依托顯微數碼互動系統，提高生物實驗教學有效性

高中生物教材中有16個實驗，其中有9個實驗要使用顯微鏡，因此掌握好顯微鏡的使用方法，對學好生物學相當重要。但是傳統的光學顯微鏡，使用時有諸多缺陷。如學生不易操作，難以激發興趣；教師不易示范，難以及時指導；好的圖像無法保存，難以共享等。數碼顯微鏡的誕生，很好地解決了以上問題，且因為易學易教，所以應用于高中生物實驗課堂而深受學生的歡迎。

一、顯微數碼互動系統簡介

數碼顯微鏡是將普通的光學顯微鏡配上數字攝像頭，使顯微鏡看到的圖像通過數模轉換，成像在與顯微鏡相連的計算機屏幕上。它操作方便、直觀，可以將圖片保存、打印，配備測量軟件后可以測量各種數據；它簡單易學，學生很快便能獨立操作使用數碼顯微鏡來觀察植物細胞、單細胞動物等自然物體，并自行拍照、保存、錄像、提交生物作業，學習熱情空前高漲。

顯微數碼互動系統是將單個的數碼顯微鏡通過計算機與教師機聯系在一起，通過計算機軟件的有機整合，形成師生互動、生生互動、圖像共享的教學系統。顯微數碼互動系統一般包括數碼顯微鏡系統、計算機軟件系統、投影系統等。通過這個系統，能將學生視野中的典型圖像及時顯示給大家觀察，同時還可進一步將實時圖像投影到大屏幕上，以便教師講解、點評，使全體學生都能共享圖像，還可作為資料查閱。由此可見，使用顯微數碼互動系統有效解決了傳統顯微實驗設備的種種弊端，對提高教學質量和教學效率都起到了很大的推動作用。

二、顯微數碼互動系統在高中生物實驗教學中的作用

1.變革生物課堂教學方式，提高學生生物科學素養

進入高中后的第一堂生物課，就在顯微數碼互動教室教學“走進細胞”一課。學生通過很短時間的學習，就初步學會了數碼顯微鏡的使用方法。如在教師提供的霉菌、顫藻、人口腔上皮細胞等多種材料中，任選幾種細胞制作成臨時裝片，在顯微鏡下觀察比較不同細胞的異同點。學生很快沉浸在觀察微觀生物世界的歡樂海洋里，流連忘返。觀察結束后，學生紛紛挑選最佳圖片保存，并上傳至教師機。下課后，有不少學生要求加入生物興趣小組，課后采集各種生物材料進行自主實驗，開展研究性學習。這樣的生物課堂教學，不僅創新了教學方法，還豐富了教學內容，極大地調動了學生學習生物學的積極性，提高了學生的生物科學素養。

2.優化實驗教學過程，提高實驗課堂效率

人教版高中生物必修一中有一個經典的顯微實驗教學課——《觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂》。在使用傳統的光學顯微鏡做實驗時主要有三個問題：一是成功率低，只有少數學生能夠成功觀察到特定時期的分裂圖像。原因主要是由于普通光學顯微鏡的結構比較復雜，學生操作有一定的困難，而教師的指導只能落實在少數人身上。二是教師不能實時看到大多數學生顯微鏡下的圖像，對學生的實驗情況不了解，許多問題不能得到及時的發現和糾正。三是通過目鏡觀察計數不同時期的細胞時，學生眼睛易疲勞，常應付了事，失去興趣。而使用數碼顯微鏡則能很好地解決上述三個問題。當學生在觀察中找不到洋蔥根尖有絲分裂所需時期的圖像時，可以按一下電子舉手按鈕，教師就能通過電腦屏幕發現該學生，隨即打開該學生的顯微鏡觀察畫面，與其單獨進行討論交流。如果是共性問題，教師也可以利用投影屏幕，與全體學生一起進行分析解答。學生之間也可以通過計算機屏幕或投影屏幕互相看到對方所觀察到的有絲分裂圖像，即時進行互動交流。同時，學生通過計算機屏幕對每個視野里的細胞計數也方便快捷，易發現各個時期的細胞圖像，成功率大大提高。更重要的是，在實驗過程中對不容易見到的典型畫面及某些特殊現象能及時拍攝保存，豐富教學資料，便于教師應用于以后的教學。

3.拓寬課本實驗，開展研究性學習

利用數碼顯微鏡的定時拍照、錄像等功能，一些學生進行了草履蟲在不同環境中生活狀態的研究性學習。在整個研究性學習過程中，教師只負責提供實驗材料——草履蟲，學生分組討論、設計了不同的實驗課題。如有一組學生設計了“探究常見飲料對草履蟲生活的影響”的課題，他們將草履蟲培養液滴在有棉纖維的載玻片上制作成臨時裝片，先觀察正常狀態下草履蟲的數量、活動狀態，然后用引流法使草履蟲處在不同飲料中，利用數碼顯微鏡的攝像功能，把滴加飲料前后的草履蟲生活狀態拍攝下來，留作為視頻資料，參與形成課題報告。這樣的研究性學習例子還有很多，有效培養了學生合作研究和實驗設計的能力。

綜上所述，顯微數碼互動系統在實驗教學中的優勢是顯而易見的，它將微觀世界通過圖片、錄像等形式展現在學生面前，增強了教學的直觀性，激發了學生的學習興趣。同時，教師可及時發現學生實驗中存在的問題，并作出指導與較為客觀的評價，提高了生物實驗教學的有效性。

（責任編輯杜華）