談預(yù)實驗在生物學(xué)實驗教學(xué)中的重要作用
——“探索生長素類似物NAA促進(jìn)垂柳生根最適濃度”實驗的預(yù)實驗

馬秉俠 （寧夏六盤山高級中學(xué) 寧夏六盤山 750001）

高中生物學(xué)教材中有很多實驗，在做實驗之前往往要求學(xué)生做預(yù)實驗。所謂預(yù)實驗，就是在正式實驗之前先做一個實驗，這樣可摸索實驗條件，也可檢驗實驗設(shè)計的科學(xué)性與可行性，以免因?qū)嶒炘O(shè)計不周，盲目開展實驗而造成人力、物力、財力的浪費。預(yù)實驗在生物學(xué)教學(xué)中非常重要，尤其在提高生物學(xué)實驗教學(xué)效率和學(xué)生動手能力方面起著推動作用，要成功開設(shè)一堂實驗課，必須要重視預(yù)實驗。本文通過做“探索生長素類似物NAA促進(jìn)垂柳枝條生根最適濃度”實驗的預(yù)實驗過程，論述做預(yù)實驗的重要作用。

1 更好地施加實驗變量（自變量）

實驗變量，也就是自變量，指的是在實驗中人為改變的變量。在實驗中準(zhǔn)確、正確地施加自變量對得出正確的實驗結(jié)果尤為重要。

1.1 準(zhǔn)確配制自變量濃度 例如在“探索生長素類似物NAA促進(jìn)垂柳生根最適濃度”的實驗中，NAA的不同濃度是自變量，準(zhǔn)確配制各濃度梯度的NAA溶液是這個探究實驗的關(guān)鍵。通常的做法是在溶解NAA時加少量的乙醇可幫助其溶解，但在進(jìn)行實驗時，當(dāng)將0.2 g的NAA溶解在250 mL蒸餾水中時，NAA卻并不溶解，再滴入少許酒精時依然不溶解。在重新做的實驗中，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，溶液卻出現(xiàn)了白色的絮狀物，此時無論在溶液中再加多少水，都無法將白色的絮狀物溶解。再次試驗時嘗試將0.2 g的NAA溶解在20 mL酒精中再用蒸餾水定溶到250 mL時，溶液中卻沒出現(xiàn)白色絮狀物。從以上幾次實驗中看出，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，酒精多了會將枝條燒死。

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

所以，通過做預(yù)實驗進(jìn)行摸索，使得正式做實驗時就能更正確、準(zhǔn)確地施加實驗變量，保證實驗成功進(jìn)行。

2 更合理地設(shè)置實驗組

探究實驗往往要設(shè)置多組實驗組，例如在本實驗中就必須設(shè)置不同濃度梯度的組別進(jìn)行對比研究，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)致得出的實驗結(jié)果不準(zhǔn)確或是錯誤的。在設(shè)置NAA濃度梯度時，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組濃度梯度實驗組（表1），預(yù)實驗探索的結(jié)果（圖1）與書中參考值相差較大，因此在做正式實驗時，若選用垂柳枝條，可在正式實驗時將濃度梯度設(shè)置為 10-9mol/L、10-8mol/L、10-7mol/L、10-6mol/L、10-5mol/L、10-4mol/L使實驗效果更好。通過預(yù)實驗可讓教師更合理地設(shè)置實驗組，在帶領(lǐng)學(xué)生做正式實驗時做到心中有數(shù)，在學(xué)生實驗出現(xiàn)問題時，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)實驗，才可更合理地做好實驗教學(xué)設(shè)計。

3 使實驗課理論聯(lián)系實際

受教學(xué)經(jīng)費緊張的影響，一些學(xué)校不能將高中生物學(xué)教材中出現(xiàn)的實驗完全開展，即便具備實驗條件，由于課時少或受教師自身實驗素質(zhì)的影響，也不能將生物學(xué)實驗完全落實到位，有些實驗僅停留在講實驗和背實驗原理、方法、材料等教學(xué)形式上，具體如何做實驗有些教師也不是很清楚，而通過預(yù)實驗可使理論和實踐相銜接。例如在做本實驗的預(yù)實驗時，選取剛從地面長出的一年生枝條梢部、中部和基部，看哪個部位更容易生根，實驗結(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)計實驗記錄表時最好一天一觀察，因為枝條每天都有變化，且第4天枝條就開始生根，每天變化很大，意外情況隨時發(fā)生，每天一次觀察能更真實地記錄實驗現(xiàn)象。其次，本實驗控制無關(guān)變量尤為重要，例如枝條的粗細(xì)，每天觀察的時間，加培養(yǎng)液的量，培養(yǎng)的條件等均要相同。此外，每個枝條上芽的數(shù)量，枝條基部斜切面的大小等因素對實驗結(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)先做了實驗，才能有針對性地講解，就不會照本宣科，空談理論，才能胸有成竹，有的放矢，成為一個真正出色的實驗課的引導(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)教師的實驗素養(yǎng)

合格的生物學(xué)教師應(yīng)具備過硬的實驗素養(yǎng)，這樣才能更好地在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。通過做預(yù)實驗，教師可熟悉操作方法及操作過程，判斷設(shè)計方法是否正確、合理，才能對每位學(xué)生的實驗方案進(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”實驗的預(yù)實驗，學(xué)會如何使用電子天平，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)會寫實驗日記及根據(jù)實驗進(jìn)展變化情況重新調(diào)整實驗。例如有一段日記這樣記錄：“今天當(dāng)我推開實驗室門時，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驗中出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象，且鍛煉了自身的實驗分析能力和探究能力，還培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和嚴(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驗，需要教師做到“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”，做預(yù)實驗可讓生物學(xué)教師具備嫻熟的動手能力。通過做預(yù)實驗，讓筆者體會到了所謂的“臺上一分鐘，臺下十年功”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)不在于是否會講授知識，而在于能否喚起學(xué)生的求知欲，促使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(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)生在親自動手過程中遇到問題，缺乏相應(yīng)的知識進(jìn)行解釋，從而產(chǎn)生探索新知識的沖動。例如在做“探索生長素類似物NAA促進(jìn)垂柳生根最適濃度”預(yù)實驗時，出現(xiàn)了許多事先不知的現(xiàn)象：清水中的枝條最先生根、長葉；經(jīng) 10－6mol/L的NAA處理的組別生根數(shù)量最多卻不長葉；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)一步做實驗進(jìn)行探究。平時上理論課讓學(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，不再是氣餒和放棄，而是主動尋找解決的辦法。例如在做NAA促進(jìn)垂柳生根實驗時，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，但實際操作時感覺不是很清楚，且也沒學(xué)過NAA的分子量，但在做實驗的欲望驅(qū)使下他們利用網(wǎng)絡(luò)查找分子量，又主動請教化學(xué)教師講解，最后成功解決。學(xué)生通過參加預(yù)實驗，不僅可鍛煉其實驗動手能力、合作能力和積極思考的能力，還可在實驗中得到快樂和放松，在不知不覺中學(xué)會課堂中難以掌握的理論知識，由此學(xué)生自然就對生物學(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)實驗前應(yīng)認(rèn)真做好預(yù)實驗工作，使預(yù)實驗成為正式實驗的開路先鋒，成為生物學(xué)教師提升自己實驗素養(yǎng)的最佳手段，也成為培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰蜕飳W(xué)興趣的最好方法。

［1]顏順意.淺談預(yù)實驗在小學(xué)科學(xué)實驗教學(xué)中的重要作用.教育，2016（10）：38.

［2]羅駿.優(yōu)化科學(xué)實驗教學(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.談預(yù)實驗在初中生物實驗教學(xué)中的作用.福建基礎(chǔ)教育研究，2012（5）：119.