，并改造实验内容，提出可行性方案，供下一届学生参考。

2 预实验的操作要求

首先，在全班范围内选拔“侦查小组”，选拔喜欢动手、喜欢自主探究、愿意花时间的学生。其次，教师准备材料和试剂器皿，指导“侦查小组”写出预实验的报告单，包括实验目的、实验原理、自备实验材料、拍摄实验过程和结果。最后，“侦查小组”将实验过程和结果做成PPT，由组长汇报，内容包括介绍组员及分工情况，展示实验结果，对全班的实验提出忠告和建议。

3 预实验的实践案例

3.1 预实验的建议

如“探究促进扦插枝条生根的最适生长素溶液浓度”的预实验。

（1） 选材：新生柳枝11份。

（2） 溶液配制：配制生长素类似物溶液11份，浓度为0～10-11 mol/L（无10-1 mol/L），梯度差为10倍。

（3） 培养生根：将柳枝插入烧杯装的生长素类似物溶液中，浸泡直至生出根来。

（4） 测量不定根的长度并作记录，数据如表1所示。

（5） 结论：新生的柳枝生根的最适生长素类似物溶液浓度为10-11 mol/L。

（6） 建议：① 选材要得当，柳枝要新生且带芽，这样容易生根。② 结果需探究，不能确定生根的最适值就是10-11 mol/L，还需进一步探究。③措施：配置的生长素溶液在10-11 mol/L左右，10-9～10-13 mol/L即可，其他浓度均舍弃。这样生根装置就由11组减为5组，体现出省时省力省材的优势。

预实验的效果：学生采纳了预实验的建议，但培养的方法做了一些改变，没有像“侦查小组”将材料一直浸泡在生长素溶液里，而是先在生长素类似物溶液里浸泡20 h，然后换成清水浸泡，再测量根的长度，计数根的数量，拍照。师生统计出全年级所有小组的数据，促进生根的最适生长素类似物溶液浓度是在10-10 ～10-11 mol/L之间。

3.2 预实验的尝试

如“探究酵母菌细胞呼吸方式”的预实验。“侦查小组”的实验装置是用饮料瓶自制的，充气管和出气管都是吸管，吹气球是手动的，很简易。学生将干酵母菌称量之后，直接倒入葡萄糖溶液中，密闭放在教室里的窗台上接受阳光的照射。不到0.5 h，出现葡萄糖和酵母菌混合液沿着吸管外溢，污染了氢氧化钠和石灰水，还四处喷溅。师生共同分析原因：干酵母菌未经活化，直接使用所造成。

“侦查小组”重新制作装置，进行第二次试验。2个装置经过酸性重铬酸钾的检测，都出现灰绿色，说明有氧呼吸和无氧呼吸都产生了酒精。原因是手动吹气球太小，充气不充分，导致有氧呼吸装置出现无氧呼吸。虽然“侦查小组”两次尝试都失败，但找到了原因，提醒了全班同学注意：① 干酵母一定要经过活化后使用；② 有氧呼吸装置的吹气一定要充分，换大一点的吹气球，或最好用气泵；③ 还要注意葡萄糖溶液一定要煮沸冷却后再使用。

预实验的效果：全班学生吸取“侦查小组”的经验，注意酵母菌的活化，大力吹气，将葡萄糖溶液的煮沸并冷却，最终都成功完成实验。

3.3 预实验的创新

“细胞大小与物质运输的关系模拟”的预实验。该实验简单，无需预实验，但因为实验室没有酚酞溶液，只有品红，实验条件不成熟。“侦察小组”主动要求尝试，试图在品红变色问题上找到突破口。能让品红褪色的是二氧化硫，生物实验室提供不了二氧化硫，只能提供盐酸和氢氧化钠。小组尝试用盐酸和氢氧化钠与品红分别反应，结果盐酸使品红褪色了。这样很快就记录了测量的数据（表2）。

预实验的效果：教师将创新的模拟实验推荐给了其他班级，大家对“侦查小组”的汇报给予掌声。第二天进行全年级学生实验，顺利完成，获得有效数据。

3.4 预实验的改造

如“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的预实验。此实验的难度较大，主要原因是学生不会使用血球计数板。“侦查小组”称量5 g干酵母，先进行活化，使用500 mL的饮料瓶，加入质量分数为10%的葡萄糖溶液300 mL。放在实验室的窗台上，每天下午活动课时间到实验室观察计数，计录5次，如表3所示。

在此实验的汇报时，组长认为要对该实验进行改造，因为每天去实验室用显微镜观察计数很耗时，记录的五组数据比较单薄，不具有说服力。

预实验的效果：全班讨论出两种改造方案。第一种方案：所有组取5 g干酵母，第一天第一组培养计数，第二天第二组培养计数，依次类推，培养次数不同，但计数的次数一样。第二种方案：各个组取不同质量的干酵母，如5 g、8 g……梯度差为3 g，培养天数一样，均为3 d，计数的时间相同。

以上两种方案有共同之处，就是到实验室计数一次，节省了时间，缺点是只使用一次血球计数板，对血球计数板使用不熟练。最终学生采纳了方案一。

4 预实验达到的目的

4.1 获得宝贵的数据和图片

学生用手机或相机拍摄实验结果的照片，并打印出来贴在实验报告单上；或用摄像机拍摄视频，生动形象，可以随时观看，如“细胞质的流动性”和“探究植物细胞的吸水和失水”。侦查小组在预实中收集到的数据对全班实验都是宝贵的参考，全年级实验得到的数据对下一届学生也是重要参考。

4.2 为全班实验的成功提供有价值的建议

在操作方法、选材方面及小组分工合作方面进行预实验后的反思，可起到提醒的作用，最大程度地避免了全班实验的失败，为实验插上了成功的翅膀。预实验提供的建议和忠告，使全年级的实验有的放矢，减少了盲目性。

4.3 提高了学生探究能力和创新能力

预实验一般安排在教学内容之前，学生还没有学到相关的知识，“侦查小组”需提前自主学习，阅读教材或上网查询，与实验教师沟通。在全班学生实验时，“侦查小组”成员主动指导其他小组操作，或解答现场出现的问题，提高了“侦查小组”的综合素质。预实验后的讨论开阔了学生的思维，激发出学生自主探究和积极创新的潜能。