“觀察葉綠體和線粒體”實(shí)驗(yàn)的分層遞進(jìn)設(shè)計(jì)

黃 丹 宋麗莎

(貴州省黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院 都勻 558000)

“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”是人教版高中生物學(xué)教材必修1模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)明易懂，教材中的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生需要掌握臨時(shí)裝片的制作、染色、顯微觀察等生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能。完成此實(shí)驗(yàn)對(duì)于多數(shù)學(xué)生來說游刃有余。為更好地在實(shí)驗(yàn)中激發(fā)學(xué)生動(dòng)手探究生物奧秘的興趣、增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心、逐步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作的能力，對(duì)此實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行多方案發(fā)散設(shè)計(jì)將能起到促進(jìn)作用。根據(jù)學(xué)生存在的個(gè)體差異，把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為A、B、C三個(gè)水平，以適應(yīng)低、中、高水平學(xué)生的需要，教學(xué)面向全體學(xué)生，保證所有學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)過程中均有收獲。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)分析

本實(shí)驗(yàn)的目的要求為“使用高倍顯微鏡觀察葉綠體、線粒體的形態(tài)和分布”。在目標(biāo)單一的基礎(chǔ)上，可根據(jù)學(xué)生的真實(shí)水平和學(xué)習(xí)需求，設(shè)置A、B、C三個(gè)水平的知識(shí)能力目標(biāo)；A水平目標(biāo)針對(duì)低水平學(xué)生設(shè)置，要求學(xué)生分別用一種材料驗(yàn)證性觀察葉綠體和線粒體；B水平目標(biāo)針對(duì)中等水平學(xué)生設(shè)置，要求學(xué)生在教師提供的材料中探究最適合的觀察材料；C水平目標(biāo)針對(duì)高水平學(xué)生設(shè)置，要求學(xué)生根據(jù)教師提供的影響因素，自主選擇并設(shè)計(jì)探究方案以完成探究性實(shí)驗(yàn)。三個(gè)水平的目標(biāo)分別從驗(yàn)證→比較→探究的層面依次遞進(jìn)，通過異質(zhì)分組循序漸進(jìn)實(shí)現(xiàn)知識(shí)和能力的提升，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生合作精神和科學(xué)探究思維。

2 分層實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的重設(shè)與分層，在研究相關(guān)實(shí)驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，提出適合低、中、高學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)方案。

2.1 觀察葉綠體 方案A: 以黑藻葉片為實(shí)驗(yàn)材料，制作臨時(shí)裝片，在高倍顯微鏡下觀察葉綠體的形態(tài)和分布；方案B: 分別以黑藻葉片、菠菜葉和洋蔥鱗莖內(nèi)表皮為實(shí)驗(yàn)材料，制作臨時(shí)裝片，在高倍顯微鏡下觀察葉綠體的形態(tài)和分布，并比較觀察效果；方案C: 從B中選擇最佳材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究溫度或光照[1](二選一)對(duì)細(xì)胞質(zhì)流速的影響。

2.2 觀察線粒體 方案A: 以人口腔上皮細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，制作臨時(shí)裝片，染色后在高倍顯微鏡下觀察線粒體的形態(tài)和分布；方案B: 分別以人口腔上皮細(xì)胞、新鮮豬肝和洋蔥鱗莖內(nèi)表皮為實(shí)驗(yàn)材料，制作臨時(shí)裝片，染色后在高倍顯微鏡下觀察線粒體的形態(tài)和分布，并比較觀察效果；方案C: 從B中選擇最佳材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究染色時(shí)間或染液濃度[2](二選一)對(duì)觀察效果的影響。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的組織

3.1 實(shí)驗(yàn)小組的建立 圍繞分組時(shí)體現(xiàn)“互補(bǔ)互助、協(xié)調(diào)和諧、異質(zhì)搭配”的原則，采用“121”分組模式，即在4人一組的成員結(jié)構(gòu)中，1人處于高水平，2人中等水平，1人低水平。低水平組員主持A方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，中等水平組員主持B方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，高水平組員主持C方案實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。組員之間相互合作、相互評(píng)價(jià)，甚至相互學(xué)習(xí)、相互監(jiān)督以完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng)方案。

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施 在實(shí)驗(yàn)課前，教師根據(jù)“121”分組模式對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行分組，布置預(yù)習(xí)任務(wù)，同時(shí)播放人教版的實(shí)驗(yàn)視頻向?qū)W生演示基本的實(shí)驗(yàn)過程，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作的理解。

3.2.1 實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案 在實(shí)驗(yàn)課開始時(shí)，教師首先明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案向各組學(xué)生分配實(shí)驗(yàn)任務(wù)，發(fā)放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)材料。各組根據(jù)流程開展實(shí)驗(yàn)。①在低水平和中等水平要求中，學(xué)生分別制作臨時(shí)裝片；同時(shí)在高水平要求中，學(xué)生選擇影響因素、設(shè)計(jì)探究方案，以提高時(shí)間利用率。②中低水平要求學(xué)生把裝片置于顯微鏡下觀察，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。觀察線粒體時(shí)記得要先染色再觀察；高水平要求學(xué)生進(jìn)一步設(shè)計(jì)和完善探究方案。③參與高水平實(shí)驗(yàn)的學(xué)生根據(jù)中低水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置對(duì)照并控制影響因素的差異梯度，組織小組成員完成探究實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

3.2.2 交流討論 組員之間相互交流各方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論實(shí)驗(yàn)成敗的原因，參與低、中、高水平實(shí)驗(yàn)的學(xué)生分別陳述個(gè)人主持的方案結(jié)果，選出代表向全班展示本組實(shí)驗(yàn)結(jié)論，同時(shí)撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià) 本實(shí)驗(yàn)建議采用表現(xiàn)性評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生在完成任務(wù)過程中的認(rèn)知、情感、技能和學(xué)習(xí)成果等方面進(jìn)行實(shí)際考查。根據(jù)高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，編制相應(yīng)的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)量表進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)過程采用自評(píng)和他評(píng)，他評(píng)主要由小組成員完成。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)量表在正式實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)放給學(xué)生每人一份，學(xué)生根據(jù)個(gè)人主持的實(shí)驗(yàn)方案參閱評(píng)價(jià)項(xiàng)目并自評(píng)或邀請(qǐng)組員進(jìn)行他評(píng)。評(píng)價(jià)要點(diǎn)可作為有效的教學(xué)工具，用于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和行為的指導(dǎo)。學(xué)生的最終得分=自評(píng)分×30%+他評(píng)分×70%。

4 教學(xué)建議

由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展，建議實(shí)驗(yàn)安排2個(gè)課時(shí)進(jìn)行。第1課時(shí)完成“觀察葉綠體”實(shí)驗(yàn)，第2課時(shí)完成“觀察線粒體”實(shí)驗(yàn)。如果高水平學(xué)生未能當(dāng)堂設(shè)計(jì)出探究方案，建議教師在課前就把實(shí)驗(yàn)方案告知學(xué)生，讓學(xué)生有更充分的時(shí)間準(zhǔn)備。

教師在課前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分組，在遵循自愿的基礎(chǔ)上，綜合學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、能力、特長(zhǎng)、性別等因素，把學(xué)生編成“121”四人小組。

在實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)中，教師要轉(zhuǎn)變觀念，由傳統(tǒng)的知識(shí)傳授者、學(xué)生學(xué)習(xí)的控制者，向?qū)W生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、組織者、合作者、幫助者等轉(zhuǎn)變，以更好地發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性和能動(dòng)性。此外，教師在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要善于批評(píng)與反思，為下一次生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重建提供有意義的參考和建議。

(基金項(xiàng)目：黔南民族師范學(xué)院2014年度教育碩士研究生教育質(zhì)量工程項(xiàng)目，No.14YJS021；*通訊作者)