手機(jī)顯微攝影在生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

施佳樂(lè)

摘 要：利用手機(jī)和普通生物顯微鏡組合，對(duì)生物實(shí)驗(yàn)材料洋蔥細(xì)胞進(jìn)行顯微拍照，相對(duì)于傳統(tǒng)方法更易于掌握， 且節(jié)省成本；通過(guò)學(xué)生的親身體驗(yàn)、動(dòng)手操作，充分利用實(shí)驗(yàn)、媒介資源，實(shí)現(xiàn)信息共享與交流，有效落實(shí)三維目標(biāo)，增強(qiáng)課堂教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：生物實(shí)驗(yàn)；顯微攝影；洋蔥細(xì)胞

生物顯微攝影是將生物在顯微鏡下可見(jiàn)的微觀形態(tài)利用相機(jī)拍照， 從而真實(shí)客觀地將其記錄和保存下來(lái)的一種方法。傳統(tǒng)的顯微照相是使目鏡中的影像投射出來(lái)， 讓與其相接的相機(jī)中的膠片感光， 然后通過(guò)沖洗、曬相得到生物微觀形態(tài)的照片[1]。該套照相系統(tǒng)相當(dāng)昂貴， 而且操作復(fù)雜， 需要操作者具有較豐富而熟練的操作經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)實(shí)高中生物教學(xué)中，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備局限，實(shí)驗(yàn)條件限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中無(wú)法及時(shí)有效地將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的微觀物象呈現(xiàn)給學(xué)生，也無(wú)法拍攝和保存實(shí)驗(yàn)的成果，更難以開(kāi)展匯報(bào)與交流活動(dòng)。但隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，利用平板智能手機(jī)進(jìn)行顯微照相，可以輕松解決這些困難，其操作簡(jiǎn)單，容易掌握，克服了交流上的障礙，實(shí)現(xiàn)資源共享，并提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

浙科版《生物學(xué)》“必修Ⅰ·分子與細(xì)胞”中共有17個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，其中多個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及顯微鏡使用，且多個(gè)實(shí)驗(yàn)選擇以洋蔥作為實(shí)驗(yàn)材料[2]。洋蔥屬百合科蔥屬，為2年生草本植物，具有取材容易、價(jià)格便宜、易于培養(yǎng)、不受時(shí)間限制等優(yōu)點(diǎn)，是高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常用實(shí)驗(yàn)材料。下面就洋蔥為實(shí)驗(yàn)材料涉及顯微鏡觀察的相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納總結(jié)，見(jiàn)表1。

一、 拍攝方法

（一）顯微鏡調(diào)節(jié)

將含有標(biāo)本的玻片放置于載物臺(tái)上，由低倍鏡開(kāi)始選擇合適的物鏡（本試驗(yàn)選用40×），找到拍攝目的物，將其移至視野中央。調(diào)整至物象形態(tài)清晰， 調(diào)節(jié)光圈，使標(biāo)本線(xiàn)條清晰反差較大。

（二）拍攝步驟

平板智能手機(jī)即可，具有800萬(wàn)像素和自動(dòng)調(diào)焦鏡頭，支持視頻錄制。將顯微鏡光源調(diào)至最亮。手持穩(wěn)機(jī)身，將鏡頭靠至目鏡前， 同時(shí)握住目鏡筒，使鏡頭輕靠目鏡并注意保護(hù)鏡頭。找到拍攝目的物，調(diào)整焦距，使目的物大小適宜[3]。以下是學(xué)生用平板智能手機(jī)拍攝到的若干照片（圖1～圖4，10×40）。

二、教學(xué)優(yōu)勢(shì)

（一） 媒介資源開(kāi)發(fā)

隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，平板智能手機(jī)不僅用于通訊，而且具備拍照攝像、無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)、視頻通話(huà)和淘寶購(gòu)物等多樣化功能。在學(xué)校實(shí)驗(yàn)資源受限的情況下，利用手機(jī)和普通生物顯微鏡組合，可將清晰完整圖像拍攝下來(lái)，保存在手機(jī)文件夾中并命名。對(duì)于一些動(dòng)態(tài)觀察實(shí)驗(yàn)，如觀察細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)、觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原等，學(xué)生可以開(kāi)啟進(jìn)入手機(jī)錄制狀態(tài)，將其拍攝成視頻資料，并保存命名。由于是由學(xué)生親自動(dòng)手操作的，比起動(dòng)畫(huà)、錄像片或多媒體課件更具有真實(shí)感、生活力，更貼近學(xué)生實(shí)際。這些實(shí)驗(yàn)中的圖片視頻，都可以作為顯微實(shí)驗(yàn)的示范資料，也更具說(shuō)服力，借以豐富原有的教材、掛圖、模型實(shí)物等常規(guī)媒介資源。

（二） 成果匯報(bào)交流

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課由于時(shí)間、空間和資源等多方面的局限，難以開(kāi)展及時(shí)有效的交流活動(dòng)，無(wú)法隨時(shí)反饋課堂信息，實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法共享，學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的信息交互出現(xiàn)障礙。利用手機(jī)交流工具QQ群，學(xué)生可隨時(shí)將觀察到的現(xiàn)象和結(jié)果上傳，教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行解答并探討、提供解決方案；同時(shí)學(xué)生與學(xué)生之間也可以進(jìn)行相互交流，分享經(jīng)驗(yàn)，交流成果，實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化信息流動(dòng)。課后學(xué)生可以利用光影魔術(shù)手等圖像編輯軟件，繼續(xù)對(duì)課堂拍攝的圖片進(jìn)行后期的圖像修改和加工（如剪裁，旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)銳度、亮度、對(duì)比度、飽和度等優(yōu)化校準(zhǔn)參數(shù)，以及設(shè)置邊框、組合拼圖等處理），并可添加箭頭標(biāo)識(shí)，附加相關(guān)注釋以說(shuō)明，且操作流暢，簡(jiǎn)單易上手（見(jiàn)圖5）。最終教師可將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（圖片、視頻）進(jìn)行匯總，并挑選出優(yōu)秀作品上傳到群中分享，以供全體學(xué)生參考和學(xué)習(xí)。也可挑選較為滿(mǎn)意的作品沖洗放大，在班級(jí)教室生物專(zhuān)欄進(jìn)行展示，以激發(fā)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的興趣、熱情，更好地自主學(xué)習(xí)和探究。

圖5 光影魔術(shù)手圖像

（三） 教學(xué)效率提高

很多時(shí)候教師在進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，只管讓學(xué)生信馬由韁地實(shí)驗(yàn)，而沒(méi)有針對(duì)性的指導(dǎo)、交流、反饋和總結(jié)，絕大多數(shù)教師強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，卻忽視了教師的主導(dǎo)作用[4]。手機(jī)的應(yīng)用，使教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中直接通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與學(xué)生進(jìn)行交流，既便于教師正常觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，維持好課堂實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，又便于教師由“一對(duì)一”到“一對(duì)多”指導(dǎo)模式的轉(zhuǎn)變，節(jié)約大量時(shí)間，減輕工作負(fù)擔(dān)，也提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中拍攝的圖片，對(duì)學(xué)生存在疑問(wèn)的地方局部特定區(qū)域進(jìn)行放大，針對(duì)出現(xiàn)的典型、普遍性的問(wèn)題，及時(shí)呈現(xiàn)并共同分析討論，有利于教師對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行指導(dǎo)，減少實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)較大的隨意性和盲目性，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等的理解，以后遇到同類(lèi)問(wèn)題時(shí)能自己解決。學(xué)生在掌握生物實(shí)驗(yàn)基本操作技能的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴仞B(yǎng)和求實(shí)創(chuàng)新精神。

例如看不到材料的原因主要有玻片標(biāo)本上材料很小或很少、材料沒(méi)有放到鏡頭正下方、材料透明或染色較淺、光圈未打開(kāi)或開(kāi)得過(guò)小等。以洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞觀察為例，由于材料無(wú)色透明，因此應(yīng)適當(dāng)縮小光圈，調(diào)節(jié)光量使光線(xiàn)偏弱，這樣細(xì)胞與細(xì)胞間及細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的反差才會(huì)比較明顯，便于識(shí)別區(qū)分。該實(shí)驗(yàn)意在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，發(fā)展實(shí)驗(yàn)繪圖能力。

又如在觀察洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生顯微觀察的目的性、全面性和層次性都需要明確。首先要明確觀察的是根尖分生區(qū)細(xì)胞（原因：根尖分生區(qū)有絲分裂旺盛），其特點(diǎn)是細(xì)胞呈正方形，緊密排列，而不是其他區(qū)域（如伸長(zhǎng)區(qū)或成熟區(qū)）。因此取材時(shí)只需剪取根尖2～3mm，剪取過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成材料浪費(fèi)，且查找相應(yīng)細(xì)胞也費(fèi)時(shí)費(fèi)力。其次不是察看單個(gè)細(xì)胞有絲分裂的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程（原因：質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸解離時(shí)，已經(jīng)將細(xì)胞殺死），而是通過(guò)觀察多個(gè)細(xì)胞從而看全整個(gè)細(xì)胞周期，因此需要移動(dòng)裝片查看各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞。再次用堿性染料（如龍膽紫溶液）對(duì)細(xì)胞核中的染色體進(jìn)行染色，染色之前需清水漂洗10min（目的：洗去多余解離液，有利于染色）。染色時(shí)間1～2min，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)將細(xì)胞核及整個(gè)細(xì)胞都染上顏色，此時(shí)可能無(wú)法辨別染色體；時(shí)間過(guò)短染色體著色不深，觀察效果不明顯。通過(guò)教師層層引導(dǎo)、指正，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的鞏固掌握，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察、分析、綜合能力。

現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)教育領(lǐng)域的影響是全方位的，智能手機(jī)應(yīng)用于生物實(shí)驗(yàn)的顯微攝影，充分發(fā)揮了信息媒介的優(yōu)勢(shì)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效能，實(shí)現(xiàn)了兩者結(jié)合的最大價(jià)值和最高效的分享率。在新課程改革的背景下，教師應(yīng)抓住目前大力普及現(xiàn)代信息技術(shù)的契機(jī)，深入探索基于現(xiàn)代信息技術(shù)的教學(xué)嘗試，不斷實(shí)踐和總結(jié)，激勵(lì)學(xué)生“主動(dòng)思考、主動(dòng)參與、主動(dòng)實(shí)踐、主動(dòng)探究、主動(dòng)創(chuàng)新”，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[4]竇勇兵.讓生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)真“實(shí)”起來(lái)[J].中學(xué)生物教學(xué)，2012（8）：26-27.