数码液晶显微镜与中学生物教学的有机结合

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　　【摘要】本文为解决如何在高中生物教学中充分利用好数码液晶显微镜进行初步探究，并对开发相关课程进行探讨。
　　【关键词】数码液晶显微镜；演示课；实验课
　　现代信息技术在实验教学中的应用为解决传统实验室环境下实验教学所遇到的问题，提高实验教学的效率提供了技术的保障。因此，与显微观察紧密联系的生物学教学就可以充分利用数码显微镜的特点，来提高教学效率，构建高效课堂。数码液晶显微镜又叫视频显微镜，它是将显微镜看到的实物图像通过数模转换，使其成像在显微镜自带的屏幕上或计算机上。数码液晶显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、液晶屏幕技术结合在一起而开发研制成功的一项设备。与普通显微镜相比，液晶数码显微镜优点有以下几个方面：1.显微成像可视化。数码液晶显微镜自带液晶显示器，观察者可直接通过液晶显示器来进行观察操作，并且可通过HDMI等输出接口连接到液晶屏、电脑、一体机、投影仪等多媒体设备，适合小组观察讨论，便于教师指导实验。2.有拍照和录制视频功能。此项功能可以随时保存实验结果，有利于教学成果的保存和分享。3.液晶数码显微镜还兼有荧光显微镜和体视镜功能，显微观察更形象生动。由于早期数码液晶显微镜技术多为国外公司垄断，采购价格昂贵。随着科学技术发展，国内公司技术突破，数码液晶显微镜价格下降，体积减小，数码液晶显微镜就不只局限于实验室的实验课课程应用，也可普通课堂的演示课。新的实验仪器必然带来新的教学方法和模式，这就要求教师们一方面学习新实验仪器的使用，另一方面，注重相关课程的开发。
　　目前，中学生物学教学应用数码液晶显微镜的相关研究较少，而且主要是集中在实验课课程应用上。本文就数码显微镜与中学生物教学有机结合进行进一步的探究。按以下几个方面开展：1.基于数码液晶显微镜高中生物实验课课程开发；2.基于数码液晶显微镜的高中生物演示课课程开发；3.基于数码液晶显微镜的生物课外探究活动开发。
　　一、基于数码液晶显微镜高中生物实验课课程开发
　　生物学是一门以实验为基础的自然科学，其教学也离不开实验。以人教版为例，高中必修内容中有8个实验活动和3个探究活动使用使用到显微镜，生物实验教学在高中生物教学占有重要部分。通过实验教学可以提高学生生物科学素养和探究性学习能力。随着教学设施的大力普及，实验员的配置，很多高中学校都能够开展实验教学。在使用到显微镜的实验教学中，目前的显微镜基本都还是光学显微镜。
　　在传统的光学显微镜实验教学过程中，学生以小组形式制作好装片后，开始利用显微镜观察。老师在各个小组来回指导。由于部分学生对显微镜的操作不熟悉，各个小组在使用显微镜过程中出现很多问题。如，不能调节好光源亮度；在显微镜中找不到实验材料；对焦不清晰；不能通过移动玻片将将观察对象准确移动到视野中央等等。这些问题其实是老师在讲解显微镜的操作过程中重点强调的内容。但是由于每個实验材料的不同，以及光学显微镜的限制，老师在有限的课堂内时间内不能针对每个学生讲解。所以数码液晶显微镜在实验教学过程中有充分的优越性。利用数码液晶显微镜自带液晶显示器可使显微成像可视化，观察同学可直接通过液晶显示器来进行观察操作，小组内同学都可以同时观察到成像结果，可以通过同学们之间互相讨论，及时解决在操作过程中出现的问题，老师也可以及时发现学生的问题并给予指导。
　　二、基于数码液晶显微镜的高中生物演示课课程开发
　　由于数码显微镜可通过HDMI等输出接口连接到液晶屏、电脑、一体机、投影仪等多媒体设备，老师可以利用这一特点，将数码显微镜应用于正常的课堂教学的演示，并开发出相关的演示课设计。下面以人教版高中生物必修一第1章第2节《细胞的多样性和统一性》这一节为例，探讨利用数码显微镜的演示课课程开发要点。本节教学分为两个课时，第一课时是实验内容《使用高倍显微镜观察几种细胞》，第二课课时是《原核细胞和真核细胞的比较以及细胞学说的建立过程》教学重点有：使用高倍显微镜的步骤和要点；归纳比较观察到的细胞在结构上的异同点；原核细胞和真核细胞的区别与联系；分析细胞学说建立的过程。其中“归纳比较观察到的细胞在结构上的异同点”要求学生在实验课的基础上归纳整理出原核细胞和真核细胞的区别。这也是本节教学的难点，由于学生在实验课上观察材料和显微镜的限制，较难完整归纳出两种细胞的差别。教师在设计第二课时时，可利用数码显微镜的特点设计出一节演示课。在课堂上使用数码显微镜观察并投影现成的真核和原核细胞固定装片，让学生比较二者的差别。在第一节的感性认识的基础上，进一步上升到理性认识。
　　对于部分数码显微镜采购数量较少的学校，不能保证每个小组都有一台。在学生使用普通显微镜的实验课的基础上，老师可以通过一台数码液晶显微镜进行相关实验演示。例如，“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验，教师可以选取代表性临时装片，通过数码液晶显微镜演示观察操作。
　　三、基于数码显微镜的生物课外探究活动开发
　　高中生物教材中有大量的探究活动，部分探究活动由于时间等原因只能利用课外时间完成。下面就以人教版高中生物必修三第4章第3节中探究活动《土壤中小动物类群丰富度的研究》为例。探讨基于数码显微镜的生物课外探究活动开发。本探究活动要求学生采集到土壤小动物后，要求学生观察和分类。观察可以借助放大镜和实体镜，同样，本实验可以利用具有实体观察能力的数码显微镜。一位同学操作数码显微镜，探究小组内的其他同学都可以同时观察到成像结果，非常有利于同学们的讨论，方便同学借助有关的动物图鉴查清小动物的名称。同时还可以利用数码显微镜的拍照和录像功能，记录每种小动物的影像。一些不能及时确定的，可将照片提供给老师或者专家进行鉴定。
　　参考文献：
　　[1]王进.液晶显微镜互动实验室环境下的高中生物实验教学[J].科普童话：新课堂，2015（12）：80.
　　[2]李志远.显微数码互动实验室在高中生物实验教学中的优势与应用[J].生物技术世界，2014（10）：173.
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