網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微互動支持下的“單細(xì)胞生物”觀察

陳 慧

(廣東省東莞中學(xué)初中部 523000)

初中生物學(xué)教學(xué)常伴有小實驗，邊做邊學(xué)。大多數(shù)實驗學(xué)生都能參與完成，但“單細(xì)胞生物”這一節(jié)實驗雖然生動有趣，可實驗材料較難找，許多學(xué)校就不開設(shè)此實驗。即便找到草履蟲，在普通光學(xué)顯微鏡下，也只能觀察到形態(tài)和運動，較難看清草履蟲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過數(shù)碼顯微鏡和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微互動平臺的結(jié)合，學(xué)生可在較大的屏幕下觀察顯微鏡下的細(xì)微結(jié)構(gòu)，還能拍照錄像，便于資料保存。教師也能同步調(diào)用顯微視頻來進(jìn)行教學(xué)，快速高效，大大節(jié)省實驗時間。教師在“單細(xì)胞生物”一節(jié)教學(xué)中，嘗試在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微互動平臺的支持下，進(jìn)行初中生物學(xué)實驗的教學(xué)。

1 設(shè)計階段

“單細(xì)胞生物”一節(jié)學(xué)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)為：說明單細(xì)胞生物可以獨立完成生命活動，舉例說出單細(xì)胞生物與人類的關(guān)系，使用顯微鏡觀察草履蟲，進(jìn)一步強(qiáng)化顯微鏡操作技能。通過課前與學(xué)生的交流，了解到學(xué)生對“單細(xì)胞生物”的認(rèn)識僅局限于字面上的理解——只有一個細(xì)胞的生物，對照教材也只能認(rèn)識幾種單細(xì)胞生物的形態(tài)，從未真正見過任何一種單細(xì)胞生物；學(xué)生可以較熟練地使用普通光學(xué)顯微鏡，卻對數(shù)碼顯微鏡聞所未聞。

通過教材分析和學(xué)情分析，進(jìn)行該節(jié)課的教學(xué)設(shè)計：①通過“一滴水”實驗來吸引學(xué)生：學(xué)生第一次從顯微鏡下認(rèn)識到“原來一滴看似平淡的池塘水中，居然有那么多的小生命游來游去”，以此激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入新課；②圖片展示常見單細(xì)胞生物：單細(xì)胞生物種類繁多，以草履蟲為例了解它的形態(tài)結(jié)構(gòu)，并引入“觀察草履蟲”實驗環(huán)節(jié)；③以兩位學(xué)生為小組，用數(shù)碼顯微鏡觀察草履蟲，先低倍鏡觀察形態(tài)，再高倍鏡觀察結(jié)構(gòu)，從宏觀到微觀，教師采用“邊實驗、邊學(xué)和邊講解”的形式，實驗中采取視頻顯微互動，體現(xiàn)“做中學(xué)”的課程新理念；④展示應(yīng)激性視頻：體現(xiàn)草履蟲的生物特征；⑤總結(jié)單細(xì)胞生物與人類的關(guān)系，回歸生活，情感教育。

2 準(zhǔn)備階段

2.1 材料準(zhǔn)備和培養(yǎng) 草履蟲在大城市里較難找到，需要重新采集與長時間的培養(yǎng)。教師試著在“淘寶”網(wǎng)上購買，并在草履蟲培養(yǎng)液中滴加幾滴牛奶，用于滋生細(xì)菌，供給草履蟲食物。幾天后，草履蟲會大量繁殖。在培養(yǎng)瓶口上放置一張紙巾，既能保證氧氣供給，又可避免受到污染，待用。

2.2 實驗方法的改進(jìn) 在實驗玻片標(biāo)本制作過程中，草履蟲運動過快是實驗中重點需要解決的問題。教材中是采用棉花纖維方法，經(jīng)過多次實踐認(rèn)為學(xué)生較難控制好棉花纖維的用量，太多會影響觀察，太少又不能限制草履蟲的運動。因此，教師嘗試用面粉糊的方法(將1.5 g小麥面粉放人100 mL水中,攪拌均勻,加熱至沸騰,然后繼續(xù)小火加熱，5 min后,用流水迅速將混合物冷卻至室溫即可備用)。經(jīng)過反復(fù)實踐發(fā)現(xiàn)，面粉糊呈透明膠狀，可有效地限制草履蟲的運動，且不影響觀察，還可觀察到草履蟲的旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，食物泡的形成過程以及遇到淀粉粒后退的現(xiàn)象等，觀察效果較好。

2.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微實驗室 在科學(xué)館工作人員的幫助下，課前熟悉設(shè)備與環(huán)境。還需在課前短時間內(nèi)教會學(xué)生操作數(shù)碼顯微鏡以及其他附屬功能，如拍照和錄像功能等。

3 實施階段

3.1 “一滴水”實驗來導(dǎo)入，初步體驗顯微課堂 ①提問：同學(xué)們，今天老師帶來一瓶池塘水，大家猜猜一滴池塘水里面有什么？學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗會答出“有微生物、單細(xì)胞生物……”等；②引入實驗：大家一起動手讓顯微鏡告訴我們實驗答案；③顯微互動：學(xué)生通過數(shù)碼顯微鏡觀察，在顯微鏡鏡頭里可以清晰地看到一些正在活動的單細(xì)胞生物(如小球藻)。教師點擊立即調(diào)用顯微視野來教學(xué)，讓每位學(xué)生都能感受到微生物世界的奇妙。學(xué)生可拍下單細(xì)胞生物活動的照片或視頻。

3.2 數(shù)碼顯微鏡觀察草履蟲，進(jìn)行顯微互動學(xué)習(xí) ①圖片展示：用圖片展示常見的單細(xì)胞生物，并引入“觀察草履蟲”實驗；②進(jìn)行“觀察草履蟲”實驗：學(xué)生在閱讀教材的基礎(chǔ)上借助數(shù)碼顯微鏡可看到草履蟲的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，教師把學(xué)生的實驗觀察結(jié)果通過顯微互動平臺展示，逐步幫助學(xué)生建構(gòu)和理解 “單細(xì)胞生物即只有一個細(xì)胞的生物”這一重要概念。從觀察草履蟲的運動(纖毛)、呼吸(表膜)、取食和消化(口溝、食物泡)、排泄(收集管、伸縮泡、表膜)、排遺(胞肛)和繁殖(分裂)等方面，突出結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系。

3.3 拓展實驗延伸探究活動，升華課外知識 草履蟲的應(yīng)激性實驗是在教材的課后習(xí)題中出現(xiàn)，一般是以視頻的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。如果學(xué)生親自制作玻片、觀察并總結(jié)規(guī)律，這樣親身的實驗經(jīng)歷效果更好。通過課外探究，升華學(xué)科知識點。拓展實驗在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動的支持下，完全可以輕松地實現(xiàn)：①應(yīng)激性實驗：用草履蟲的培養(yǎng)液制作成對照組和實驗組玻片，在實驗組的液滴一端放入少許食鹽，將實驗組和對照組分別放在數(shù)碼顯微鏡下，觀察草履蟲的活動情況，并用數(shù)碼顯微鏡錄像功能記錄；②單細(xì)胞生物與人類的關(guān)系：介紹草履蟲具有污水凈化的作用貼近生活，學(xué)生更感興趣，也易于掌握；③情感教育：某些單細(xì)胞生物大量繁殖時可形成赤潮現(xiàn)象，危害農(nóng)業(yè)，由此強(qiáng)調(diào)“從我做起，愛護(hù)環(huán)境”的情感教育。