袁美玲 李巖

摘 要：生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。而實(shí)驗(yàn)要成功選材是關(guān)鍵，正如其貌不揚(yáng)的“豌豆”奠定了孟德爾的“遺傳學(xué)之父”的地位;一只偶然突變的“白眼果蠅”成了摩爾根遺傳學(xué)研究的“寵兒”;平淡無奇的“水綿”讓恩格爾曼證明了光合作用的場所是葉綠體;俏皮可愛的“小球藻”讓卡爾文因破譯光合作用即“卡爾文循環(huán)”而聲名鵲起。而普通高中生物學(xué)教材中也設(shè)置了若干生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材料的選擇也是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合適的實(shí)驗(yàn)材料可以事半功倍。因此為了協(xié)助高中實(shí)驗(yàn)課的順利開展，我們?cè)O(shè)計(jì)了一堂別開生面的校本課程“數(shù)碼顯微鏡下尋找理想中的‘Ta”。

關(guān)鍵詞：生物學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué);生命教育

該課題是以“數(shù)碼顯微鏡”為主要實(shí)驗(yàn)儀器，完成新課標(biāo)要求的三個(gè)必做實(shí)驗(yàn)（①使用光學(xué)顯微鏡觀察各種細(xì)胞;②觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng);③觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原）的選材，即通過用顯微鏡觀察各種各樣的植物細(xì)胞，一方面進(jìn)一步認(rèn)同細(xì)胞具有多種形態(tài)和功能，但是又都具有相似的基本結(jié)構(gòu);另一方面在觀察的過程中尋找適合觀察葉綠體、細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)及質(zhì)壁分離與復(fù)原的材料。

一、 教學(xué)過程

（一） 課題導(dǎo)入

PPT展示孟德爾與豌豆，摩爾根與白眼果蠅，恩格爾曼與水綿，卡爾文與小球藻的圖文資料，教師生動(dòng)形象的簡要介紹幾位科學(xué)家與所用實(shí)驗(yàn)材料之間的趣聞以及他們所取得的成就。通過這些科學(xué)史一方面讓學(xué)生認(rèn)同科學(xué)研究中科學(xué)精神、科學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)選材的重要性，激發(fā)他們對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲;另一方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感價(jià)值觀教育，如通過對(duì)孟德爾堅(jiān)持不懈地進(jìn)行科學(xué)探索實(shí)驗(yàn)的介紹，滲透生命教育，啟發(fā)學(xué)生勇敢的面對(duì)生活。

（二） 課堂探究

制作臨時(shí)裝片。師生先共同討論、交流如何快速有效地制作臨時(shí)裝片。然后分類、歸納總結(jié)生物材料的取材及制片方法，如黑藻、綠菊藻、蘚類等葉片是由單層細(xì)胞組成，可以直接取材放在顯微鏡下觀察。茼蒿、地瓜藤、馬齒莧等莖表皮的撕取可采用將莖對(duì)折的方法，撕開即可出現(xiàn)部分表皮。韭菜、香蔥等縱向撕取葉基部的表皮極容易。

數(shù)碼顯微鏡觀察。將制作好的臨時(shí)裝片放在低倍顯微鏡下觀察，找到葉片細(xì)胞（或其他生物細(xì)胞）后，換用高倍鏡進(jìn)行觀察。觀察過程中要完成三項(xiàng)任務(wù)，首先仔細(xì)觀察細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)，看細(xì)胞中是否有扁平的橢球形或球形的綠色結(jié)構(gòu)（葉綠體），拍照記錄。然后通過觀察葉綠體或細(xì)胞內(nèi)球形小顆粒的運(yùn)動(dòng)來觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)，若是發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)現(xiàn)象，錄像記錄。最后，從蓋玻片的一側(cè)滴入質(zhì)量濃度為 0.6mol/L 蔗糖溶液，這樣重復(fù)幾次，蓋玻片下面的細(xì)胞就會(huì)浸潤在蔗糖溶液中，觀察是否能發(fā)生質(zhì)壁分離，錄像記錄。

探究結(jié)果的表達(dá)與交流。小組分工合作整理探究結(jié)果，完成課題報(bào)告。然后師生共同分享探究成果，并對(duì)幾種典型實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析。如黑藻葉片取材方便是觀察葉綠體、細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)、質(zhì)壁分離與復(fù)原的好材料;綠菊藻適合觀察葉綠體但不適合觀察細(xì)胞質(zhì)環(huán)流;馬齒莧的莖為紫色，且下部紫色較深，表皮撕取比洋蔥鱗片葉外表皮撕取容易，方便取材制片，表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的速度比洋蔥快，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯;地瓜葉柄表皮容易撕取，方便制片，材料發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的速度比洋蔥快，但比馬齒莧慢，適合觀察質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。韭菜纖維素含量高，縱向撕取葉基部的表皮極容易，韭菜的紫色部位液泡的顏色很深，細(xì)胞壁也很厚，質(zhì)壁分離和復(fù)原的現(xiàn)象十分明顯。

教師總結(jié)：利用數(shù)碼顯微鏡觀察到了生物奇妙的微觀世界，可以看到每一個(gè)細(xì)胞都是精巧的存在，是任何事物都無法比擬的“工藝品”，細(xì)胞以自己獨(dú)特的形式展現(xiàn)了它的美，形態(tài)結(jié)構(gòu)美，色彩美，生理過程美，生活中的美處處有，只是缺少發(fā)現(xiàn)的眼睛，哪怕是一片不起眼的樹葉，它也有著巧奪天工的精美結(jié)構(gòu)。所以我們要懷著一草一木皆有靈的情懷，珍愛生命，珍愛我們生存的環(huán)境。

（三） 實(shí)踐應(yīng)用

該環(huán)節(jié)的理念是學(xué)以致用，承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。設(shè)置與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的討論話題，讓學(xué)生根據(jù)已具備的生物學(xué)知識(shí)及本節(jié)課的探究結(jié)論，如嘗試解釋燒苗現(xiàn)象、殺菌防腐原理以及生態(tài)治理中如何尋找適合鹽堿地種植的植物等問題。

二、 教學(xué)反思

本課題創(chuàng)新點(diǎn)，首先打破對(duì)實(shí)驗(yàn)材料認(rèn)知的傳統(tǒng)框架，試圖尋找一些材料易得（方便采集或購買），制片簡便（撕、切、挑、刮），現(xiàn)象明顯，生活氣息濃厚的生物材料，進(jìn)一步落實(shí)了生物學(xué)科核心素養(yǎng)所倡導(dǎo)的“生命觀”與“科學(xué)探究”。其次課題中設(shè)置了幾個(gè)密切聯(lián)系生活生產(chǎn)實(shí)踐，能夠體現(xiàn)“社會(huì)責(zé)任”的話題，如解釋燒苗現(xiàn)象;殺菌防腐原理;生態(tài)治理，尋找適合鹽堿地種植的植物等，通過這些話題讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，能運(yùn)用生物學(xué)原理參與公眾事務(wù)討論，解決環(huán)境保護(hù)等現(xiàn)實(shí)問題，形成生態(tài)意識(shí)，參與環(huán)境保護(hù)實(shí)踐，成為健康中國的促進(jìn)者和實(shí)踐者。再次，本課題將生命教育理念融入其中，學(xué)生通過觀察各種各樣的細(xì)胞，進(jìn)一步理解細(xì)胞是生物體的結(jié)構(gòu)和功能的基本組成單位，從微觀到宏觀，理解生命系統(tǒng)的嚴(yán)密性、層次性和多樣性，并在此基礎(chǔ)上形成正確的生命觀。