如何利用互动教学系统进行小组实验合作

黄山

摘   要：本文通过一节实验探究课介绍如何利用互动教学系统进行小组实验合作，探索信息技术与实验教学融合的方法，为教师更好开展互动式分组合作实验教学提供实践操作模式。

关键词：信息技术;互动教学;实验合作

生物实验室安装数码显微互动教学系统，教师可观察、推送、示范师生的显微视频及图像，随时保存对比、实施生生互动、师生互动的教学示范功能。本文以“植物细胞的失水与吸水”探究为例，介绍如何在该环境下实施开展小组实验合作。

1  数码探究设备的构成及功能

我校生物实验室具备安装了6人1组、可同时9个小组进行合作探究的设备，安装了10台电脑和10台BA210Digital的数码显微镜（一套教师用），每个小组再配置5台自带光源可连接电脑的显微镜，教师端电脑连接数码显微镜，投影设备和教师电脑相连。师生电脑均安装有Motic DigiLabⅡ网络版数码显微互动软件，将数码显微镜、计算机和网络进行了整合，师生之间可相互推送显微视频、图像、文件等。

2  “植物细胞的失水与吸水”深入探究

课前让学生体验“紫色洋葱质壁分离与复原”的验证实验，学生提出了许多深入探究的问题。如“做质壁分离还有哪些生物材料？不同生物发生质壁分离的浓度具体是多少？发生质壁分离的洋葱细胞为什么有的不能复原？可否自动复原？怎样观察洋葱内表皮细胞分离和复原现象？”等等。教师将之归为几个探究方向，补充材料和试剂，为深入探究做好准备，课中采用小组合作教学模式。以“课前预实验→归纳研究方向→小组抽签选择方向→分组实验探究→小组分享总结→师生理论提升”的教学环节进行。

2.1  教学实施

教师通过示范功能推送PPT，展示预实验现象、问题及本节课探究的3个方向：（1）探究洋葱外表皮质壁分离的蔗糖溶液临界浓度;（2）探究替代洋葱发生质壁分离的生物材料;（3）探究洋葱内表皮细胞质壁分离和复原的办法。9个小组对3个研究方向进行抽签，每3个小组一个探究方向，进行实验思路设计，交流汇报，教师点评后进行实验。

2.2  学生实验

探究1：教师给“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个浓度的蔗糖溶液[ 1 ]。思考：洋葱细胞不发生质壁分离的浓度范围？怎样测定洋葱细胞液的具体浓度范围？哪些是无关变量？

探究2：教师给出“紫色洋葱、马齿苋[ 2 ]、黑藻、大丽菊、千瓣菊、红玫瑰、黄玫瑰、茶花、兰花草、金鱼草、三角梅”等本地易得的生物材料，要求学生均用30%的蔗糖溶液处理。思考：与紫色洋葱外表皮材料相比，从大小、细胞形状、材料获取、颜色等方面思考这些材料的优缺点，哪些材料可更清楚看到原生质层？

探究3：教师给出“30%蔗糖溶液加配火龙果汁、30%蔗糖溶液加配红墨水、30%蔗糖溶液、纯净水”4组溶液，思考：此实验可否说明细胞壁是全透性的？怎么分析看到的图像？

2.3  师生交流

探究1亮点：取材部位要尽量一致，在某两个浓度值范围出现了未分离和分离现象后，进一步缩小此两种蔗糖溶液间的浓度范围，精确划分浓度值。重复操作后计算平均值，获得更准确的细胞液浓度[ 3 ]。

探究2亮点：30%蔗糖溶液无法让鲜艳度较高的花瓣发生质壁分离，50%的才行，但50%的蔗糖溶液粘度很高，操作不易;花瓣制作临时装片很容易，颜色鲜艳，分离现象明显。蔗糖溶液浓度低于30%，黑藻、金鱼草和马齿苋均可发生质壁分离，细胞大也容易观察质壁分离现象，有明显的原生质层，是替代的优良生物材料。

探究3亮点：洋葱内表皮细胞容易撕取，体积大，具有明显质壁分离现象;用30%蔗糖溶液加火龙果汁比加红墨水处理效果好，原生质层与细胞壁之间充满了外界溶液，同洋葱内表皮的细胞液形成鲜明的色差对比。将30%蔗糖溶液与有颜色的植物汁液（用榨汁机）混合处理洋葱内表皮细胞可以观察质壁分离和复原现象。

2.4  作业布置

教师用“用一定浓度的硝酸钾溶液观察洋葱表皮细胞质壁分离现象”为题的作业，继续开放实验室让学生深化研究。

3  教学反思

（1）教师要注重课前让学生掌握实验基本原理和技能，做好学情分析，设计课中分组探究目标、要求，强化问题的实验时，要动用计时设备，让学生在有限的时间内完成，训练学生实验操作速度;根据小组发言人汇报的广度及深度，做好课后提升安排，才能达到让教学立体化，培养学生实验探究素养。分组汇报由组长担任，也可以让学生推选，汇报应有提纲。

（2）教师要及时通过互动系统查看并挑选合适汇报的小组，在汇报时未被选上的补充看法。师生共同总结、归纳知识，及时进行评价，确实达到相互促进、共同提升的效果。

（3）教师要转换成教练员角色，在课堂中安排好教学流程，让学生充分体验“提出问题→做出假设→设计实验→实施实验→分析结果→得出结论→交流表达”全过程。

（4）让学生要把教师当成是学生学习的资源，在学生困惑时起到答疑引导作用，有助于学生形成敢于质疑、主动探索、勇于表达的态度;通过引导学生关注对渗透作用和质壁分离应用等有关问题的分析，养成学以致用，关注生产生活实际的社会责任感。

参考文献：

[1]陈亮，郭岩丽.“探究植物吸水和失水”实验教学的创新、不足与展望[J].中学生物学，2017，33（2）：40-42.

[2]崔宇清，刘荣，杜光明.以马齿苋为材料探究植物的细胞的吸水和失水[J].实验教学与仪器，2012（2）：39-40.

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