韓莉莉

(甘肅省康樂縣第一中學(xué) 731500)

高中生物實驗教學(xué)的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)，提高學(xué)生的實驗探究能力，為學(xué)生提供運用理論知識解決實際問題的機會.學(xué)生分組實驗的成敗直接影響學(xué)生的實驗操作積極性，關(guān)系著生物課程學(xué)習(xí)的效率.在高中生物必修一教材中涉及的學(xué)生實驗中接近半數(shù)的實驗是需要借助顯微鏡觀察才能完成的.在實驗過程中首先需要提供完好易于操作的顯微鏡，實現(xiàn)實驗教學(xué)的高效率還需要教師不斷研究改進生物實驗的材料、用具等.除此之外，運用顯微鏡操作的實驗與投屏等信息技術(shù)融合可以大大提高實驗教學(xué)的效率，可以有效激發(fā)學(xué)生的實驗積極性，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng).

“生物組織中脂肪的鑒定”實驗是人教版高中生物必修一“生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”中需要借助顯微鏡觀察才能完成的一個實驗，但該實驗無論是從實驗材料選擇還是實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)方式方面存在創(chuàng)新改進的地方.為能提高實驗教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力，鍛煉學(xué)生的實驗操作技能，將信息技術(shù)運用于實驗中，大大提高了課堂實驗效率.

下面從實驗材料的改進和顯微鏡圖像呈現(xiàn)方式的創(chuàng)新兩個方面分析優(yōu)化實驗的策略.

1 實驗材料改進的分析與策略

1.1 教材脂肪鑒定實驗選材的弊端

(1)“生物組織中脂肪鑒定”實驗中選用的材料是花生種子，在實驗開始2h前需要浸泡花生種子，浸泡時間不能太短，花生種子會過硬，導(dǎo)致切片過厚無法觀察；浸泡時間不能過長，花生種子過于酥軟，導(dǎo)致切片無法成型.

(2)實驗中對花生種子進行切片時難度較大，對學(xué)生徒手切片技術(shù)要求較高，還有實驗時間的限制等因素的影響，花生種子徒手切片步驟需要改進.

1.2 實驗材料的改進策略

基于以上分析，選擇花生種子徒手切片是無法高效完成脂肪鑒定實驗的.經(jīng)過大量查閱資料和反復(fù)的實踐，用花生種子的內(nèi)膜(一層生物膜)代替花生種子徒手切片可以解決以上問題，可以實現(xiàn)學(xué)生當(dāng)堂完成還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)三種物質(zhì)的鑒定.

1.3 實驗操作注意事項

一般情況下，選用花生種子內(nèi)膜進行脂肪的鑒定時，只需要在實驗前兩天浸泡花生種子，不需要考慮浸泡時間過長而影響花生內(nèi)膜裝片的制取.因為學(xué)生首次接觸花生內(nèi)膜裝片的制備，所以快速掌握技巧很重要.可以將浸泡后的花生子葉從外側(cè)不完全切斷，將未切斷的兩部分朝相反方向輕輕撕取內(nèi)膜.用鑷子夾取少許內(nèi)膜就可以完成染色和裝片的制作.

2 顯微鏡圖像呈現(xiàn)方式的創(chuàng)新

信息技術(shù)與顯微鏡操作技術(shù)有效結(jié)合可以發(fā)揮傳統(tǒng)顯微觀察所達不到的效果.下面從傳統(tǒng)顯微觀察中存在的不足和應(yīng)用信息技術(shù)觀察顯微圖像的優(yōu)點兩個方面分析創(chuàng)新“生物組織中脂肪鑒定”的實驗.

2.1 傳統(tǒng)顯微觀察中存在的不足

“生物組織中脂肪鑒定”實驗需要利用顯微鏡觀察染色后的脂肪顆粒.本實驗的顯微示意圖沒有出現(xiàn)在教材實驗中，由于染色效果不盡相同，有些學(xué)生觀察到的脂肪顆粒是淺橙色的；而有的學(xué)生制好裝片后需要等待幾分鐘才能觀察到比較清晰的脂肪細(xì)胞；還有的學(xué)生觀察到的可能是水泡，這些情況下學(xué)生會遇到困惑，無法確定自己的實驗是否成功，觀察到的現(xiàn)象是否為脂肪顆粒.

另一方面顯微鏡下觀察到的脂肪顆粒較小，師生無法同時看到實驗現(xiàn)象，教師無法準(zhǔn)確地找到參照物并給予指導(dǎo)分析，大大降低了課堂實驗的效率.

2.2 應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化“生物組織中脂肪鑒定”實驗優(yōu)勢

如今有聯(lián)網(wǎng)投屏功能的顯微鏡價格較高，只適合教師使用.很多學(xué)校沒有條件為每位學(xué)生配置較為先進能投屏和圖像畫面共享的顯微鏡.

(1)“生物組織中脂肪鑒定”實驗中運用手機和電腦以及投屏軟件實現(xiàn)了學(xué)生脂肪鑒定實驗現(xiàn)象的電腦投屏，方便學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象，解決了實驗圖像可見度小，無法觀察到清晰物像的困難，使學(xué)生能清楚地觀察到實驗物像，從而很好地達到了實驗?zāi)康?

(2)有利于教師及時從手機屏幕或電腦屏幕上快速觀察到學(xué)生的實驗進度和實驗結(jié)果.幫助教師與學(xué)生之間進行無障礙溝通，提供了實驗教學(xué)的效率.

(3)增強了實驗教學(xué)的趣味性，有利于激發(fā)學(xué)生科學(xué)研究欲望.學(xué)生可以利用投屏技術(shù)將自己觀察到的顯微圖像第一時間分享給全班同學(xué)，能增強學(xué)生做實驗的積極性.

2.3 應(yīng)用信息技術(shù)優(yōu)化實驗的策略

(1)“生物組織中脂肪鑒定”實驗中需要一個筆記本電腦，下載安裝投屏軟件，如“一鍵投影”等可以實現(xiàn)手機和電腦屏幕的互動.

(2)20多部廢棄不用的手機，下載安裝與電腦相同的投屏軟件.在顯微鏡上安裝專用手機架，固定手機.電腦和手機通過同一投屏軟件就可以實現(xiàn)顯微畫面圖像實時互動.

3 信息技術(shù)優(yōu)化實驗教學(xué)的拓展應(yīng)用

高中生物人教版必修教材實驗包括觀察類、探究類、模型建構(gòu)類.其中必修一共10個實驗，必修二有3個實驗，必修三有6個實驗.共13個觀察探究類實驗中就有7個實驗需借助顯微鏡觀察(見表1).從實驗教學(xué)的目標(biāo)分析，觀察細(xì)胞形態(tài)、分布的實驗效果較理想，而觀察細(xì)胞及細(xì)胞內(nèi)的動態(tài)生理變化的實驗現(xiàn)象不清晰，實驗結(jié)果不理想.涉及的具體實驗內(nèi)容及觀察效果的統(tǒng)計見表2.

表1

表2

在以上觀察類實驗中，“使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞”、“用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體”等實驗的共同點是觀察對象為細(xì)胞或細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞器，觀察目標(biāo)為細(xì)胞的形態(tài)及細(xì)胞器在細(xì)胞中的分布.觀察時利用普通光學(xué)顯微鏡觀察效果比較明顯.但是受光學(xué)顯微鏡分辨率、學(xué)生制作裝片的水平等因素的影響，諸如“觀察脂肪在細(xì)胞中的分布”、“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”等實驗中觀察效果不是很理想.例如“觀察脂肪在細(xì)胞中的分布”實驗中，高倍鏡下脂肪顆粒較少，而且在暗視野下不容易辨別橘黃色的脂肪顆粒.

嘗試?yán)矛F(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)化上述觀察類實驗，效果較好.利用手機及投屏技術(shù)可以將顯微圖像盡可能放大并投屏在電腦屏幕上，可以清楚地看到多個橘黃色脂肪顆粒、辨別有絲分裂不同時期.在運用信息技術(shù)優(yōu)化“植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗中可以明顯地觀察到植物液泡體積變化的過程，幫助學(xué)生深入理解“質(zhì)壁分離與復(fù)原的原理”.

還有2個鑒定類實驗是必修一教材中“檢測生物組織中糖類和蛋白質(zhì)”以及“葉綠體中色素的提取與分離”，實驗的難度較小現(xiàn)象明顯，但由于缺少標(biāo)準(zhǔn)實驗結(jié)果對照，學(xué)生對本小組實驗成功與否，無法做出準(zhǔn)確的判斷.應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)可將教師的示范實驗結(jié)果展示到與顯微鏡連接的顯示屏上，學(xué)生可以對照自己的實驗結(jié)果，及時做出正確的判斷并尋找實驗失敗的原因.

以上實驗往往涉及裝片的制作及使用顯微鏡觀察裝片等操作步驟，特別是對顯微鏡的使用要求更高.這類實驗要求學(xué)生必須了解顯微鏡的成像原理、熟練掌握顯微鏡操作技能、靈活運用顯微鏡操作技巧.顯微鏡基本操作技能是開展相關(guān)實驗的基礎(chǔ)，學(xué)生經(jīng)過短期的訓(xùn)練需要掌握以下要領(lǐng)：

(1)顯微鏡安放在略偏左桌面上.光對好后絕對不能隨意挪動顯微鏡的位置.

(2)對光后，視野中必須是亮白狀態(tài).需要反復(fù)對比調(diào)試直到最佳狀態(tài).

(3)視野下尋找理想的細(xì)胞時，移動裝片遵循“同向原則”，物像是虛像，物像在哪側(cè)就往哪側(cè)移.

在學(xué)生們掌握操作技巧并能熟練操作顯微鏡的情況下，像“觀察植物的吸水和失水”這樣的實驗，要求學(xué)生觀察生活狀態(tài)下植物細(xì)胞質(zhì)壁分離的過程.運用多媒體技術(shù)改進實驗現(xiàn)象顯示的方式，如用數(shù)字顯微鏡通過電腦以及大屏幕投影儀展示給全體學(xué)生，可以使物像清晰，細(xì)胞細(xì)微的動態(tài)變化過程一目了然.毋庸置疑，高效的生物課堂實驗教學(xué)離不開信息技術(shù)的協(xié)助，實驗與技術(shù)相互融合，相互促進才能更有效地開展實驗教學(xué).

通過對“生物組織中脂肪鑒定”實驗的優(yōu)化，使該實驗難度大大降低，教師準(zhǔn)備實驗材料的階段要求降低、學(xué)生實驗階段取材操作步驟簡化，實驗成功率高.不僅提高了該實驗的開出率，而且給學(xué)生提供了更多的實驗探究的機會，提高了學(xué)生的生物核心素養(yǎng).