“觀察葉綠體和線粒體”實驗的分層遞進設計

黃 丹 宋麗莎

(貴州省黔南民族師范學院生物科學與農學院 都勻 558000)

“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”是人教版高中生物學教材必修1模塊的實驗內容，實驗原理簡明易懂，教材中的操作相對簡單，學生需要掌握臨時裝片的制作、染色、顯微觀察等生物學實驗技能。完成此實驗對于多數學生來說游刃有余。為更好地在實驗中激發學生動手探究生物奧秘的興趣、增強學生學習的自信心、逐步培養學生實驗設計與操作的能力，對此實驗內容進行多方案發散設計將能起到促進作用。根據學生存在的個體差異，把實驗內容分為A、B、C三個水平，以適應低、中、高水平學生的需要，教學面向全體學生，保證所有學生在此實驗過程中均有收獲。

1 實驗目標分析

本實驗的目的要求為“使用高倍顯微鏡觀察葉綠體、線粒體的形態和分布”。在目標單一的基礎上，可根據學生的真實水平和學習需求，設置A、B、C三個水平的知識能力目標；A水平目標針對低水平學生設置，要求學生分別用一種材料驗證性觀察葉綠體和線粒體；B水平目標針對中等水平學生設置，要求學生在教師提供的材料中探究最適合的觀察材料；C水平目標針對高水平學生設置，要求學生根據教師提供的影響因素，自主選擇并設計探究方案以完成探究性實驗。三個水平的目標分別從驗證→比較→探究的層面依次遞進，通過異質分組循序漸進實現知識和能力的提升，同時在實驗中培養學生合作精神和科學探究思維。

2 分層實驗活動方案

根據實驗目標的重設與分層，在研究相關實驗成果的基礎上，提出適合低、中、高學生學習的實驗方案。

2.1 觀察葉綠體 方案A: 以黑藻葉片為實驗材料，制作臨時裝片，在高倍顯微鏡下觀察葉綠體的形態和分布；方案B: 分別以黑藻葉片、菠菜葉和洋蔥鱗莖內表皮為實驗材料，制作臨時裝片，在高倍顯微鏡下觀察葉綠體的形態和分布，并比較觀察效果；方案C: 從B中選擇最佳材料，設計實驗方案探究溫度或光照[1](二選一)對細胞質流速的影響。

2.2 觀察線粒體 方案A: 以人口腔上皮細胞為實驗材料，制作臨時裝片，染色后在高倍顯微鏡下觀察線粒體的形態和分布；方案B: 分別以人口腔上皮細胞、新鮮豬肝和洋蔥鱗莖內表皮為實驗材料，制作臨時裝片，染色后在高倍顯微鏡下觀察線粒體的形態和分布，并比較觀察效果；方案C: 從B中選擇最佳材料，設計實驗方案探究染色時間或染液濃度[2](二選一)對觀察效果的影響。

3 實驗教學過程的組織

3.1 實驗小組的建立 圍繞分組時體現“互補互助、協調和諧、異質搭配”的原則，采用“121”分組模式，即在4人一組的成員結構中，1人處于高水平，2人中等水平，1人低水平。低水平組員主持A方案實驗內容，中等水平組員主持B方案實驗內容，高水平組員主持C方案實驗內容。組員之間相互合作、相互評價，甚至相互學習、相互監督以完成實驗活動方案。

3.2 實驗教學的實施 在實驗課前，教師根據“121”分組模式對全班學生進行分組，布置預習任務，同時播放人教版的實驗視頻向學生演示基本的實驗過程，加強學生對實驗原理及實驗操作的理解。

3.2.1 實施實驗方案 在實驗課開始時，教師首先明確實驗目標，根據實驗方案向各組學生分配實驗任務，發放實驗指導材料。各組根據流程開展實驗。①在低水平和中等水平要求中，學生分別制作臨時裝片；同時在高水平要求中，學生選擇影響因素、設計探究方案，以提高時間利用率。②中低水平要求學生把裝片置于顯微鏡下觀察，記錄實驗現象。觀察線粒體時記得要先染色再觀察；高水平要求學生進一步設計和完善探究方案。③參與高水平實驗的學生根據中低水平的實驗結果，設置對照并控制影響因素的差異梯度，組織小組成員完成探究實驗，得出實驗結論。

3.2.2 交流討論 組員之間相互交流各方案的實驗結果，討論實驗成敗的原因，參與低、中、高水平實驗的學生分別陳述個人主持的方案結果，選出代表向全班展示本組實驗結論，同時撰寫實驗報告。

3.3 實驗評價 本實驗建議采用表現性評價，對學生在完成任務過程中的認知、情感、技能和學習成果等方面進行實際考查。根據高中生物學課程標準，編制相應的表現性評價量表進行評價。評價過程采用自評和他評，他評主要由小組成員完成。實驗評價量表在正式實驗時發放給學生每人一份，學生根據個人主持的實驗方案參閱評價項目并自評或邀請組員進行他評。評價要點可作為有效的教學工具，用于學生的實驗操作和行為的指導。學生的最終得分=自評分×30%+他評分×70%。

4 教學建議

由于實驗內容的擴展，建議實驗安排2個課時進行。第1課時完成“觀察葉綠體”實驗，第2課時完成“觀察線粒體”實驗。如果高水平學生未能當堂設計出探究方案，建議教師在課前就把實驗方案告知學生，讓學生有更充分的時間準備。

教師在課前進行實驗分組，在遵循自愿的基礎上，綜合學生的學習基礎、能力、特長、性別等因素，把學生編成“121”四人小組。

在實驗課堂教學中，教師要轉變觀念，由傳統的知識傳授者、學生學習的控制者，向學生學習的指導者、組織者、合作者、幫助者等轉變，以更好地發揮學生學習的主體性和能動性。此外，教師在實驗結束后要善于批評與反思，為下一次生物學實驗教學的重建提供有意義的參考和建議。

(基金項目：黔南民族師范學院2014年度教育碩士研究生教育質量工程項目，No.14YJS021；*通訊作者)