基于數碼互動生物顯微系統的實驗教學反思

王梅麗

數碼互動顯微系統是將數碼顯微鏡通過計算機與教師控制系統聯網，通過計算機軟件的有機整合，形成師生互動、生生互動、圖像共享的一套教學系統。通過這個系統，將學生視野中的典型圖像及時顯示給大家觀察，同時可將實時圖像或動態投影到大屏幕上，以便教師點評、學生模仿或自我糾正，還可以很好地保存和再現實驗結果。

“觀察植物根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗的主要目的是觀察植物細胞有絲分裂的過程，識別有絲分裂的不同時期，比較細胞周期不同時期的時間長短。傳統的顯微實驗存在以下不足：第一，由于制作裝片比較繁瑣，顯微鏡的使用缺乏經驗，學生根本沒有充裕的時間尋找合適的視野，幾乎都找不到分裂期的細胞。因此，傳統教學一般是作為驗證性實驗，缺乏探究意識和能力的培養。第二，老師無法及時發現和解決學生遇到的問題，所以學生的某個失誤可能造成實驗最終的失敗，無法享受實驗的快樂，導致實驗的主動性和積極性逐漸喪失。第三，由于老師對整個課堂的監控和管理的缺失，實驗結果無法保存，對學生的客觀有效評價很難實現。

筆者利用數碼互動生物顯微系統，進行了“植物根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗課的多次嘗試，覺得數碼互動顯微實驗教學至少在學生的學習方式、教師的教學方式及評價機制等方面都有傳統顯微實驗不可比擬的作用。

1.利用其捕捉功能，轉變學習方式：從“被動”走向“主動”

舊式的顯微實驗結束后，學生就把裝片洗掉，教師無法對每個學生的實驗進行有效評價。所以部分學生做實驗有些敷衍了事，隨便搗鼓搗鼓就閃人。其實高中生被認同的需求和責任感明顯增強，不管平時成績好還是差，都想在實驗中露一手。學生或許不再是被動地完成實驗，而是主觀上更迫切地想做好實驗。

造成此種尷尬的主要原因是評價機制的缺失。準確合理的評價能幫助學生明確努力的方向，它可以使學生了解自己對于學習目標的實現程度，喚起學生新的認知需要和成就需要，既然該系統能捕捉圖像，如果布置圖片和結果數據的上傳任務，課后網絡上公開展示，并對每個學生的實驗結果共同評價，那么實驗過程中的積極性和主動性會不會大大提高？

我們布置了兩份作業上傳：一是含有分裂期細胞的顯微圖片，二是對不同時期的細胞數目統計結果表。學生一打開電腦，就立即看到今天實驗課的任務和要求。在任務驅動下，在整個實驗課堂教學過程中，學生都積極參與，緊張實驗。6大組的組長負責分配實驗用具，每小組的成員都積極配合，實驗室里不再有喧嘩和吵鬧。更可貴的是，課后各班都有學生覺得實驗結果不滿意，要求利用課余時間重新實驗，這是以前的實驗中前所未有的現象。

2.利用其數碼功能，轉變教學方法：從“灌輸”走向“探究”

《高中生物課程標準》倡導探究性學習，力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動參與探究過程。數碼顯微鏡和電腦連接，顯微鏡下的圖像直接清晰地顯示在屏幕上，顯微鏡的調節更方便。這樣學生就可以省出更多時間觀察細胞中染色體的形態、數量、位置的不同，分辨其所處的分裂時期，并對觀察到的細胞圖像進行統計和分析。通過細胞各期數目的占比，可計算出細胞周期各時期經歷的時間。那么，我們實際上拋棄了以往制裝片、找圖像的驗證性實驗模式，改成探究細胞周期的概念和實質的探究性實驗模式，這要比講授細胞周期的概念更具體更生動。這樣就可以擺脫講概念、析概念、判概念的傳統概念教學，促成一種更生態、更自然的概念生成模式。

課堂上大多數學生都像真的科學家一樣認真統計，上傳的統計表格都真實可信。由于部分學生制作的裝片不理想，因此他們改用了固定裝片進行計數統計，也順利得到相關數據。即使與洋蔥等植物的真實數據有出入，但是那種科學探究的態度和品質得到潛移默化的滲透和融入，這是生物實驗教學的本真意義和歸宿。

3.利用其互動功能，轉變評價機制：從“單一”走向“多元”

評價的主要目的是全面了解學生的學習歷程、激勵學生的學習和改進教師的教學。相對于傳統靜態的、標準化的單一性課堂評價操作方式，《高中生物課程標準》希望用多把尺子衡量學生，重視學生的個性差異和學習潛能。如果課堂評價運用得好，則對于營造學習氛圍，激發學習興趣，調動積極思維，增強克服困難的決心有著不可低估的作用。

在傳統顯微觀察的實驗教學中，由于互動交流的缺乏，使得學生在該實驗課堂中不能獲得及時準確的評價。在數碼互動的顯微實驗教學中，通過網絡技術，教師可以在每一步驟中了解學生的實驗進程，對所有的學生監控和指導；同樣通過網絡技術，師生可以在同一時間看到同一視野的物象，共同分析、評價及糾正。那么，如果及時捕捉學生的實驗過程，進行個別或全班教學示范，進行師生及生生之間的交流互動，就可以在以下方面實現評價的“多元”：

（1）評價主體的“多元”。傳統模式下形成的教師權威，剝奪了學生作為主體的權利和地位。利用這套互動教學系統，教師可以實時監控和評價每個小組的實驗進程，采用教學示范的方法讓所有學生都能看到。因此，每個學生都是評價的主體，也是客體。當某一植物根尖分生區細胞的清晰完美的視野呈現在所有學生的屏幕上時，那種贊許和肯定；交流區里那么多的“贊”和鮮花，都體現著學生作為主體參與著課堂的過程性評價。

（2）評價方法的“多元”。對高中學生來說，考試成績幾乎是評價是否是好學生的唯一方法。實驗結束后，對學生所提交的作業進行展示，讓所有學生都參與評價，選出實驗中最出色的圖片，放入學生的成長檔案袋，不失為一種激勵學生不斷進步的積極評價。

（3）評價功能的“多元”

積極的評價主要是肯定學生，讓學生及時看到自己的成功，獲得快樂的情感體驗。該實驗從實驗材料的選擇和準備，到裝片的制作和作業的遞交，一步步的錯誤，一次次的挫折，成功或失敗，都是評價的資源。利用數碼顯微互動的教學，為師生創造了更適宜的自我反饋的環境，雙方在教學過程中進行信息獲取、處理和輸出，提高了分析問題、解決問題的能力，真正實現了評價多元化的意義。