淺談信息技術環境下現代化生物實驗儀器的使用

陳宏冬

【摘 要】目前，許多中學實驗室里都購置了一些現代化的實驗儀器，然而這些儀器往往是被束之高閣，很少發揮其應有的作用。本文以數碼生物顯微鏡在高中生物實驗中的應用為例，談談在信息技術環境下，如何最大限度地發揮現代化實驗儀器的作用，從而實現信息技術與中學實驗課程的有效整合。

【關鍵詞】信息技術；數碼生物顯微鏡；實驗教學

隨著社會經濟迅速發展，各級政府對教育的投入也在不斷增加，辦學條件有了明顯改善。目前，許多中學實驗室里都添置了一些現代化的實驗儀器，然而這些儀器大多數是長期擺放在櫥窗里，只是在有人參觀、考察時才得以體現其“價值”。這些價值不菲的儀器有著強大的功能，如果利用的好，能很好地彌補傳統實驗教學的不足，提高實驗教學的效果。本文以數碼生物顯微鏡在高中生物實驗教學中的運用為例，談談在信息技術環境下，如何最大限度地發揮現代化實驗儀器的作用，從而實現信息技術與中學實驗課程的有效整合。

一、數碼生物顯微鏡簡介

數碼生物顯微鏡是由生物顯微鏡主機+顯微鏡攝像頭+數碼顯微鏡接口+計算機組合而成的。數碼生物顯微鏡主要用來觀察生物切片、生物細胞、細菌以及活體組織培養等的觀察和研究，同時可以觀察其他透明或者半透明物體以及粉末、細小顆粒等物體。在顯微鏡中看到的實物圖像通過數模轉換，使其成像在計算機上。數碼生物顯微鏡是將精銳的光學顯微鏡技術、先進的光電轉換技術、液晶屏幕技術完美地結合在一起而開發研制成功的一種高科技產品。

二、數碼生物顯微鏡在高中生物實驗教學中的運用

1.觀察多種多樣的細胞

用顯微鏡觀察細胞的結構是中學階段需要掌握的重要實驗操作技能。在實際教學中，學生的積極性很高，但由于動手能力較差，再加上普通的光學顯微鏡成像質量不高，最終學生觀察的圖像往往是模糊不清。數碼生物顯微鏡通過“光電圖像轉換裝置”獲得的圖像可達到35萬/130萬/300萬像素，圖像清晰、線條細膩、色彩逼真，更便于學生觀察。

數碼生物顯微鏡不僅能更清楚地觀察物體，還具有十字定位測量功能。十字線還可隨觀察物體顏色的變換而更改線條的顏色，這不僅便于教師對學生的指導，還可對微觀物體大小進行測量，進而實現微觀物體量化呈現。

2.探究培養液中酵母菌種群數量的變化

高中生物學課程標準“穩態與環境”模塊將“探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化”列為活動建議。人教版和蘇教版教材都安排了這一活動，但是在一些細節問題上，如酵母菌的抽樣檢測中的觀察和計數，兩個版本教材中的描述都不太具體，且缺乏直觀的圖解。如果利用好數碼生物顯微鏡，就可以為學生增加一些直觀的素材。教師可以在班級同學分組做這個實驗前，親自帶領幾位實驗技能較好的同學先做一下。實驗過程中每隔24小時利用血球計數板和數碼生物顯微鏡進行抽樣檢測，調查酵母菌的種群數量。每次調查時在顯微鏡下找到一個理想的目標位置后進行拍攝，并對拍攝圖片進行儲存及處理，這不僅可以作為實驗的數據進行對比，還能永久的保存下來作為一份有價值的教學資源，將來需要時可很方便地實現再現與共享。

3.觀察黑藻細胞的細胞質流動

活細胞中的細胞質處于不斷流動的狀態，觀察這一生命現象，可讓學生認識到生命是運動的。觀察細胞質的流動常以新鮮的黑藻為材料，用細胞質基質中的葉綠體的運動作為標志。在實驗課上，我們可以用普通的光學顯微鏡觀察黑藻的細胞質流動。然而，實際教學中發現，效果往往不太理想，很多同學觀察不到細胞質流動，特別是陰天、低溫時做實驗。針對這種情況，教師可以事先準備典型的示范裝片，使用數碼生物顯微鏡的錄像功能來彌補。這種教師演示的視頻資源可以重復使用，既可以讓學生能看到細胞質快速流動的真實狀況，也減輕了教師在不同教學班重復演示的負擔。教師還可以增加錄制不同條件下黑藻細胞質流動視頻讓學生觀看、比較。這一做法，可以讓學生認識到細胞質流動不僅是客觀存在的，流動速度還是可變的。

4.構建互動式實驗教學系統

傳統生物實驗教學中存在的一些問題，大致有以下幾點：師生之間、同學之間缺乏交流與互動；現有的光學顯微鏡功能單一，教學內容局限性大；教師的指導都是個別的，也無法同時觀察到全班同學的實驗進展與現象等。

將普通生物實驗室（或機房、語音室）重新改造，進行網絡布線，把計算機、數碼生物顯微鏡、光電圖像轉換裝置等設備進行組網。然后，在教師機、學生機上安裝各種應用軟件（顯微圖像處理分析軟件、互動網絡教學軟件等） 即可構建起互動式實驗教學系統。教師只需通過自己的教師電腦就可以查看全班學生的顯微鏡畫面，學生也可以通過自己的學生電腦觀察老師的演示操作，這使教學更直觀、更方便。師生之間借助多向多媒體互動系統進行隨意交流，教師與學生實現全面互動，使溝通更快捷、有效。如配上投影機，增加一些多媒體中控設備，就可以實現多媒體教學。

總之，信息技術引發的新的教學模式正在改變傳統的教學觀念。現代信息技術的發展，為中學生物實驗教學的發展提供了廣闊空間，亦為我們解決傳統實驗教學中的許多難題提供了技術條件。充分利用現代教學手段，把多媒體和網絡技術有機地整合到中學生物實驗教學中去，可以優化實驗過程，拓寬實驗教學渠道，大大提高實驗教學的效果。信息技術與實驗課程的整合是一項很有意義的工作，需要更多的老師積極參與，并真誠的投身到這場探索之中。

（作者單位：江蘇省宿遷中學）