微時代下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
——以“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”為例

裘圓圓 張 呂

（1 浙江省嵊州中學(xué) 浙江紹興 312400 2 浙江省嵊州市高級中學(xué) 浙江紹興 312400）

隨著智能手機(jī)的流行和微信等的發(fā)展，人們步入了一個信息高度發(fā)達(dá)的“微時代”。一個以信息數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)，使用數(shù)字通信技術(shù)，運(yùn)用音頻、視頻、文字、圖像等多種方式，通過新型的、移動便捷的顯示終端，進(jìn)行以實(shí)時、互動、高效為主要特征的傳播活動的新的傳播時代。“微時代”對傳統(tǒng)教育提出了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的教育模式、課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)和學(xué)生的獲知途徑已經(jīng)不適應(yīng)信息化發(fā)展的要求，所以在微時代背景下，教學(xué)要有“微變化”。本文通過具體實(shí)例，將智能手機(jī)引入教學(xué)課堂，借助微信等媒介進(jìn)行教學(xué)嘗試，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新引向深入，從而達(dá)到有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

1 教學(xué)策略

1.1 細(xì)心審視，準(zhǔn)確定位學(xué)習(xí)任務(wù) “觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”是浙科版《生物》必修1 第3 章第2 節(jié)“物質(zhì)出入細(xì)胞的方式”的活動，是倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，發(fā)展探究能力的良好素材。通過創(chuàng)設(shè)探究情境，學(xué)生能很好地體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，掌握科學(xué)探究的方法，形成質(zhì)壁分離和復(fù)原等重要概念，培養(yǎng)科學(xué)探究、理性思維等生物學(xué)科的核心素養(yǎng)。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將“質(zhì)壁分離和復(fù)原”概念的理解作為教學(xué)重點(diǎn)，將實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作作為教學(xué)的難點(diǎn)。以問題驅(qū)動式展開探究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，誘導(dǎo)學(xué)生的探究思維，讓學(xué)生設(shè)計(jì)和實(shí)施一系列的探究實(shí)驗(yàn)，完成“質(zhì)壁分離和復(fù)原”這一概念的教學(xué)。

1.2 精心籌劃，引向?qū)嶒?yàn)創(chuàng)新 為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，教師精心構(gòu)建了基于微信平臺的微時代下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)路徑。課前利用微信公眾平臺進(jìn)行自主個性化學(xué)習(xí)，為課堂探究的開展提供支持。在課堂教學(xué)中采用“5E”教學(xué)模式，運(yùn)用各種信息技術(shù)手段突破實(shí)驗(yàn)教學(xué)的瓶頸。課后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果上傳到微信公眾平臺分享交流，實(shí)現(xiàn)基于微信平臺下實(shí)驗(yàn)探究的可持續(xù)發(fā)展。

2 教學(xué)過程

2.1 課前準(zhǔn)備 教師將質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)的微視頻和自主學(xué)習(xí)任務(wù)單上傳到微信公眾平臺。學(xué)生通過微視頻學(xué)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒂镁吆头椒ú襟E，并填好自主學(xué)習(xí)單。通過自主學(xué)習(xí)讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，為之后的實(shí)驗(yàn)探究做準(zhǔn)備。此外各實(shí)驗(yàn)小組長參與準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的過程中將教材中的常規(guī)實(shí)驗(yàn)提前做一遍，這樣有助于對組員進(jìn)行培訓(xùn)和示范，使組員了解實(shí)驗(yàn)流程和操作的注意事項(xiàng)。

2.2 課堂探究

2.2.1 吸引（engagement） 教師展示“蔥花”的形成與消失實(shí)驗(yàn)：將底部剪開的蔥葉浸在清水中，底部漸漸向外彎曲，約50 s 后形成漂亮的“蔥花”，稍后，把“蔥花”再放入鹽水中，“蔥花”逐漸萎蔫。然后提出問題讓學(xué)生從細(xì)胞角度解釋“蔥花”形成與消失的原因。

設(shè)計(jì)意圖： 創(chuàng)設(shè)魔術(shù)般的實(shí)驗(yàn)情境，設(shè)疑激趣，引導(dǎo)學(xué)生從宏觀現(xiàn)象轉(zhuǎn)到微觀細(xì)胞角度的研究，順利地進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的教學(xué)。

2.2.2 探究（exploration） 教師展示學(xué)生自主學(xué)習(xí)單上提出的問題： ①為什么要用紫色洋蔥鱗片葉？其他材料是否可以？②不同濃度的蔗糖溶液都能引起質(zhì)壁分離嗎？③為什么要用蔗糖溶液？能否用其他試劑？引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決上述疑問，嘗試讓學(xué)生改用實(shí)驗(yàn)材料——黑藻，選用NaCl 溶液做進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)。教師對學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和修正。不同小組可探究不同問題，主要是完成3 個探究任務(wù)：①探究理想的實(shí)驗(yàn)材料；②探究不同濃度的蔗糖溶液對黑藻的影響；③探究不同濃度的NaCl 溶液對黑藻的影響。學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時，需要將質(zhì)壁分離和復(fù)原的整個動態(tài)過程及時記錄和保存，但由于本校沒有數(shù)碼顯微鏡，所以自制了簡易的數(shù)碼顯微鏡（圖1），添置手機(jī)夾將手機(jī)固定在顯微鏡上的目鏡上，打開手機(jī)的攝像頭，即可在手機(jī)上看到顯微鏡下的視野。各小組對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行拍照或錄像，并做好實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果的共享。

圖1 自制數(shù)碼顯微鏡

設(shè)計(jì)意圖：通過自主設(shè)計(jì)操作實(shí)驗(yàn)，鍛煉了學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)了創(chuàng)造力，提升了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力，提高了生物的核心素養(yǎng)。

2.2.3 解釋（explanation） 一些小組代表上臺用準(zhǔn)確的術(shù)語介紹本小組探究的結(jié)果，闡述對質(zhì)壁分離和復(fù)原的理解。為更好地展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，需要將手機(jī)中拍下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果同步到投影儀上，為此使用了itools 的Airplay，讓手機(jī)和電腦無線連接，使手機(jī)屏幕投影到投影儀上，操作優(yōu)點(diǎn)是只需簡單的2 步，即可實(shí)現(xiàn)在同一wifi 環(huán)境下，手機(jī)和投影儀無線同步。這樣就可以對不同小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行即時、交互式討論分析，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)下的互動課堂。

通過實(shí)驗(yàn)和小組間的相互交流，學(xué)生見證了質(zhì)壁分離和復(fù)原過程中中央大液泡、原生質(zhì)層、細(xì)胞大小的變化，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)壁分離和復(fù)原過程所需要的時間與溶液濃度大小有關(guān)，明白了植物細(xì)胞過度失水死亡后，不能再發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，也明白了當(dāng)外界溶液為NaCl 等溶液時，還會發(fā)生質(zhì)壁分離后自動復(fù)原現(xiàn)象。通過討論和分析，學(xué)生對質(zhì)壁分離和復(fù)原這一概念有了更深入的理解，明確了質(zhì)壁分離和復(fù)原的條件，同時對該實(shí)驗(yàn)操作的注意點(diǎn)和干擾因素有了進(jìn)一步的認(rèn)識。教師再在此基礎(chǔ)上稍作點(diǎn)撥和歸納，幫助學(xué)生完成從感性到理性，從特殊到一般的超越，實(shí)現(xiàn)對質(zhì)壁分離和復(fù)原這一概念的重新構(gòu)建。

設(shè)計(jì)意圖：通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比展示、分析與交流，培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析、解決問題的能力。小組匯報培養(yǎng)了學(xué)生的表達(dá)交流的能力。

2.2.4 遷移（elaboration） 請興趣小組展示“探究保衛(wèi)細(xì)胞吸水和失水與氣孔開閉的關(guān)系”的研究成果。教師引導(dǎo)學(xué)生對此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋。學(xué)生積極思考，用所學(xué)知識“滲透”“質(zhì)壁分離”順利解決實(shí)際問題。

設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步直觀體驗(yàn)，加深學(xué)生對植物細(xì)胞滲透作用的理解，鼓勵學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)新知識解決相關(guān)問題，提升學(xué)生的知識遷移能力。

2.2.5 評價（evaluation） 評價是“5E”教學(xué)模式中不可缺少的環(huán)節(jié)，其主要目的是激發(fā)學(xué)生的成就感和推動學(xué)生不斷反思、 修正和深化對概念知識的理解。本環(huán)節(jié)設(shè)置了學(xué)生自評、生生互評和教師評價這3 種評價方式，讓所有的學(xué)生關(guān)注評價、參與評價，使學(xué)生在評價中交流，在交流中學(xué)習(xí)。評價結(jié)果表明，絕大多數(shù)學(xué)生能正確理解質(zhì)壁分離和復(fù)原的概念，熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作技巧，并能用所學(xué)的知識解決相關(guān)的新問題，說明本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)已有效地達(dá)成。

設(shè)計(jì)意圖：有效評價激活了課堂氛圍，促進(jìn)了課堂交流，還能讓學(xué)生更加全面地認(rèn)識自己，增進(jìn)師生之間的感情，提升了教學(xué)效果。

2.3 課后延伸 由于課堂時間的限制，無法將每一小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)中存在的問題一一展示交流，所以需要課后延伸。課后各小組將實(shí)驗(yàn)資料和數(shù)據(jù)以實(shí)驗(yàn)報告的形式上傳到微信公眾平臺上的作業(yè)評價菜單中，共享數(shù)據(jù)，進(jìn)一步討論交流。最后借助這個平臺進(jìn)行點(diǎn)評、投票，選出最佳小組。

設(shè)計(jì)意圖： 由課堂延續(xù)到課后，讓學(xué)習(xí)更完整，興趣更濃厚。

3 實(shí)驗(yàn)反思

本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)探究活動是為構(gòu)建生物學(xué)概念服務(wù)的，通過多個探究實(shí)驗(yàn)構(gòu)建質(zhì)壁分離和復(fù)原這一科學(xué)概念?；仡櫛緦?shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有多處創(chuàng)新：新材料與新試劑的使用；方法和裝置的改進(jìn)；信息技術(shù)的有效整合。基于微信公眾平臺的教學(xué)方式突破了時空的限制，增加了師生的互動，整合了課堂內(nèi)外資源，提高了教學(xué)的有效性。實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新增強(qiáng)了本實(shí)驗(yàn)的可操作性和探究性，學(xué)生在探究過程中訓(xùn)練了各項(xiàng)技能，培養(yǎng)了多方面的能力，有利于提升他們的生物學(xué)核心素養(yǎng)。