網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微互動(dòng)支持下的“單細(xì)胞生物”觀察

陳 慧

(廣東省東莞中學(xué)初中部 523000)

初中生物學(xué)教學(xué)常伴有小實(shí)驗(yàn)，邊做邊學(xué)。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)學(xué)生都能參與完成，但“單細(xì)胞生物”這一節(jié)實(shí)驗(yàn)雖然生動(dòng)有趣，可實(shí)驗(yàn)材料較難找，許多學(xué)校就不開(kāi)設(shè)此實(shí)驗(yàn)。即便找到草履蟲(chóng)，在普通光學(xué)顯微鏡下，也只能觀察到形態(tài)和運(yùn)動(dòng)，較難看清草履蟲(chóng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過(guò)數(shù)碼顯微鏡和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微互動(dòng)平臺(tái)的結(jié)合，學(xué)生可在較大的屏幕下觀察顯微鏡下的細(xì)微結(jié)構(gòu)，還能拍照錄像，便于資料保存。教師也能同步調(diào)用顯微視頻來(lái)進(jìn)行教學(xué)，快速高效，大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。教師在“單細(xì)胞生物”一節(jié)教學(xué)中，嘗試在網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微互動(dòng)平臺(tái)的支持下，進(jìn)行初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。

1 設(shè)計(jì)階段

“單細(xì)胞生物”一節(jié)學(xué)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)為：說(shuō)明單細(xì)胞生物可以獨(dú)立完成生命活動(dòng)，舉例說(shuō)出單細(xì)胞生物與人類的關(guān)系，使用顯微鏡觀察草履蟲(chóng)，進(jìn)一步強(qiáng)化顯微鏡操作技能。通過(guò)課前與學(xué)生的交流，了解到學(xué)生對(duì)“單細(xì)胞生物”的認(rèn)識(shí)僅局限于字面上的理解——只有一個(gè)細(xì)胞的生物，對(duì)照教材也只能認(rèn)識(shí)幾種單細(xì)胞生物的形態(tài)，從未真正見(jiàn)過(guò)任何一種單細(xì)胞生物；學(xué)生可以較熟練地使用普通光學(xué)顯微鏡，卻對(duì)數(shù)碼顯微鏡聞所未聞。

通過(guò)教材分析和學(xué)情分析，進(jìn)行該節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)：①通過(guò)“一滴水”實(shí)驗(yàn)來(lái)吸引學(xué)生：學(xué)生第一次從顯微鏡下認(rèn)識(shí)到“原來(lái)一滴看似平淡的池塘水中，居然有那么多的小生命游來(lái)游去”，以此激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入新課；②圖片展示常見(jiàn)單細(xì)胞生物：?jiǎn)渭?xì)胞生物種類繁多，以草履蟲(chóng)為例了解它的形態(tài)結(jié)構(gòu)，并引入“觀察草履蟲(chóng)”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；③以兩位學(xué)生為小組，用數(shù)碼顯微鏡觀察草履蟲(chóng)，先低倍鏡觀察形態(tài)，再高倍鏡觀察結(jié)構(gòu)，從宏觀到微觀，教師采用“邊實(shí)驗(yàn)、邊學(xué)和邊講解”的形式，實(shí)驗(yàn)中采取視頻顯微互動(dòng)，體現(xiàn)“做中學(xué)”的課程新理念；④展示應(yīng)激性視頻：體現(xiàn)草履蟲(chóng)的生物特征；⑤總結(jié)單細(xì)胞生物與人類的關(guān)系，回歸生活，情感教育。

2 準(zhǔn)備階段

2.1 材料準(zhǔn)備和培養(yǎng) 草履蟲(chóng)在大城市里較難找到，需要重新采集與長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)。教師試著在“淘寶”網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)，并在草履蟲(chóng)培養(yǎng)液中滴加幾滴牛奶，用于滋生細(xì)菌，供給草履蟲(chóng)食物。幾天后，草履蟲(chóng)會(huì)大量繁殖。在培養(yǎng)瓶口上放置一張紙巾，既能保證氧氣供給，又可避免受到污染，待用。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn) 在實(shí)驗(yàn)玻片標(biāo)本制作過(guò)程中，草履蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)過(guò)快是實(shí)驗(yàn)中重點(diǎn)需要解決的問(wèn)題。教材中是采用棉花纖維方法，經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐認(rèn)為學(xué)生較難控制好棉花纖維的用量，太多會(huì)影響觀察，太少又不能限制草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)。因此，教師嘗試用面粉糊的方法(將1.5 g小麥面粉放人100 mL水中,攪拌均勻,加熱至沸騰,然后繼續(xù)小火加熱，5 min后,用流水迅速將混合物冷卻至室溫即可備用)。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，面粉糊呈透明膠狀，可有效地限制草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)，且不影響觀察，還可觀察到草履蟲(chóng)的旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，食物泡的形成過(guò)程以及遇到淀粉粒后退的現(xiàn)象等，觀察效果較好。

2.3 網(wǎng)絡(luò)數(shù)字顯微實(shí)驗(yàn)室 在科學(xué)館工作人員的幫助下，課前熟悉設(shè)備與環(huán)境。還需在課前短時(shí)間內(nèi)教會(huì)學(xué)生操作數(shù)碼顯微鏡以及其他附屬功能，如拍照和錄像功能等。

3 實(shí)施階段

3.1 “一滴水”實(shí)驗(yàn)來(lái)導(dǎo)入，初步體驗(yàn)顯微課堂 ①提問(wèn)：同學(xué)們，今天老師帶來(lái)一瓶池塘水，大家猜猜一滴池塘水里面有什么？學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)會(huì)答出“有微生物、單細(xì)胞生物……”等；②引入實(shí)驗(yàn)：大家一起動(dòng)手讓顯微鏡告訴我們實(shí)驗(yàn)答案；③顯微互動(dòng)：學(xué)生通過(guò)數(shù)碼顯微鏡觀察，在顯微鏡鏡頭里可以清晰地看到一些正在活動(dòng)的單細(xì)胞生物(如小球藻)。教師點(diǎn)擊立即調(diào)用顯微視野來(lái)教學(xué)，讓每位學(xué)生都能感受到微生物世界的奇妙。學(xué)生可拍下單細(xì)胞生物活動(dòng)的照片或視頻。

3.2 數(shù)碼顯微鏡觀察草履蟲(chóng)，進(jìn)行顯微互動(dòng)學(xué)習(xí) ①圖片展示：用圖片展示常見(jiàn)的單細(xì)胞生物，并引入“觀察草履蟲(chóng)”實(shí)驗(yàn)；②進(jìn)行“觀察草履蟲(chóng)”實(shí)驗(yàn)：學(xué)生在閱讀教材的基礎(chǔ)上借助數(shù)碼顯微鏡可看到草履蟲(chóng)的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，教師把學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果通過(guò)顯微互動(dòng)平臺(tái)展示，逐步幫助學(xué)生建構(gòu)和理解 “單細(xì)胞生物即只有一個(gè)細(xì)胞的生物”這一重要概念。從觀察草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)(纖毛)、呼吸(表膜)、取食和消化(口溝、食物泡)、排泄(收集管、伸縮泡、表膜)、排遺(胞肛)和繁殖(分裂)等方面，突出結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系。

3.3 拓展實(shí)驗(yàn)延伸探究活動(dòng)，升華課外知識(shí) 草履蟲(chóng)的應(yīng)激性實(shí)驗(yàn)是在教材的課后習(xí)題中出現(xiàn)，一般是以視頻的形式呈現(xiàn)給學(xué)生。如果學(xué)生親自制作玻片、觀察并總結(jié)規(guī)律，這樣親身的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷效果更好。通過(guò)課外探究，升華學(xué)科知識(shí)點(diǎn)。拓展實(shí)驗(yàn)在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)顯微互動(dòng)的支持下，完全可以輕松地實(shí)現(xiàn)：①應(yīng)激性實(shí)驗(yàn)：用草履蟲(chóng)的培養(yǎng)液制作成對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組玻片，在實(shí)驗(yàn)組的液滴一端放入少許食鹽，將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別放在數(shù)碼顯微鏡下，觀察草履蟲(chóng)的活動(dòng)情況，并用數(shù)碼顯微鏡錄像功能記錄；②單細(xì)胞生物與人類的關(guān)系：介紹草履蟲(chóng)具有污水凈化的作用貼近生活，學(xué)生更感興趣，也易于掌握；③情感教育：某些單細(xì)胞生物大量繁殖時(shí)可形成赤潮現(xiàn)象，危害農(nóng)業(yè)，由此強(qiáng)調(diào)“從我做起，愛(ài)護(hù)環(huán)境”的情感教育。