細胞觀察生物實驗中課堂教學(xué)模式的優(yōu)化研究

修曼曼

【摘要】在細胞觀察生物實驗中，為了促進學(xué)生對于知識的理解，就要積極促進課堂教學(xué)模式優(yōu)化。生物實驗課程是生命科學(xué)中的關(guān)鍵，涉及的內(nèi)容豐富，涵蓋面廣，是高中生物學(xué)教學(xué)的重點基礎(chǔ)課程，現(xiàn)階段以理論為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的生物課程教學(xué)需求，所以加強細胞觀察生物實驗課堂教學(xué)模式的優(yōu)化十分重要。本文主要分析細胞觀察生物實驗中課堂教學(xué)模式的優(yōu)化策略，以便提升學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，優(yōu)化課堂教學(xué)效果，便于學(xué)生對生物知識的掌握。

【關(guān)鍵詞】細胞觀察;生物實驗;教學(xué)模式

為了提升高中生物教學(xué)水平，就要在教學(xué)中融入生活與實驗，教師要有目的地優(yōu)化教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生用生物學(xué)知識解決實際問題的能力[1]。

一、細胞觀察生物實驗課堂教學(xué)中存在的問題

1.實驗材料不合適

在細胞觀察生物實驗課堂教學(xué)中，實驗材料會直接影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，但是目前高中生物實驗中還存在實驗材料不合適的問題。比如：在《細胞中的無機物》實驗中，因為學(xué)生人數(shù)較多，所以在進行實驗材料準(zhǔn)備時，極易出現(xiàn)材料準(zhǔn)備不足或者材料準(zhǔn)備不合適等問題。還有的實驗開展時間較晚，由于氣候較冷等原因，會導(dǎo)致洋蔥生根數(shù)量減少，實驗材料尋找起來較為缺乏，從而直接影響實驗課程的開設(shè)效果。再加上不少生物實驗材料具有生命性，對于保存條件要求較高，不易獲取。有時開展實驗時，如果沒有提前準(zhǔn)備材料，教學(xué)中也不易找到可以替代的實驗材料，因此需要通過不斷實踐來挖掘出合適的實驗替代材料。

2.操作方法不合理

操作方法的利用會直接影響細胞觀察生物實驗的有效性，比如在《細胞的物質(zhì)輸入和輸出》實驗中，要想分析細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系，就要重視操作方法的利用，如果實驗的過程中對于瓊脂塊的切除不合理，必然會浪費成本，不利于實驗課程的順利開展，也容易造成實驗中導(dǎo)致瓊脂塊易碎問題，在利用塑料勺翻動瓊脂塊時容易將瓊脂塊弄爛，這些操作方面的不合理現(xiàn)象，輕則會影響實驗的效果，重則會威脅學(xué)生的實驗安全。

3.試劑濃度不合適

在細胞觀察生物實驗中，存在的一個顯著問題就是試劑濃度不合理。比如在《植物細胞的吸水和失水》實驗中一旦發(fā)現(xiàn)細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后不再復(fù)原，就要考慮是不是濃度設(shè)置不合理。極有可能是因為在質(zhì)壁分離過程中，洋蔥表皮細胞已死亡，從而導(dǎo)致細胞分離后無法復(fù)原，畢竟?jié)舛冗^高會導(dǎo)致學(xué)生無法清晰地找到需要觀察的對象[2]。又比如在《觀察線粒體》的實驗時，如果染色后的視野呈現(xiàn)藍色，就會無法看清細胞，更無法清晰地看到線粒體結(jié)構(gòu)，發(fā)生這種情況的主要原因還是因為背景顏色過深，無法保證實驗結(jié)果，所以控制試劑濃度十分關(guān)鍵，這也是促進課堂教學(xué)模式優(yōu)化的關(guān)鍵。

二、細胞觀察生物實驗中課堂教學(xué)模式的優(yōu)化策略

1.科研融入教學(xué)中

為了促進生物實驗課堂教學(xué)模式優(yōu)化，就要將科研融入教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生的實驗興趣，教師在教學(xué)過程中需要尊重學(xué)生主體地位，根據(jù)學(xué)生對知識的掌握情況，開展不同層次和階段的實驗。首先教師需要鼓勵學(xué)生主動地參與到實驗準(zhǔn)備中，了解實驗的操作，為了讓實驗準(zhǔn)備更有針對性，教師就要根據(jù)計劃來選擇操作材料，做好實驗物品的預(yù)處理以及試劑藥品配制等工作，讓學(xué)生在實驗準(zhǔn)備中掌握實驗操作技術(shù)。對于實驗過程中發(fā)現(xiàn)的有趣現(xiàn)象，教師需要積極地鼓勵學(xué)生嘗試，加強對實驗的改進和創(chuàng)新。比如在《細胞的分化》實驗中，教師需要讓學(xué)生認(rèn)識人體或者動植物細胞的分化過程，所以可以在實驗中加入植物體內(nèi)細胞分化的圖片，從而加強學(xué)生對細胞分化相關(guān)知識的認(rèn)識和分化過程的了解。尤其是進行科研的時候，教師可以將十分成熟的科研成果轉(zhuǎn)化為實驗，引起學(xué)生的實驗興趣，從而保證實驗內(nèi)容的新穎性、前沿性和先進性，促進學(xué)生對生物知識掌握。再比如：條件允許的情況下，可以將高效液相色譜法測定七葉一枝花中皂苷的含量方法等相關(guān)科研成果納入細胞生物學(xué)實驗中，讓學(xué)生在實驗和理論課程結(jié)合中，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生對實驗課程的開展更有興趣[3]。

2.創(chuàng)新融入教學(xué)中

傳統(tǒng)的理論教學(xué)模式不利于學(xué)生對生物變化過程的掌握，教師講授的實驗原理、步驟、器材等，與實際實驗可能存在誤差，不利于保證實驗過程的客觀性，甚至不少教學(xué)中，教師的理論教學(xué)將實驗報告都為學(xué)生準(zhǔn)備好了，不利于學(xué)生對客觀實驗現(xiàn)象的掌握。這必然導(dǎo)致實驗過程結(jié)論已經(jīng)先入為主，學(xué)生對于材料的采集沒有意義。為了改變這種現(xiàn)象，就要將創(chuàng)新融入教學(xué)中，實現(xiàn)教學(xué)模式的更新。

首先教學(xué)導(dǎo)入設(shè)疑，在教學(xué)改革背景下，許多教學(xué)內(nèi)容設(shè)置都可以通過問題的形式體現(xiàn)出來，教師通過教學(xué)實驗匯總讓學(xué)生根據(jù)問題的變化實現(xiàn)思維刺激，對既定的問題情境產(chǎn)生質(zhì)疑，從而對生物實驗的開展產(chǎn)生濃厚的興趣，感受到科學(xué)研究的喜悅感。比如在實驗之前，教師先給出一張洋蔥根尖細胞分裂時期和染色體數(shù)目關(guān)系圖，然后讓學(xué)生對數(shù)據(jù)模型分析后，進一步進行實驗探究;其次根據(jù)提出的問題，需要先對細胞分裂的過程進行明確，然后根據(jù)所學(xué)知識分析不同分裂時期的長短，從而可以提出關(guān)于細胞分裂的問題，讓學(xué)生在實驗教學(xué)模式改變中培養(yǎng)科學(xué)的精神和態(tài)度。其次，要保證合理的課堂提問求精度，對細胞生物課堂教學(xué)模式的優(yōu)化，需要從課堂實際出發(fā)，讓學(xué)生從不同角度分析不同知識之間的聯(lián)系，然后通過合理的方法利用，保證問題的新穎性、啟發(fā)性和靈活性，從而引發(fā)學(xué)生的思考[4]。比如在《觀察植物細胞有絲分裂實驗》教學(xué)中，教師可以設(shè)定幾個不同的問題：（1）為什么需要將根尖取材的長度設(shè)定為5cm？確定的取材部位和試劑是什么？（2）染色試劑為何選擇著色材料？染色前為何要進行漂洗？（3）實驗中開展壓片的目的是什么？只有對各種問題的合理設(shè)置，才能保證問題定位精確，便于對學(xué)生的思維激活，讓學(xué)生更加全面地掌握實驗內(nèi)容。最后要保證實驗環(huán)境的開放性，因為高中生物教材的實驗開展一般都是提前給出實驗?zāi)康暮筒襟E，但是對于實驗方法的確定并不一定是唯一的，每個實驗都可以有不同的設(shè)定模式。所以在實際的實驗開展中，教師可以根據(jù)實驗大綱需求，讓學(xué)生根據(jù)自己的想法提出質(zhì)疑，促進學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展。同時，在實驗開展的過程中，教師能夠提前進行洋蔥根尖的低溫處理，然后實現(xiàn)兩組之間的交叉對比。再比如：在進行“壓片”操作的過程中，不少同學(xué)會發(fā)現(xiàn)，若蓋上蓋玻片后，再蓋一層載玻片進行手指按壓，很容易導(dǎo)致實驗材料的移動，影響實驗實施的效果。這個過程中，只有讓學(xué)生更加詳細地明確下一步實驗的操作方法，積極創(chuàng)新，反復(fù)做好操作對比，才能保證操作效果的完整性，實現(xiàn)學(xué)生對生物知識的掌握。

3.設(shè)備融入教學(xué)中

為了在細胞觀察生物實驗中實現(xiàn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)化，就要重視實驗室改革，因為實驗室結(jié)構(gòu)和設(shè)備利用會直接影響實驗效果。實驗室是高中開設(shè)細胞生物實驗課程的主要場所，對于實驗的開展發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。但是實際上，不少學(xué)校因為資金的缺乏和實驗設(shè)備的缺乏，導(dǎo)致生物課細胞生物實驗無法開展。例如，顯微鏡在生物實驗中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其屬于生物實驗最常用的儀器，但是不少學(xué)校因為條件比較差，顯微鏡數(shù)量十分有限，所以開展實驗時，不可避免地出現(xiàn)幾個人共用一臺設(shè)備的情況，導(dǎo)致部分學(xué)生沒有實驗的機會。還有的設(shè)備很陳舊，學(xué)校也不更新，使不少學(xué)生在實驗中無法觀察到有效的過程。所以優(yōu)化實驗室結(jié)構(gòu)，加大實驗設(shè)備的投入，是保證生物實驗有效開展的關(guān)鍵，學(xué)校在條件允許的情況下，應(yīng)該適當(dāng)增加實驗室數(shù)量，增加實驗室面積;對于經(jīng)常使用的實驗設(shè)備，應(yīng)該定期檢查更新，讓專業(yè)的實驗技術(shù)人員進行實驗室管理。當(dāng)然，教育部門也要加強對細胞觀察生物實驗方面的財政撥款，學(xué)生需要合理地利用資金，不要過度節(jié)約設(shè)備費用，在設(shè)備購買時，需要優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)和實驗室配置，保證實驗室結(jié)構(gòu)完整性，促進教學(xué)模式的優(yōu)化，保證實驗操作的科學(xué)性。

4.材料融入教學(xué)中

細胞觀察生物實驗開展實施的過程中，需要有足夠的實驗材料提供支持，畢竟生物實驗與其他課程的學(xué)習(xí)具有較大的區(qū)別，只有將材料改進融入實驗中，才能使生物學(xué)實驗的開展更有生命力。因為生物實驗的特點，使材料的獲取和保存時間受到限制，實際的實驗中需要尊重實驗材料的生命性、多樣性、靈活性等特點。只有積極地促進實驗材料的改正，實現(xiàn)教學(xué)模式優(yōu)化，才能在實驗材料的探索中使實驗更有意義。因為從某種意義上來說，細胞觀察生物實驗的教學(xué)具有較強的生命力，只有更好地實現(xiàn)實驗材料改進，加強教師的動手實踐，積極做好對試驗材料的篩選和替代，才能促進試驗的有效開展，促進學(xué)生對實驗知識的掌握。比如：在利用顯微鏡觀察幾種細胞原實驗的時候，需要明確實驗的目的，讓學(xué)生學(xué)會利用高倍顯微鏡觀察細胞，通過制作臨時裝片的方法，詳細對植物細胞和動物細胞等進行區(qū)分。材料利用教材中的建議準(zhǔn)備：酵母菌、水綿等絲狀綠藻，高等植物細胞和動物細胞等，比如：魚的紅細胞、蛙的皮膚上皮細胞，如果條件不允許，也可以使用其他細胞代替。整個實驗的開展需要在高倍顯微鏡下觀察。當(dāng)然在對實驗材料改進以后，實驗效果會更加理想。

因為本次實驗的目標(biāo)就是讓學(xué)生學(xué)會利用顯微鏡觀察細胞，認(rèn)識到生物中的細胞多樣性，然后科學(xué)地將真核細胞和原核細胞區(qū)分出來，通過在教材中展示電鏡下看到的大腸桿菌圖片，凸顯原核細胞的特點，區(qū)分動手情況下顯微鏡下看到原核細胞的效果。因為各種實驗條件的限制，許多學(xué)生在中學(xué)無法實現(xiàn)在顯微鏡中觀察大腸桿菌。所以基于這種情況，就要保證材料選擇的多樣性和科學(xué)性。經(jīng)過改進以后的試驗材料可以選擇水綿、蛙上皮細胞、地木耳（藍藻）等，然后對這些材料進行提前處理，將其放于顯微鏡下進行觀察，整個過程中應(yīng)該保證顯微鏡與電腦相連，方便對顯微鏡視野中拍攝的圖像評價。對于地木耳等材料的選取相對比較容易，在市場和超市中就可以輕易獲得，便于就地取材。這種條件既符合因地制宜原則，也符合教學(xué)目標(biāo)的要求。經(jīng)過改進后的細胞生物學(xué)材料，利用起來更有價值，便于學(xué)生對實驗現(xiàn)象觀察，這些材料中既可以包括植物細胞材料，也可以包括動物細胞材料，材料使用起來較為齊全，而且觀察起來十分清晰，極大發(fā)揮了生物實驗開展的價值。因為不同種類實驗材料的選擇，使整個實驗的開展更加方便，便于學(xué)生開展細胞臨時裝片，實現(xiàn)動手實踐能力的提升，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。雖然現(xiàn)階段的細胞生物實驗教學(xué)模式不斷優(yōu)化，實驗?zāi)繕?biāo)也逐漸改變，實驗中為了讓學(xué)生學(xué)會操作顯微鏡，便于對動植物細胞辨別，從而詳細區(qū)分真核細胞與原核細胞，但是一些學(xué)生不明白顯微鏡的成像原理，操作起來會面臨較大的難度，所以此時加強實驗材料的改進十分必要。

5.微課融入教學(xué)中

為了促進高中學(xué)生對生物知識的掌握，就要在細胞生物實驗教學(xué)中加強微課方式的利用，因為實驗是生物教學(xué)的關(guān)鍵之一，其對于教學(xué)效果的提升發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。長期以來，在高中細胞生物學(xué)實驗課的教學(xué)中，教師都占據(jù)主體地位，在課程和實驗中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，從而忽視了對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，不利于提升學(xué)生的創(chuàng)造性和獨立思考能力。所以只有將微課教學(xué)結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的方式利用在細胞生物學(xué)實驗教學(xué)改革中，才能提升學(xué)生創(chuàng)新能力，讓學(xué)生養(yǎng)成良好的生物學(xué)習(xí)習(xí)慣。通過對微課結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂方式的利用，課堂氛圍更加生動有趣，原本枯燥的實驗知識變得形象有趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生實驗操作的興趣。同時在這種方式的利用下，教師不再需要占用大量的課堂時間傳授知識，而是可以將知識通過視頻的方式，讓學(xué)生在課后學(xué)習(xí)。也可以在學(xué)生實驗任務(wù)完成后，讓學(xué)生在課堂上觀看視頻講座，然后進行激烈的小組討論，實現(xiàn)師生之間的交流，提升實驗學(xué)習(xí)效率。比如：在實驗課程“動物細胞的體外培養(yǎng)”教學(xué)中，教師可以將授課內(nèi)容進行設(shè)定，包括錄制實驗操作視頻等教學(xué)資源、編制學(xué)習(xí)任務(wù)單、為學(xué)生講授課堂網(wǎng)站等，只有讓學(xué)生明確實驗操作的目標(biāo)，優(yōu)化學(xué)習(xí)任務(wù)，才能更好地督促學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，然后便于學(xué)生進行分組操作，讓學(xué)生發(fā)揮取長補短的作用，提升實驗教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量。

綜上所述，在細胞生物實驗教學(xué)中加強對教學(xué)模式的優(yōu)化，能夠促進學(xué)生對生物知識的理解，讓學(xué)生在實驗中積極思考，通過材料的改進保證實驗操作的真實性，提高學(xué)生的專業(yè)技能水平，讓學(xué)生在實驗中培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度，從而實現(xiàn)知識、能力和素質(zhì)的完美融合。同時，在開展實驗教學(xué)時，教師還應(yīng)該積極優(yōu)化實驗室結(jié)構(gòu)，將創(chuàng)新和科研融入實驗中，有意識地運用各種科學(xué)方法，在教學(xué)模式的優(yōu)化下，提升學(xué)生的觀察能力和思維能力，提升生物實驗課程的教學(xué)效果。

【參考文獻】

[1]王煜，王亞男，李姣，等.基于翻轉(zhuǎn)課堂的細胞生物學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計和實例應(yīng)用[J].中國細胞生物學(xué)學(xué)報，2016（7）.

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