崔妍

摘? 要 從顯微鏡幫助理解結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念，顯微鏡助力提升分析、推理、解釋的科學(xué)思維，顯微鏡助力完成科學(xué)探究三方面，介紹教學(xué)中開(kāi)發(fā)的六個(gè)顯微鏡探究實(shí)驗(yàn)，旨在增強(qiáng)微觀結(jié)構(gòu)觀察效果，幫助學(xué)生理解內(nèi)化重難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 生物;核心素養(yǎng);顯微鏡;實(shí)驗(yàn);生命觀念;科學(xué)思維

中圖分類號(hào)：G633.91? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2019）03-0117-03

1 前言

根據(jù)生物課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的定義，生物學(xué)科核心素養(yǎng)是一種關(guān)鍵能力和必備品格，主要包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任這四個(gè)方面。顯微鏡的合理使用，為證明生命觀念中結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)提供了真實(shí)的依據(jù);在顯微視野下真實(shí)地觀察細(xì)微結(jié)構(gòu)，為分析、推理等科學(xué)思維的提升提供了豐富的素材;顯微鏡為完成科學(xué)觀察探究工作提供了基本的物質(zhì)基礎(chǔ)。

在蘇科版教材《生物學(xué)》中共編有12個(gè)需要使用顯微鏡的實(shí)驗(yàn)，包括學(xué)習(xí)使用顯微鏡、學(xué)習(xí)制作臨時(shí)裝片并觀察細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、觀察葉的結(jié)構(gòu)、觀察酵母菌、觀察水中的小動(dòng)物、觀察水綿、觀察青霉和匐枝根霉、觀察人的血細(xì)胞涂片、觀察小魚(yú)尾鰭內(nèi)血液的流動(dòng)、觀察神經(jīng)元裝片、觀察植物葉表皮氣孔、探究酒精對(duì)水蚤心率的影響。[1]筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，教材中建議用放大鏡觀察的一些實(shí)驗(yàn)改用顯微鏡觀察更加直觀，學(xué)生的印象更加深刻。對(duì)教學(xué)過(guò)程中有些較難理解的內(nèi)容，如果恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)，能有效地幫助學(xué)生理解內(nèi)化重難點(diǎn)。因此，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)際，開(kāi)發(fā)以下可用顯微鏡進(jìn)行教學(xué)的實(shí)驗(yàn)。

2 借助顯微鏡加深理解結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念

核心素養(yǎng)中的生命觀念要求學(xué)生理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的原理，這就要求學(xué)生能先觀察結(jié)構(gòu)再理解功能。耳聽(tīng)為虛，眼見(jiàn)為實(shí)，有些生物學(xué)細(xì)微結(jié)構(gòu)難以直接用肉眼觀察，而由于放大倍數(shù)的局限，使用放大鏡觀察也達(dá)不到效果，學(xué)生只能憑空想象相關(guān)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，造成理解結(jié)構(gòu)決定功能此生命觀念的巨大阻力。顯微鏡因?yàn)榫邆淞朔糯髷?shù)百倍的能力，巧用顯微鏡，學(xué)生就能親眼看到這些細(xì)微的結(jié)構(gòu)，為更好地理解結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

使用顯微鏡觀察小腸絨毛? 在蘇科版《生物學(xué)》七上第5章第4節(jié)“人體對(duì)食物的消化與吸收”教學(xué)中，探究小腸適于消化吸收的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。小腸表面有許多皺襞和絨毛，是增加內(nèi)表面積，促進(jìn)消化和吸收的重要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而這個(gè)特點(diǎn)用放大鏡難以觀察清楚。如果用豬小腸的橫切面制作臨時(shí)裝片，小腸絨毛可以被清晰地觀察到（圖1）。學(xué)生通過(guò)直觀觀察，會(huì)對(duì)小腸內(nèi)通過(guò)絨毛增加內(nèi)表面積印象深刻。

使用顯微鏡觀察蚯蚓體表剛毛? 在蘇科版《生物學(xué)》七下第13章第1節(jié)“土壤里的小動(dòng)物”教學(xué)中，蚯蚓的剛毛可以輔助運(yùn)動(dòng)，并且具有背少腹多的特點(diǎn)。但剛毛用放大鏡觀察很難觀察清楚，筆者嘗試用顯微鏡觀察蚯蚓側(cè)面，剛毛可以清楚被觀察到，且剛毛背少腹多的特點(diǎn)也明確體現(xiàn)出來(lái)（圖2）。通過(guò)課堂實(shí)踐，學(xué)生反饋良好，也更好地理解了剛毛輔助運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。

使用顯微鏡觀察葫蘆蘚的葉? 在蘇科版《生物學(xué)》七下第11章第1節(jié)“地面上的植物”教學(xué)中，有一個(gè)重點(diǎn)是苔蘚類植物由于莖葉內(nèi)沒(méi)有輸送水分和其他物質(zhì)的輸導(dǎo)組織，靠大多由一層細(xì)胞構(gòu)成的葉吸收水分和無(wú)機(jī)鹽。苔蘚植物的葉具有吸收水和無(wú)機(jī)鹽的功能，和其由一層細(xì)胞構(gòu)成具有密切的關(guān)系。那么苔蘚植物的葉真的只有一層細(xì)胞構(gòu)成嗎？放大鏡很難看清楚，而用顯微鏡觀察，更加清晰明了（圖3）。通過(guò)觀察，學(xué)生對(duì)于結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念更加印象深刻。與此同時(shí)，學(xué)生可以通過(guò)用顯微鏡觀察葫蘆蘚的孢子囊和孢子（圖4、圖5），進(jìn)一步了解孢子植物的生殖方式。

3 顯微鏡助力提升分析、推理、解釋的科學(xué)思維品質(zhì)

科學(xué)思維是指在嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)、尊重事實(shí)的態(tài)度下，學(xué)生的一種認(rèn)識(shí)事物并解決問(wèn)題的能力，如運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，發(fā)現(xiàn)生命規(guī)律，并用科學(xué)的角度探討生物相關(guān)的社會(huì)現(xiàn)象。其中科學(xué)思維包括闡釋、分析、推理、解釋等具體的思維方法。筆者認(rèn)為，教師對(duì)教學(xué)過(guò)程中每一章節(jié)的內(nèi)容都應(yīng)創(chuàng)造條件，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力。在教材中有一些教學(xué)難點(diǎn)，如大型藻類沒(méi)有根莖葉等器官、果實(shí)中種子的數(shù)目取決于子房中胚珠的數(shù)目，學(xué)生對(duì)于這些知識(shí)的學(xué)習(xí)基本處于識(shí)記狀態(tài)，科學(xué)思維能力很難得到訓(xùn)練。如何在教學(xué)中設(shè)計(jì)活動(dòng)，突破難點(diǎn)，提升學(xué)生的科學(xué)思維品質(zhì)呢？筆者認(rèn)為在這些章節(jié)的教學(xué)中，顯微鏡的使用可起到他山之石的作用。學(xué)生通過(guò)觀察真實(shí)的結(jié)構(gòu)，可以將艱澀的知識(shí)記憶轉(zhuǎn)化為觀察后的分析，由識(shí)記水平上升為理解水平，輕松突破難點(diǎn)，有效鍛煉科學(xué)思維。

使用顯微鏡觀察紫菜葉狀體? 在蘇科版《生物學(xué)》七下第10章第2節(jié)“水中的藻類植物”教學(xué)中，有一個(gè)難點(diǎn)是藻類植物沒(méi)有根、莖、葉等器官，如何理解海帶、紫菜這些有葉狀體與根狀物的大型藻類沒(méi)有根、莖、葉等器官呢？筆者認(rèn)為，通過(guò)觀察大型藻類體內(nèi)細(xì)胞，確定細(xì)胞無(wú)分化是化解此難點(diǎn)的關(guān)鍵。紫菜葉狀體是由一層細(xì)胞構(gòu)成的膜狀體，是觀察大型藻體內(nèi)細(xì)胞是否分化的良好材料。通過(guò)觀察（圖6），學(xué)生理解了大型藻類雖然有類似根、葉的結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)內(nèi)細(xì)胞并無(wú)細(xì)胞分化，故沒(méi)有組織和器官;海帶跟狀的固著器中并沒(méi)有高等植物根中微管組織的結(jié)構(gòu)分化，因此也不是器官的分化。

使用顯微鏡觀察胚珠與花粉? 在蘇科版《生物學(xué)》七下第11章第1節(jié)“地面上的植物”教學(xué)中，對(duì)于果實(shí)中種子的數(shù)量取決于子房中胚珠的數(shù)量這個(gè)難點(diǎn)，很多學(xué)生不能很好地理解。筆者在教學(xué)過(guò)程中設(shè)計(jì)了用顯微鏡觀察桃與蠶豆的花粉和胚珠這一環(huán)節(jié)，學(xué)生在顯微鏡下真實(shí)地看到桃和蠶豆子房中的胚珠數(shù)量（圖7、圖8），果實(shí)中種子的數(shù)量取決于子房中胚珠的數(shù)量這個(gè)難點(diǎn)因此得到突破。

4 顯微鏡助力完成科學(xué)探究活動(dòng)

科學(xué)探究是生物學(xué)學(xué)習(xí)的基本方法，也是中學(xué)生生物核心素養(yǎng)的重要組成部分。對(duì)有些生物學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，學(xué)生并不能很好地理解，只是生硬地記憶下來(lái)。如果就這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)成科學(xué)探究活動(dòng)，既有助于對(duì)相關(guān)問(wèn)題的理解，又能使學(xué)生的科學(xué)探究能力大大提高。在涉及微觀結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，顯微鏡就成為探究活動(dòng)的重要工具。

使用顯微鏡觀察蘑菇孢子印中的孢子? 在蘇科版《生物學(xué)》七下第13章第2節(jié)“土壤中的小動(dòng)物”教學(xué)中，動(dòng)手制作蘑菇的孢子印是學(xué)生興趣較高的環(huán)節(jié)，學(xué)生幾乎都能看到蘑菇的孢子印。孢子印究竟是什么呢？很多學(xué)生對(duì)于“孢子印是蘑菇菌褶中的孢子灑落下來(lái)形成的，它反映了菌褶的排列模式”這個(gè)原理并不能很好地理解。筆者在教學(xué)中加入進(jìn)一步“探究孢子印的組成”這個(gè)探究活動(dòng)，讓學(xué)生挑取孢子印中的孢子，使用顯微鏡觀察，對(duì)于孢子印的形成原理有了明確、生動(dòng)的理解（圖9）。

5 結(jié)語(yǔ)

在初中階段，顯微鏡的合理使用是教學(xué)中的重要組成部分，它幫助學(xué)生從宏觀世界走進(jìn)微觀世界。通過(guò)觀察微觀結(jié)構(gòu)，可以更好地理解結(jié)構(gòu)決定功能的生命觀念;通過(guò)對(duì)顯微鏡下結(jié)構(gòu)的分析、解釋、推理，可以更有效地提升科學(xué)思維品質(zhì);通過(guò)對(duì)微觀世界科學(xué)探究的開(kāi)展，可以更熟悉科學(xué)探究的一般過(guò)程?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]陳葦.有序建構(gòu)，低熵增效：“顯微鏡”教學(xué)思考[J].中學(xué)生物教學(xué)，2016（12X）：58-61.