“使用高倍显微镜观察几种细胞”的实验教学设计

朱晓林

(北京市潞河中学 北京 101149)

1 教材与学情分析

“使用高倍显微镜观察几种细胞”实验属于人教版高中生物学必修1《分子与细胞》第1章第2节“细胞的多样性和统一性”的内容。前一节“从生物圈到细胞”介绍了生命活动与细胞的联系以及生命系统的结构层次，强调了细胞对生命活动的重要性。本实验则是要通过动手观察不同类型的细胞，帮助学生构建细胞多样性和统一性的概念。同时，本实验也是高中生物学的第一个显微观察类实验，该实验的顺利完成将为今后多个显微观察类实验的顺利进行奠定基础。

学生在初中阶段已经接触过显微镜，对显微镜的构造和低倍镜的使用方法有一定的了解。但是由于间隔了较长时间，学生对显微镜操作已相当生疏，难以在显微镜下迅速找到需要观察的细胞，甚至不能规范地操作显微镜。但学生对生物实验十分感兴趣，尤其是对显微镜下的世界充满好奇。只要合理安排实验顺序和适当扩大实验材料的使用范围，就可以激发学生内在的学习动力，引导学生利用不同的实验材料，通过反复操作，使不同水平的学生都得到训练和提高，达到课标规定的教学目标。

本实验的教学重点是： 帮助学生掌握高倍显微镜的构造和使用方法；建构细胞多样性和统一性概念。

2 教学设计思路

本实验的基本教学目标是： 通过显微观察，让学生直观感受细胞的形态、大小乃至结构，从而构建对细胞多样性和统一性的认识。因此，正确使用高倍显微镜和制作临时装片是顺利完成该实验的基本操作技能。所以,在本节课的教学设计上应注意： ①准备充足的实验材料，其中有永久装片，也有菠菜、洋葱等鲜活材料，甚至有酵母菌和湖水等，给学生提供选择实验和探究实验的条件；②实验步骤的安排遵循从简单到复杂的原则，循序渐进，如先用低倍镜观察永久装片，然后用高倍镜观察永久装片，再制备临时装片进行观察，最后探究性观察酵母菌培养液和湖水；③通过增加选择性和探究性的实验安排,激发学生的实验兴趣，照顾不同能力层次的学生,提高学生自主学习的能力,因为其中某些实验材料在今后的实验中还会用到，这也为以后相关实验的教学打下基础；④通过课前预习、课上教师精讲等办法，给学生留出较为充足的时间，学生可以选择实验材料，通过直接观察和相互交流(互相观察对方的实验结果)等活动，提高学习效率。

3 教学过程

3.1 课前准备 由于学生存在一定差异，因此课前准备了实验讲义(内容主要包括三部分： 一是显微镜的基本构造；二是显微镜的常规操作步骤；三是本节课的主要教学内容和要求等)，提前两天发给学生，供学生课前预习使用。

实验材料： 真菌(酵母液)、高等植物(如菠菜、洋葱等)、湖水、动植物细胞永久装片(小麦根尖分生区永久装片、蚕豆叶下表皮永久装片、人血涂片、青霉菌永久装片)等。

实验用具： (数码)光学显微镜、盖玻片、载玻片、镊子、滴管、擦镜纸、吸水纸、清水等。

3.2 主要教学环节 在实验开始前先进行实验安全教育。提醒学生使用盖玻片和载玻片时注意不要划伤身体，注意安全使用镊子，要遵守实验室守则等。

(1) 导入： 教师引导学生回忆显微镜的构造及功能；重点讲解高倍物镜的实验方法和原则。学生对照实验台上的显微镜，回忆并说出显微镜的构造和功能。目的是检查学生预习情况，了解学生对显微镜的认识，为观察实验奠定基础。

(2) 学生自主实验： 分为递进的三个阶段。

第一阶段： 在教师说明本节课的目的，简单介绍实验材料、用具，重点强调实验步骤后,学生首先观察永久装片，侧重细胞形态、大小和基本结构的观察(细胞膜、细胞质和细胞核)。学生选择观察小麦根尖分生区永久装片、蚕豆叶下表皮永久装片、人血涂片、青霉菌永久装片并拍照，将照片上传教师主控台。相互交流观察结果。这一阶段相对简单,目的是熟悉显微镜的使用，并从简单的永久装片的观察入手，同时通过重复训练提高学生操作技能。

第二阶段： 当多数学生提交永久装片观察结果后,教师通过大屏幕展示学生发送的照片,进行初步总结,然后指导学生制作临时装片，学生进行临时装片的制作及观察。学生可以选择菠菜或洋葱，制作临时装片并观察，同时拍照，将照片上传教师主控台,并相互交流观察结果。此阶段的目的是训练显微操作技能和临时装片的制作技能，为观察叶绿体和质壁分离实验等打基础。

第三阶段： 学生制作酵母菌培养液、湖水临时装片并拍照，将照片上传教师主控台。相互交流观察结果。以此激发学生好奇心，并在发现特殊实验现象的过程中鼓励学生提出问题并大胆猜想做出假设,对这些现象进行解释，从而激发学生的求知欲和主动探究的意识。学生发现湖水中有各种能动的小生物,如水蚤等，也有许多单细胞的绿藻甚至蓝藻等。

(3) 交流总结： 教师通过大屏幕展示学生观察结果，指导学生分析解答实验中发现的具有共性的问题,如学生操作中的优点和不足，师生讨论学生发现的问题，为以后的显微观察类实验教学奠定基础。最后紧扣本节课的教学目标： 知道细胞的统一性和多样性；了解细胞是最基本的生命系统，是生物体结构和功能的基本单位。最后布置课后作业，指导学生整理实验台。

4 教学效果及反思

本节课的教学设计符合学生实际，学生在充分预习的基础上，通过对不同实验材料的观察，由简单到复杂、由验证到探究；通过反复使用显微镜进行观察，学生运用显微镜观察实验材料的能力逐步提高。通过教师指导、学生合作、相互交流，实现了各种信息渠道的相互交融，学生学习过程积极主动，学生兴趣得到激发，学生能力得到提高，学生在活动中增进了交流和感情，为今后的显微观察类实验的学习奠定了基础，收到很好的教学效果。

教学中也存在一些问题,主要体现在课堂学生由于过度兴奋,经常大声喧哗,实验室比较嘈杂,教师中间讲解和总结时学生不够专心等。