巧用心思 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課課堂教學(xué)
——以“單細(xì)胞生物”為例談實(shí)驗(yàn)課改進(jìn)

湖北省襄陽(yáng)市第三十五中學(xué)(441000) 韓云峰

湖北省襄陽(yáng)市第四十七中學(xué)(441000) 劉國(guó)清

“觀(guān)察草履蟲(chóng)”實(shí)驗(yàn)是人教版7年級(jí)上冊(cè)第2單元第2章第4節(jié)“單細(xì)胞生物”中的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。本課要求學(xué)生通過(guò)觀(guān)察草履蟲(chóng)的取食、運(yùn)動(dòng)、趨性等生理活動(dòng)，認(rèn)識(shí)到單細(xì)胞生物可以獨(dú)立完成生命活動(dòng)，進(jìn)一步理解“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”的概念。培養(yǎng)學(xué)生飼養(yǎng)水中微小生物和觀(guān)察其結(jié)構(gòu)、生理的能力。

草履蟲(chóng)取材的傳統(tǒng)方法是從有機(jī)物豐富的稻田、池塘、水渠、溪溝中取材，適于農(nóng)村或城郊學(xué)校。城市學(xué)校草履蟲(chóng)較少見(jiàn)取材難，教材在網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)也存在經(jīng)費(fèi)問(wèn)題。本節(jié)實(shí)驗(yàn)課的課堂過(guò)程實(shí)施并不難，阻礙本課開(kāi)展的主要因素是“草履蟲(chóng)”的獲取問(wèn)題。自己取樣的提純問(wèn)題、長(zhǎng)期留樣的飼養(yǎng)問(wèn)題等，也是致使本實(shí)驗(yàn)課普及率不高的原因。在“觀(guān)察草履蟲(chóng)”實(shí)驗(yàn)的推廣和提高實(shí)驗(yàn)效果方面，筆者做了以下改進(jìn)。

1 教學(xué)設(shè)計(jì)巧布局

筆者在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了課前草履蟲(chóng)取樣、飼養(yǎng)等內(nèi)容;課后拓展了草履蟲(chóng)能凈化污水的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。

課前飼養(yǎng)草履蟲(chóng)進(jìn)行“不同培養(yǎng)液的飼養(yǎng)效果對(duì)比”實(shí)驗(yàn)，生物興趣小組課前完成探究“稻草液、清水+牛奶、魚(yú)缸換下的水、蛋黃培養(yǎng)液、麥粒培養(yǎng)液等不同培養(yǎng)液飼養(yǎng)效果”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得出稻草液、清水+牛奶、魚(yú)缸換下的水等都能快速培養(yǎng)出草履蟲(chóng)的結(jié)論。

課后“設(shè)計(jì)草履蟲(chóng)能凈化污水的驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)，分小組設(shè)計(jì)并驗(yàn)證草履蟲(chóng)能凈化污水，并將實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果兩周后在生物實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行展示。通過(guò)實(shí)驗(yàn)拓展，使學(xué)生進(jìn)一步理解設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的原理和方法，認(rèn)同草履蟲(chóng)的環(huán)保意義。

2 教學(xué)環(huán)節(jié)流程設(shè)計(jì)

具體教學(xué)環(huán)節(jié)流程見(jiàn)表1。

3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程巧改進(jìn)

3.1 解決草履蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)速度過(guò)快的問(wèn)題

以往采用“棉花纖維”制作的臨時(shí)裝片，用顯微鏡觀(guān)察時(shí)發(fā)現(xiàn)草履蟲(chóng)能輕易穿過(guò)棉花纖維，運(yùn)動(dòng)范圍大、不易觀(guān)察，如圖1所示。經(jīng)過(guò)多次嘗試后選擇采用“棉花纖維+頭發(fā)+吸水+壓片”的方法，如圖2所示?！邦^發(fā)”可避免吸水紙將草履蟲(chóng)吸走，“吸水+壓片”能有效降低草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)速度，“棉花纖維”可限制草履蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)范圍。

表1 教學(xué)環(huán)節(jié)流程

(續(xù)表1)

圖1 “棉花纖維”實(shí)驗(yàn)

圖2 “棉花纖維+頭發(fā)+吸水+壓片”實(shí)驗(yàn)

3.2 解決草履蟲(chóng)提純難題

利用草履蟲(chóng)趨極性的特點(diǎn)設(shè)計(jì)提純裝置，如圖3所示。

圖3 提純裝置

通電后，草履蟲(chóng)從正極端游向負(fù)極端，可保證其有效地分離，達(dá)到將草履蟲(chóng)純化的目的。

3.3 解決草履蟲(chóng)長(zhǎng)期培養(yǎng)的難題

利用“草履蟲(chóng)好氧、分布在表層”的特點(diǎn)，用去底的飲料瓶倒置后制成如圖4所示的裝置。斜面沉淀廢物，閥門(mén)排出廢物，上面補(bǔ)充煮熟、靜止24 h的稻草液，成功解決了在長(zhǎng)期培養(yǎng)過(guò)程中更換營(yíng)養(yǎng)液、清理代謝廢物的難題。該裝置制作簡(jiǎn)單、操作方便，可推廣使用。

圖4 培養(yǎng)裝置

3.4 解決草履蟲(chóng)濃度低，不易觀(guān)察的問(wèn)題

利用濕潤(rùn)棉線(xiàn)的“毛細(xì)現(xiàn)象”，設(shè)計(jì)如圖5所示的實(shí)驗(yàn)裝置。用浸濕的棉線(xiàn)，將培養(yǎng)液中水吸走。通過(guò)比較處理前后實(shí)驗(yàn)效果，成功提高了草履蟲(chóng)的密度。

圖5 增加濃度裝置

4 學(xué)習(xí)方式巧搭配

本節(jié)課在傳統(tǒng)課堂中觀(guān)察法、實(shí)驗(yàn)法學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，搭配應(yīng)用了對(duì)比觀(guān)察、微課學(xué)習(xí)、直觀(guān)展示交流、“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用等方法。

4.1 微課在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

制作“興趣小組飼養(yǎng)草履蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)”的微課，讓更多學(xué)生了解草履蟲(chóng)培養(yǎng)過(guò)程。

制作“制作草履蟲(chóng)臨時(shí)標(biāo)本”的微課，學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中反復(fù)播放，掌握實(shí)驗(yàn)技能，實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作。

4.2 利用手機(jī)拍攝將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀(guān)呈現(xiàn)

直觀(guān)教學(xué)可幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。本課研究的草履蟲(chóng)個(gè)體微小，不易觀(guān)察。為了更好的觀(guān)察其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理活動(dòng)，筆者設(shè)計(jì)了“顯微鏡+支架+手機(jī)”的實(shí)驗(yàn)裝置，能更清晰的觀(guān)察、拍攝草履蟲(chóng)的細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)、取食、分裂等生理活動(dòng)。并且設(shè)計(jì)了“手機(jī)迎光側(cè)面拍攝”的方法觀(guān)察草履蟲(chóng)的趨性，通過(guò)比較培養(yǎng)液左側(cè)加鹽粒前后草履蟲(chóng)數(shù)量的變化，得出草履蟲(chóng)能逃避有害刺激的結(jié)論。在展示環(huán)節(jié)，可用電子白板放大、分享實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有利于學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察，從而得出結(jié)論。

4.3 “互聯(lián)網(wǎng)+”的應(yīng)用

伴隨“互聯(lián)網(wǎng)+”在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用，“隨手拍、隨時(shí)發(fā)”在學(xué)生日常學(xué)習(xí)中十分普遍，便于他們保留學(xué)習(xí)痕跡、傳播學(xué)科知識(shí)。學(xué)生把觀(guān)察的結(jié)果分享到朋友圈、班級(jí)群，使實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)由師生評(píng)價(jià)延伸為師生、家長(zhǎng)、媒體的評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中生物教學(xué)的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力及提高生物科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。巧用心思，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課課堂教學(xué)，學(xué)生經(jīng)歷了探究性學(xué)習(xí)的過(guò)程，鞏固了使用顯微鏡、制作臨時(shí)裝片的技能，構(gòu)建了“細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位”的概念，有效達(dá)成了學(xué)習(xí)目的。