微時代下的實驗教學
——以“觀察植物細胞質壁分離和復原”為例

裘圓圓 張 呂

（1 浙江省嵊州中學 浙江紹興 312400 2 浙江省嵊州市高級中學 浙江紹興 312400）

隨著智能手機的流行和微信等的發展，人們步入了一個信息高度發達的“微時代”。一個以信息數字化技術為基礎，使用數字通信技術，運用音頻、視頻、文字、圖像等多種方式，通過新型的、移動便捷的顯示終端，進行以實時、互動、高效為主要特征的傳播活動的新的傳播時代。“微時代”對傳統教育提出了新的挑戰，傳統的教育模式、課堂教學結構和學生的獲知途徑已經不適應信息化發展的要求，所以在微時代背景下，教學要有“微變化”。本文通過具體實例，將智能手機引入教學課堂，借助微信等媒介進行教學嘗試，將實驗教學創新引向深入，從而達到有效的實驗教學。

1 教學策略

1.1 細心審視，準確定位學習任務 “觀察植物細胞質壁分離和復原”是浙科版《生物》必修1 第3 章第2 節“物質出入細胞的方式”的活動，是倡導探究性學習，發展探究能力的良好素材。通過創設探究情境，學生能很好地體驗科學探究的過程，掌握科學探究的方法，形成質壁分離和復原等重要概念，培養科學探究、理性思維等生物學科的核心素養。因此在實驗教學中將“質壁分離和復原”概念的理解作為教學重點，將實驗的設計和操作作為教學的難點。以問題驅動式展開探究，激發學生的學習興趣，誘導學生的探究思維，讓學生設計和實施一系列的探究實驗，完成“質壁分離和復原”這一概念的教學。

1.2 精心籌劃，引向實驗創新 為了實現教學目標，教師精心構建了基于微信平臺的微時代下的實驗教學路徑。課前利用微信公眾平臺進行自主個性化學習，為課堂探究的開展提供支持。在課堂教學中采用“5E”教學模式，運用各種信息技術手段突破實驗教學的瓶頸。課后將實驗結果上傳到微信公眾平臺分享交流，實現基于微信平臺下實驗探究的可持續發展。

2 教學過程

2.1 課前準備 教師將質壁分離和復原實驗的微視頻和自主學習任務單上傳到微信公眾平臺。學生通過微視頻學習，了解實驗目的、用具和方法步驟，并填好自主學習單。通過自主學習讓學生發現問題，為之后的實驗探究做準備。此外各實驗小組長參與準備實驗材料，在準備實驗的過程中將教材中的常規實驗提前做一遍，這樣有助于對組員進行培訓和示范，使組員了解實驗流程和操作的注意事項。

2.2 課堂探究

2.2.1 吸引（engagement） 教師展示“蔥花”的形成與消失實驗：將底部剪開的蔥葉浸在清水中，底部漸漸向外彎曲，約50 s 后形成漂亮的“蔥花”，稍后，把“蔥花”再放入鹽水中，“蔥花”逐漸萎蔫。然后提出問題讓學生從細胞角度解釋“蔥花”形成與消失的原因。

設計意圖： 創設魔術般的實驗情境，設疑激趣，引導學生從宏觀現象轉到微觀細胞角度的研究，順利地進入下一環節的教學。

2.2.2 探究（exploration） 教師展示學生自主學習單上提出的問題： ①為什么要用紫色洋蔥鱗片葉？其他材料是否可以？②不同濃度的蔗糖溶液都能引起質壁分離嗎？③為什么要用蔗糖溶液？能否用其他試劑？引導學生設計實驗解決上述疑問，嘗試讓學生改用實驗材料——黑藻，選用NaCl 溶液做進一步探究實驗。教師對學生設計的實驗方案進行適當的指導和修正。不同小組可探究不同問題，主要是完成3 個探究任務：①探究理想的實驗材料；②探究不同濃度的蔗糖溶液對黑藻的影響；③探究不同濃度的NaCl 溶液對黑藻的影響。學生在觀察實驗現象時，需要將質壁分離和復原的整個動態過程及時記錄和保存，但由于本校沒有數碼顯微鏡，所以自制了簡易的數碼顯微鏡（圖1），添置手機夾將手機固定在顯微鏡上的目鏡上，打開手機的攝像頭，即可在手機上看到顯微鏡下的視野。各小組對實驗結果進行拍照或錄像，并做好實驗結果的記錄，實現實驗效果的共享。

圖1 自制數碼顯微鏡

設計意圖：通過自主設計操作實驗，鍛煉了學生的思維能力，培養了創造力，提升了實驗設計和操作能力，提高了生物的核心素養。

2.2.3 解釋（explanation） 一些小組代表上臺用準確的術語介紹本小組探究的結果，闡述對質壁分離和復原的理解。為更好地展示實驗結果，需要將手機中拍下的實驗結果同步到投影儀上，為此使用了itools 的Airplay，讓手機和電腦無線連接，使手機屏幕投影到投影儀上，操作優點是只需簡單的2 步，即可實現在同一wifi 環境下，手機和投影儀無線同步。這樣就可以對不同小組的實驗結果進行即時、交互式討論分析，構建互聯網下的互動課堂。

通過實驗和小組間的相互交流，學生見證了質壁分離和復原過程中中央大液泡、原生質層、細胞大小的變化，發現了質壁分離和復原過程所需要的時間與溶液濃度大小有關，明白了植物細胞過度失水死亡后，不能再發生質壁分離復原，也明白了當外界溶液為NaCl 等溶液時，還會發生質壁分離后自動復原現象。通過討論和分析，學生對質壁分離和復原這一概念有了更深入的理解，明確了質壁分離和復原的條件，同時對該實驗操作的注意點和干擾因素有了進一步的認識。教師再在此基礎上稍作點撥和歸納，幫助學生完成從感性到理性，從特殊到一般的超越，實現對質壁分離和復原這一概念的重新構建。

設計意圖：通過對實驗結果的對比展示、分析與交流，培養了學生綜合分析、解決問題的能力。小組匯報培養了學生的表達交流的能力。

2.2.4 遷移（elaboration） 請興趣小組展示“探究保衛細胞吸水和失水與氣孔開閉的關系”的研究成果。教師引導學生對此實驗現象進行解釋。學生積極思考，用所學知識“滲透”“質壁分離”順利解決實際問題。

設計意圖：進一步直觀體驗，加深學生對植物細胞滲透作用的理解，鼓勵學生綜合運用所學新知識解決相關問題，提升學生的知識遷移能力。

2.2.5 評價（evaluation） 評價是“5E”教學模式中不可缺少的環節，其主要目的是激發學生的成就感和推動學生不斷反思、 修正和深化對概念知識的理解。本環節設置了學生自評、生生互評和教師評價這3 種評價方式，讓所有的學生關注評價、參與評價，使學生在評價中交流，在交流中學習。評價結果表明，絕大多數學生能正確理解質壁分離和復原的概念，熟練掌握實驗操作技巧，并能用所學的知識解決相關的新問題，說明本節課的教學目標已有效地達成。

設計意圖：有效評價激活了課堂氛圍，促進了課堂交流，還能讓學生更加全面地認識自己，增進師生之間的感情，提升了教學效果。

2.3 課后延伸 由于課堂時間的限制，無法將每一小組的實驗結果和實驗中存在的問題一一展示交流，所以需要課后延伸。課后各小組將實驗資料和數據以實驗報告的形式上傳到微信公眾平臺上的作業評價菜單中，共享數據，進一步討論交流。最后借助這個平臺進行點評、投票，選出最佳小組。

設計意圖： 由課堂延續到課后，讓學習更完整，興趣更濃厚。

3 實驗反思

本節課的實驗探究活動是為構建生物學概念服務的，通過多個探究實驗構建質壁分離和復原這一科學概念。回顧本實驗，發現有多處創新：新材料與新試劑的使用；方法和裝置的改進；信息技術的有效整合。基于微信公眾平臺的教學方式突破了時空的限制，增加了師生的互動，整合了課堂內外資源，提高了教學的有效性。實驗的創新增強了本實驗的可操作性和探究性，學生在探究過程中訓練了各項技能，培養了多方面的能力，有利于提升他們的生物學核心素養。