数码显微互动系统在中学生物实验中的应用

【内容摘要】本文以数码显微互动教学系统作为研究对象，探究数码显微系统在中学生物教学实践中的具体应用过程。致力于解决当前高中生物实验过程中师生互动障碍的问题，改善实验效率低下的现状，在提高实验成功体验中促进学生态度与能力的相应变化。

【关键词】数码显微互动系统 中学生物实验 教学研究

前言

生物教学中开展学生实验活动，通过教师的引导，旨在教会学生客观地观察和描述生物现象，设计可行的实验方案，学会解释实验现象等，提升科学探究的能力。数码显微互动教学系统与飞速发展的信息技术相结合，形成了互动式形态教学网络教室，在生物实验教学中能够起到巨大的促进作用。自数码显微互动实验室在我校建成以来，对我校生物实验的深入开展起到了很大的推动作用，本文就人教版新课标高中教科书《必修一：分子与细胞》中的“植物细胞的吸水和失水”实验教学案例进行相关讨论。

一、以往实验开展时遇到的问题

“植物细胞的吸水和失水”实验，以洋葱鳞片叶紫色外表皮作材料，质量浓度为0.3g/mL的无色蔗糖溶液与清水作试剂，先后完成正常状态、质壁分离及其复原的操作与观察。要完成好该实验存在以下这几个问题：

1.实验涉及动态的过程，教师对学生每一步的指导具有一定难度。本实验在清晰观察到洋葱表皮细胞正常状态后，再依次将溶液环境替换为蔗糖溶液和清水，观察细胞的质壁分离和质壁分离复原现象。实验是在上一个现象的完成的基础上才能进行下一步的操作。课堂上学生们都是新手，难免出错，在亲历实验过程时，中间某一步失败，接着下面的实验就无法完成操作。对造成实验失误操作的原因教师无法实时监控，也不能及时给予指导和分析。

2.实验结果多样化呈现，课堂上学生的问题层出不穷。受季节不同，购买洋葱批次不同，学生选取的材料部位不同等原因影响，每个同学的结果都可能会有很大的差异。假如学生做出的结果与教师开始呈现的实验现象不一致，其内心就会存在疑问。对于一些特殊的实验现象，更是课堂的重要生成资源，值得师生进行共同讨论。在传统显微设备下，由于教师和学生不能同时观察到物像，因此只能通过教师的语言表达能力和学生的理解能力相配合，很多时候教师指东，学生看西，无法将遭遇的具体情况和问题解释清楚。

3.课堂效率不高，秩序存在一定的混乱性。传统生物实验室里，教师在整个课堂上要充当多面手，既要解释学生临场出现的诸多问题，找出失误原因，同时还要指导部分学生具体的操作，往往顾此失彼，课堂的效率很难得到保证。

4.学生对实验课的结果评价不高。由于实验仪器有限，实验通常分小组进行。操作上的问题耽误时间，就会出现下列诸多情况：有的同学没有能够充分操作，有的同学因为某些原因最终不能完成实验，有的对要观察的现象没有明确的认识，有的因为导致失败的原因得不到解决而沮丧。相当部分学生感觉做实验只是走个“形式”。

二、数码显微互动实验系统解决的问题

1.针对实验的动态特征，预设成功案例作为参考。数码显微镜具有显微摄像功能，把观察到的显微效果保存下来，形成图文文件，教师先展示课前制作的作品，一步步预设好目标，引导学生最大可能的成功完成实验。

2.降低操作难度，促进合作学习。数码显微镜将镜头下的图像通过配备的显示屏预览，增加了观察的清晰度，降低了学生对显微镜的调试难度。通过显示屏实现了多人同时观察，每个同学都能够清晰的看到物像，进行分析讨论。改变了以往小组内“一个人操作，一群人无事可做”的状况。讨论也可以由教师发起，跨组进行，最大程度的实现了合作W习。

3.方便实时监控，充分利用课堂生成资源。数码显微互动实验系统实现了学生显微镜与教师电脑主机的连接，非常方便的实现了师生间的互动，教师在实验过程中可以实时监控多个学生的实验过程，对于优秀的学生作品可以展现给全班同学共享，发现问题也能够给学生及时指导，防止错误操作对实验结果的影响，对于失败的实验，可以给学生充分的解释。

4.实验结果的可储存性极大提高了学生做实验的兴趣。数码显微镜能捕捉丰富多彩的静态图像与动态视频，将其保存在储存卡上，学生需要的话，可以带走自己的实验成果，极大提高了学生积极完成实验的兴趣。

三、数码显微互动实验系统在教学中的创新

数码显微互动实验系统提高了课堂效率，课堂上用了25min就完成了实验过程，为教师安排拓展性实验争取了时间。完成课内实验后，教师还鼓励学生利用相同的实验原理，根据自己的兴趣自行设计完成一些课外实验。

课堂的再探究不仅可以加深学生对植物细胞吸水和失水知识的理解，而且还使学生掌握探究实验的思想及一般流程，启迪了学生思维的同时提高了学生的观察、比较、分析和综合判断能力，而且丰富了教学内容，培养了学生的科学探究态度，让学生在新情境中分析和解释实验现象，为课后深入讨论相关问题提供了鲜活的材料。

【参考文献】

[l] 林子杰. 中学生物实验教学新里程[J]. 中学生物教学，2006（6）.

[2] 方淳. 显微数码互动系统在高中生物实验教学中的优势与应用[J]. 教学仪器与实验，2010（3）.

[3] 吴琪. 利用数码显微镜互动教室，构建高效的生物学实验课堂[J]. 中学生物学，2011（2）.

[4] 毛海霞、杨利艳. 数码显微互动系统在实验教学中的应用及管理[J]. 实验室科学，2012，15（3）.

（作者单位：江苏省泰州中学）