如何利用互動教學系統進行小組實驗合作

黃山

摘? ?要：本文通過一節實驗探究課介紹如何利用互動教學系統進行小組實驗合作，探索信息技術與實驗教學融合的方法，為教師更好開展互動式分組合作實驗教學提供實踐操作模式。

關鍵詞：信息技術;互動教學;實驗合作

生物實驗室安裝數碼顯微互動教學系統，教師可觀察、推送、示范師生的顯微視頻及圖像，隨時保存對比、實施生生互動、師生互動的教學示范功能。本文以“植物細胞的失水與吸水”探究為例，介紹如何在該環境下實施開展小組實驗合作。

1? 數碼探究設備的構成及功能

我校生物實驗室具備安裝了6人1組、可同時9個小組進行合作探究的設備，安裝了10臺電腦和10臺BA210Digital的數碼顯微鏡（一套教師用），每個小組再配置5臺自帶光源可連接電腦的顯微鏡，教師端電腦連接數碼顯微鏡，投影設備和教師電腦相連。師生電腦均安裝有Motic DigiLabⅡ網絡版數碼顯微互動軟件，將數碼顯微鏡、計算機和網絡進行了整合，師生之間可相互推送顯微視頻、圖像、文件等。

2? “植物細胞的失水與吸水”深入探究

課前讓學生體驗“紫色洋蔥質壁分離與復原”的驗證實驗，學生提出了許多深入探究的問題。如“做質壁分離還有哪些生物材料？不同生物發生質壁分離的濃度具體是多少？發生質壁分離的洋蔥細胞為什么有的不能復原？可否自動復原？怎樣觀察洋蔥內表皮細胞分離和復原現象？”等等。教師將之歸為幾個探究方向，補充材料和試劑，為深入探究做好準備，課中采用小組合作教學模式。以“課前預實驗→歸納研究方向→小組抽簽選擇方向→分組實驗探究→小組分享總結→師生理論提升”的教學環節進行。

2.1? 教學實施

教師通過示范功能推送PPT，展示預實驗現象、問題及本節課探究的3個方向：（1）探究洋蔥外表皮質壁分離的蔗糖溶液臨界濃度;（2）探究替代洋蔥發生質壁分離的生物材料;（3）探究洋蔥內表皮細胞質壁分離和復原的辦法。9個小組對3個研究方向進行抽簽，每3個小組一個探究方向，進行實驗思路設計，交流匯報，教師點評后進行實驗。

2.2? 學生實驗

探究1：教師給“0.15g/ml、0.2g/ml、0.25g/ml、0.3g/ml、0.35g/ml、0.4g/ml、0.45g/ml、0.5g/ml”8個濃度的蔗糖溶液[ 1 ]。思考：洋蔥細胞不發生質壁分離的濃度范圍？怎樣測定洋蔥細胞液的具體濃度范圍？哪些是無關變量？

探究2：教師給出“紫色洋蔥、馬齒莧[ 2 ]、黑藻、大麗菊、千瓣菊、紅玫瑰、黃玫瑰、茶花、蘭花草、金魚草、三角梅”等本地易得的生物材料，要求學生均用30%的蔗糖溶液處理。思考：與紫色洋蔥外表皮材料相比，從大小、細胞形狀、材料獲取、顏色等方面思考這些材料的優缺點，哪些材料可更清楚看到原生質層？

探究3：教師給出“30%蔗糖溶液加配火龍果汁、30%蔗糖溶液加配紅墨水、30%蔗糖溶液、純凈水”4組溶液，思考：此實驗可否說明細胞壁是全透性的？怎么分析看到的圖像？

2.3? 師生交流

探究1亮點：取材部位要盡量一致，在某兩個濃度值范圍出現了未分離和分離現象后，進一步縮小此兩種蔗糖溶液間的濃度范圍，精確劃分濃度值。重復操作后計算平均值，獲得更準確的細胞液濃度[ 3 ]。

探究2亮點：30%蔗糖溶液無法讓鮮艷度較高的花瓣發生質壁分離，50%的才行，但50%的蔗糖溶液粘度很高，操作不易;花瓣制作臨時裝片很容易，顏色鮮艷，分離現象明顯。蔗糖溶液濃度低于30%，黑藻、金魚草和馬齒莧均可發生質壁分離，細胞大也容易觀察質壁分離現象，有明顯的原生質層，是替代的優良生物材料。

探究3亮點：洋蔥內表皮細胞容易撕取，體積大，具有明顯質壁分離現象;用30%蔗糖溶液加火龍果汁比加紅墨水處理效果好，原生質層與細胞壁之間充滿了外界溶液，同洋蔥內表皮的細胞液形成鮮明的色差對比。將30%蔗糖溶液與有顏色的植物汁液（用榨汁機）混合處理洋蔥內表皮細胞可以觀察質壁分離和復原現象。

2.4? 作業布置

教師用“用一定濃度的硝酸鉀溶液觀察洋蔥表皮細胞質壁分離現象”為題的作業，繼續開放實驗室讓學生深化研究。

3? 教學反思

（1）教師要注重課前讓學生掌握實驗基本原理和技能，做好學情分析，設計課中分組探究目標、要求，強化問題的實驗時，要動用計時設備，讓學生在有限的時間內完成，訓練學生實驗操作速度;根據小組發言人匯報的廣度及深度，做好課后提升安排，才能達到讓教學立體化，培養學生實驗探究素養。分組匯報由組長擔任，也可以讓學生推選，匯報應有提綱。

（2）教師要及時通過互動系統查看并挑選合適匯報的小組，在匯報時未被選上的補充看法。師生共同總結、歸納知識，及時進行評價，確實達到相互促進、共同提升的效果。

（3）教師要轉換成教練員角色，在課堂中安排好教學流程，讓學生充分體驗“提出問題→做出假設→設計實驗→實施實驗→分析結果→得出結論→交流表達”全過程。

（4）讓學生要把教師當成是學生學習的資源，在學生困惑時起到答疑引導作用，有助于學生形成敢于質疑、主動探索、勇于表達的態度;通過引導學生關注對滲透作用和質壁分離應用等有關問題的分析，養成學以致用，關注生產生活實際的社會責任感。

參考文獻：

[1]陳亮，郭巖麗.“探究植物吸水和失水”實驗教學的創新、不足與展望[J].中學生物學，2017，33（2）：40-42.

[2]崔宇清，劉榮，杜光明.以馬齒莧為材料探究植物的細胞的吸水和失水[J].實驗教學與儀器，2012（2）：39-40.

[3]李立娟.深入探究“植物細胞吸水、失水原理”[J].生物學通報，2017，52（6）：45-46.