淺議以實(shí)驗(yàn)為中心引領(lǐng)下的課堂教學(xué)

錢敏艷

文件編號(hào)： 1003 - 7586（2016）06 - 0056 - 02

1 背景與教材分析

新課標(biāo)倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過程、勤于動(dòng)手和動(dòng)腦，逐步培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力等，重在培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，在教學(xué)過程中如果忽視了實(shí)驗(yàn)——也就是“知識(shí)的發(fā)現(xiàn)”——這一環(huán)節(jié)，學(xué)生容易機(jī)械地學(xué)習(xí)，沒有直觀體驗(yàn)，印象不深刻，理解不透徹，也不能靈活運(yùn)用。

“細(xì)胞器—系統(tǒng)內(nèi)的分工合作”是人教版高中生物教材必修1第三章第二節(jié)的內(nèi)容。教材中，并沒有逐一列舉各個(gè)細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能，而是把細(xì)胞器作為系統(tǒng)的組分，先談它們的分工，后講它們之間的合作，主要是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各種細(xì)胞器結(jié)構(gòu)以及它們的功能。為了讓學(xué)生對(duì)細(xì)胞器有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，教材在本節(jié)內(nèi)容中安排了實(shí)驗(yàn)“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”，通過實(shí)驗(yàn)操作和觀察，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和動(dòng)手操作能力。根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)，筆者確立了如下三個(gè)教學(xué)目標(biāo)：（1） 學(xué)會(huì)制作臨時(shí)裝片，使用高倍顯微鏡觀察葉綠體、線粒體在細(xì)胞中的分布和形態(tài)；（2） 舉例說出幾種主要細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能；（3） 認(rèn)同“生物科學(xué)的發(fā)展離不開有關(guān)技術(shù)的進(jìn)步”這個(gè)觀點(diǎn)，從而進(jìn)一步確立“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一、局部與整體相統(tǒng)一”的觀點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)確定為使用高倍顯微鏡觀察線粒體。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)過程中存在的問題及對(duì)策

本節(jié)課是2015年江蘇省優(yōu)質(zhì)課評(píng)比的課題，筆者參與了此次比賽，聆聽了其他參賽選手的課。許多教師并沒有將實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容設(shè)計(jì)到課堂教學(xué)中來，可能原因如下。

2.1 實(shí)驗(yàn)材料的選擇

用高倍顯微鏡觀察葉綠體這個(gè)實(shí)驗(yàn)相對(duì)較易，臨時(shí)裝片的制作流程簡(jiǎn)單，只要取材合適，學(xué)生基本上都能觀察到橢球形的葉綠體。課本介紹了可以選用蘚類的葉和菠菜葉，到底哪一種材料更好？筆者通過親身實(shí)驗(yàn)，對(duì)多種材料進(jìn)行了對(duì)比，最后選用了黑藻、苔蘚、菠菜、落葵（木耳菜）這幾種實(shí)驗(yàn)材料。其中，選用黑藻葉作為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能要求最低，最容易觀察到葉綠體，選擇薄而透的葉片進(jìn)行觀察效果更佳；如果是在光線良好、氣溫適宜的白天開展實(shí)驗(yàn)，還可以觀察到胞質(zhì)流動(dòng)現(xiàn)象。菠菜和落葵葉的下表皮既能看到葉綠體，還能看到氣孔，但是對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的要求稍高，要先學(xué)會(huì)撕取稍帶葉肉的透明的下表皮。

用高倍顯微鏡觀察線粒體是教學(xué)的難點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)的過程中需要學(xué)生自己刮取口腔上皮細(xì)胞，還需要進(jìn)行染色。學(xué)生在操作的過程中往往刮取的細(xì)胞數(shù)目太少，或者幾個(gè)細(xì)胞堆疊在一起不能識(shí)別，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。除了教材推薦的口腔上皮細(xì)胞，洋蔥的內(nèi)表皮細(xì)胞也是一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)材料，可以清晰地觀察到顆粒狀的線粒體圍繞在液泡周圍，隨著細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)而流動(dòng)。

2.2 健那綠染液的制備

用高倍顯微鏡觀察線粒體能否成功的另一個(gè)關(guān)鍵因素是健那綠染液的制備。教材建議的配制方法是將0.5 g健那綠溶解于50 mL生理鹽水中，加溫到30～40℃，使其溶解。但是按照這樣的方法配置出的健那綠染液往往濃度過高，而且會(huì)含有很多顆粒，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，筆者作了兩處改進(jìn)。① 健那綠選用進(jìn)口試劑。② 把1%的健那綠染液加入等量的蒸餾水稀釋成100 mL，再加入100 mL蒸餾水稀釋，這樣配制出的0.25%的健那綠染液染色實(shí)驗(yàn)效果較好。

2.3 課堂教學(xué)時(shí)間的掌控

很多教師擔(dān)心，課堂中學(xué)生做了實(shí)驗(yàn)就不能順利完成細(xì)胞器這一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。其實(shí)教師可以對(duì)不同的細(xì)胞器采取不同的教學(xué)策略，如葉綠體、線粒體是教學(xué)重點(diǎn)，可以讓學(xué)生充分體驗(yàn)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程，可以讓學(xué)生多花時(shí)間。筆者在教學(xué)過程中這兩個(gè)細(xì)胞器的教學(xué)時(shí)間使用了25 min左右，其他6種細(xì)胞器的教學(xué)用了20 min。為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)間，在課前先下發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料，布置學(xué)生預(yù)習(xí)。筆者設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的預(yù)習(xí)材料，內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)器具、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意點(diǎn)。其中實(shí)驗(yàn)步驟以流程圖的形式呈現(xiàn)，這樣既清晰明了，又能給學(xué)生留下較深刻的印象，便于實(shí)驗(yàn)的開展（圖1）。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)流程

以高倍顯微鏡觀察葉綠體、線粒體的實(shí)驗(yàn)為中心，同時(shí)也尊重細(xì)胞結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史，以實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的形式展開教學(xué)，更易幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)框架。教學(xué)中也充分體現(xiàn)了生物科學(xué)的發(fā)展離不開有關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。對(duì)于核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體等細(xì)胞器通過介紹電子顯微鏡，克勞德和帕拉德的故事引出，再輔助以資料分析來推斷它們的功能。溶酶體、中心體、液泡這三個(gè)細(xì)胞器就作簡(jiǎn)要處理。這樣8種細(xì)胞器的學(xué)習(xí)就有詳有略，重點(diǎn)突出（圖2）。

4 總結(jié)與反思

在實(shí)驗(yàn)的過程中，大多數(shù)學(xué)生都能成功觀察到葉綠體，對(duì)葉綠體的形態(tài)獲得了直觀的認(rèn)識(shí)；通過觀察多種實(shí)驗(yàn)材料，也能推斷出并不是所有植物細(xì)胞都有葉綠體；線粒體的實(shí)驗(yàn)，成功的同學(xué)并不是太多，有條件的學(xué)校，可以通過數(shù)碼實(shí)驗(yàn)室的互動(dòng)系統(tǒng)，讓全班同學(xué)看到實(shí)驗(yàn)成功的畫面，彌補(bǔ)部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗的不足，并引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)失敗的原因；其他幾種細(xì)胞器的發(fā)現(xiàn)按照科學(xué)史的線索，從結(jié)構(gòu)到功能的學(xué)習(xí)既符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律又體現(xiàn)了生物學(xué)科的特點(diǎn)。本節(jié)課的設(shè)計(jì)，也存在一些不足之處，例如，由于課堂時(shí)間的限制，學(xué)生還是沒有能夠充分觀察所提供的所有實(shí)驗(yàn)材料，這個(gè)遺憾只能通過互動(dòng)系統(tǒng)切換到不同學(xué)生的實(shí)驗(yàn)畫面解決，或者利用課余時(shí)間再自主完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。