利用智能手機構建顯微鏡交互式教學的設計與研究

摘 要：介紹了利用智能手機設計和實施顯微鏡交互式實驗課的過程。特點在于：方便構建、實施簡單、成像清晰、便于存儲、方便研究。

關鍵詞：智能手機;交互式課堂;顯微鏡實驗教學

生物學科教學過程中勢必要通過實驗驗證和探究，高中生物教學內容中呈現微觀世界知識面紗的最有效辦法就是利用顯微鏡實施實驗教學，通過鏡下物像的呈現完成教學目標。近年來，隨著科技的發展和實驗儀器的更新，教學設備有了很好的發展，但就欠發達地區實施顯微鏡教學還依賴陳舊低端的顯微鏡，之前的單目顯微鏡本身存在裝片夾持移動不便調節等問題，給實驗過程中學生觀察物像帶來不便，具體體現在學生看不到物像，看到后不能準確辨別，得不到實時指導等問題。鑒于此，筆者嘗試利用智能手機實施顯微鏡成像裝置，并利用智能手機上的App實施手機間圖像共享，來實施交互式學習模式構建，取得了較好效果。

一、利用智能手機構建顯微鏡交互式實驗課

1.智能手機

實施實驗的智能手機（學生手機及教師手機）均為安卓系統。

2.手機App

實驗用手機在實施實驗前均安裝“向日葵遠程控制”軟件。

3.手機支架

本文實施實驗用顯微鏡支架采購自淘寶網，支架前端結構套在顯微鏡目鏡上，支架平面放置手機。

4.普通光學顯微鏡

本文實施實驗教學用顯微鏡系單目顯微鏡，型號為：XSP-02（400倍）。

二、構建顯微鏡手機成像裝置

現將顯微鏡手機支架鏡筒端和顯微鏡目鏡相套并擰緊，再安放裝片，調節顯微鏡至圖像清晰，再在手機支架上放置手機，攝像頭對準目鏡至物像在手機上呈現。物像呈現后可實施鏡下物像在手機畫面的放大、圖像存儲等。

三、顯微鏡交互式課堂構建

在需要同步的實驗手機上事先安裝向日葵遠程協助App并注冊，再將需要控制其他手機的智能手機打開軟件，設置連接碼，將連接碼公布給被控制端的手機上，被控制端手機通過連接碼實施共享，這樣教師持控制端手機，學生持被控制端手機，被控制端手機和顯微鏡相連，并打開攝像頭，此時，控制端手機上就出現被控制端手機畫面，實現了手機圖像共享，教師就可實現對學生顯微鏡下物像的觀看，并實施指導。反過來，學生持控制端手機，教師持被控制端手機，可實施學生觀看教師顯微鏡下物像的實時畫面。這種基于智能手機構建的顯微鏡交互式課堂很好地實現了交互式學習過程。

四、顯微鏡交互式學習方式的優點

1.解決了學生因觀察不當找不到物像的窘境

科任教師在顯微鏡實驗課教學中均發現有很多學生找不到鏡下物像，究其原因不是操作問題，而是控制眼睛觀察時恰恰找不到鏡下物像，此時如果采用顯示器展現鏡下物像就可解決這一問題，但因學校資金問題，實施實驗的顯微鏡較為老舊，無法實現上述過程。鑒于此，筆者將智能手機連接在顯微鏡上，可解決上述問題實施教學。

2.實現交流互動，便于實施探究

筆者在實施實驗課教學時發現，有很多物像學生識別不準，此時教師就需要到學生顯微鏡上觀察并詢問，學生和教師對同一物像不能共同可視探究，如果采用手機構建交互式學習，這一困境就可以解決。只要教師和學生手機互聯就實現了圖像共視，對學生遇到的問題教師就可以很方便地進行指導了。

3.便于保存，方便科學研究

利用智能手機的拍照和視頻錄制功能，方便對鏡下物像進行存儲，存儲后的圖像可方便日后研究學習所用。

五、利用智能手機構建顯微鏡交互式學習的意義

1.實現對實驗器材的拓展

受經濟條件制約，欠發達地區學校受資金限制，在實驗儀器的配備數量上不足，且儀器也跟不上時代步伐，儀器陳舊且數字化程度極低，這樣就造成學生實驗學習參與度不足的局面，學生實驗操作技能達不到課標要求。為此，筆者利用智能手機構建上述實驗課交互式學習環境，實現了學生共享實驗圖像，實現了學生探究實驗過程，有效提升了實驗教學質量。

2.實現教學模式的轉變

傳統課堂教學以行政班為單元實施教學，課程要在班級中統一進行，學生的學習均由科任教師決定，而基于智能手機等媒體工具構建的交互式學習環境突破了傳統授課模式的束縛，實現了學習的便利性，無論課前自主預習還是課上共同學習以及課后復習均顯得自由方便。所以，筆者認為新課改下的學習任務應該強調的是知識的傳遞，應該更多地實施基于移動學習的探究式學習模式轉變。

3.實現學習方式的轉型

傳統行政班傳授新知屬于被動學習，而探究式教學屬于主動學習。基于智能手機等終端媒體工具實施學習，可實現師生、生生互動分享知識形成過程，通過探究分享實現知識的生成過程，使學習效率不斷提高。

4.實現學習時空轉變

傳統行政班授課制中，學生學習過程受時間和空間的限制。而基于智能手機等媒體工具構建的交互式學習環境則不受時空限制，完全實現了自主自由學習，同時可拓展到任何地方。另外，不同學生對同一材料或者同一學生對不同材料的閱讀理解時間不同，那就對學習時空要求不一，鑒于此，筆者認為學生依據自身條件，利用好碎片化時間進行學習可有效提高學習成績，實現有效學習。

總之，在新課標實施及教育新理念的沖擊下，師生要不斷創新探索，利用新技術手段、新工藝途徑、新方法，結合身邊工具，實施教學活動，這樣可以解決學校儀器不足、儀器使用不便等問題，重要的是能培養學生創新意識、學習興趣等，為學生落實好學科核心素養滲透工作，全面實施課堂有效教學。

參考文獻：

張銳. USB免驅動視頻頭顯微數碼成像系統構建及其應用[J].生物學通報，2013（4）： 59-60.

注：本文系2020年度白銀市“十三五”教育科學規劃課題“利用手機等媒體工具構建生物顯微鏡實驗交互式教學的實踐與研究”（課題編號：BY[2020]G361）的研究成果。

作者簡介：何黎（1985—），女，甘肅白銀人，職稱：一級教師，就職于甘肅省白銀市會寧縣第五中學，研究方向：高中生物教學。