楊菲菲

【內(nèi)容摘要】本文以數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)作為研究對象，探究數(shù)碼顯微系統(tǒng)在中學(xué)生物教學(xué)實(shí)踐中的具體應(yīng)用過程。致力于解決當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)過程中師生互動障礙的問題，改善實(shí)驗(yàn)效率低下的現(xiàn)狀，在提高實(shí)驗(yàn)成功體驗(yàn)中促進(jìn)學(xué)生態(tài)度與能力的相應(yīng)變化。

【關(guān)鍵詞】數(shù)碼顯微互動系統(tǒng) 中學(xué)生物實(shí)驗(yàn) 教學(xué)研究

前言

生物教學(xué)中開展學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動，通過教師的引導(dǎo)，旨在教會學(xué)生客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象，設(shè)計可行的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)會解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，提升科學(xué)探究的能力。數(shù)碼顯微互動教學(xué)系統(tǒng)與飛速發(fā)展的信息技術(shù)相結(jié)合，形成了互動式形態(tài)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)教室，在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中能夠起到巨大的促進(jìn)作用。自數(shù)碼顯微互動實(shí)驗(yàn)室在我校建成以來，對我校生物實(shí)驗(yàn)的深入開展起到了很大的推動作用，本文就人教版新課標(biāo)高中教科書《必修一：分子與細(xì)胞》中的“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例進(jìn)行相關(guān)討論。

一、以往實(shí)驗(yàn)開展時遇到的問題

“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)，以洋蔥鱗片葉紫色外表皮作材料，質(zhì)量濃度為0.3g/mL的無色蔗糖溶液與清水作試劑，先后完成正常狀態(tài)、質(zhì)壁分離及其復(fù)原的操作與觀察。要完成好該實(shí)驗(yàn)存在以下這幾個問題：

1.實(shí)驗(yàn)涉及動態(tài)的過程，教師對學(xué)生每一步的指導(dǎo)具有一定難度。本實(shí)驗(yàn)在清晰觀察到洋蔥表皮細(xì)胞正常狀態(tài)后，再依次將溶液環(huán)境替換為蔗糖溶液和清水，觀察細(xì)胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)是在上一個現(xiàn)象的完成的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行下一步的操作。課堂上學(xué)生們都是新手，難免出錯，在親歷實(shí)驗(yàn)過程時，中間某一步失敗，接著下面的實(shí)驗(yàn)就無法完成操作。對造成實(shí)驗(yàn)失誤操作的原因教師無法實(shí)時監(jiān)控，也不能及時給予指導(dǎo)和分析。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果多樣化呈現(xiàn)，課堂上學(xué)生的問題層出不窮。受季節(jié)不同，購買洋蔥批次不同，學(xué)生選取的材料部位不同等原因影響，每個同學(xué)的結(jié)果都可能會有很大的差異。假如學(xué)生做出的結(jié)果與教師開始呈現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不一致，其內(nèi)心就會存在疑問。對于一些特殊的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更是課堂的重要生成資源，值得師生進(jìn)行共同討論。在傳統(tǒng)顯微設(shè)備下，由于教師和學(xué)生不能同時觀察到物像，因此只能通過教師的語言表達(dá)能力和學(xué)生的理解能力相配合，很多時候教師指東，學(xué)生看西，無法將遭遇的具體情況和問題解釋清楚。

3.課堂效率不高，秩序存在一定的混亂性。傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)室里，教師在整個課堂上要充當(dāng)多面手，既要解釋學(xué)生臨場出現(xiàn)的諸多問題，找出失誤原因，同時還要指導(dǎo)部分學(xué)生具體的操作，往往顧此失彼，課堂的效率很難得到保證。

4.學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的結(jié)果評價不高。由于實(shí)驗(yàn)儀器有限，實(shí)驗(yàn)通常分小組進(jìn)行。操作上的問題耽誤時間，就會出現(xiàn)下列諸多情況：有的同學(xué)沒有能夠充分操作，有的同學(xué)因?yàn)槟承┰蜃罱K不能完成實(shí)驗(yàn)，有的對要觀察的現(xiàn)象沒有明確的認(rèn)識，有的因?yàn)閷?dǎo)致失敗的原因得不到解決而沮喪。相當(dāng)部分學(xué)生感覺做實(shí)驗(yàn)只是走個“形式”。

二、數(shù)碼顯微互動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)解決的問題

1.針對實(shí)驗(yàn)的動態(tài)特征，預(yù)設(shè)成功案例作為參考。數(shù)碼顯微鏡具有顯微攝像功能，把觀察到的顯微效果保存下來，形成圖文文件，教師先展示課前制作的作品，一步步預(yù)設(shè)好目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生最大可能的成功完成實(shí)驗(yàn)。

2.降低操作難度，促進(jìn)合作學(xué)習(xí)。數(shù)碼顯微鏡將鏡頭下的圖像通過配備的顯示屏預(yù)覽，增加了觀察的清晰度，降低了學(xué)生對顯微鏡的調(diào)試難度。通過顯示屏實(shí)現(xiàn)了多人同時觀察，每個同學(xué)都能夠清晰的看到物像，進(jìn)行分析討論。改變了以往小組內(nèi)“一個人操作，一群人無事可做”的狀況。討論也可以由教師發(fā)起，跨組進(jìn)行，最大程度的實(shí)現(xiàn)了合作學(xué)習(xí)。

3.方便實(shí)時監(jiān)控，充分利用課堂生成資源。數(shù)碼顯微互動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了學(xué)生顯微鏡與教師電腦主機(jī)的連接，非常方便的實(shí)現(xiàn)了師生間的互動，教師在實(shí)驗(yàn)過程中可以實(shí)時監(jiān)控多個學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，對于優(yōu)秀的學(xué)生作品可以展現(xiàn)給全班同學(xué)共享，發(fā)現(xiàn)問題也能夠給學(xué)生及時指導(dǎo)，防止錯誤操作對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，對于失敗的實(shí)驗(yàn)，可以給學(xué)生充分的解釋。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可儲存性極大提高了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。數(shù)碼顯微鏡能捕捉豐富多彩的靜態(tài)圖像與動態(tài)視頻，將其保存在儲存卡上，學(xué)生需要的話，可以帶走自己的實(shí)驗(yàn)成果，極大提高了學(xué)生積極完成實(shí)驗(yàn)的興趣。

三、數(shù)碼顯微互動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在教學(xué)中的創(chuàng)新

數(shù)碼顯微互動實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提高了課堂效率，課堂上用了25min就完成了實(shí)驗(yàn)過程，為教師安排拓展性實(shí)驗(yàn)爭取了時間。完成課內(nèi)實(shí)驗(yàn)后，教師還鼓勵學(xué)生利用相同的實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)自己的興趣自行設(shè)計完成一些課外實(shí)驗(yàn)。

課堂的再探究不僅可以加深學(xué)生對植物細(xì)胞吸水和失水知識的理解，而且還使學(xué)生掌握探究實(shí)驗(yàn)的思想及一般流程，啟迪了學(xué)生思維的同時提高了學(xué)生的觀察、比較、分析和綜合判斷能力，而且豐富了教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究態(tài)度，讓學(xué)生在新情境中分析和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為課后深入討論相關(guān)問題提供了鮮活的材料。

【參考文獻(xiàn)】

[l] 林子杰. 中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)新里程[J]. 中學(xué)生物教學(xué)，2006（6）.

[2] 方淳. 顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢與應(yīng)用[J]. 教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)，2010（3）.

[3] 吳琪. 利用數(shù)碼顯微鏡互動教室，構(gòu)建高效的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂[J]. 中學(xué)生物學(xué)，2011（2）.

[4] 毛海霞、楊利艷. 數(shù)碼顯微互動系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用及管理[J]. 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)，2012，15（3）.

（作者單位：江蘇省泰州中學(xué)）