细胞观察生物实验中课堂教学模式的优化研究

□ 安徽省亳州市第二中学 修曼曼

为了提升高中生物教学水平，就要在教学中融入生活与实验，教师要有目的地优化教学模式，激发学生的学习兴趣，培养学生用生物学知识解决实际问题的能力[1]。

一、细胞观察生物实验课堂教学中存在的问题

1.实验材料不合适

在细胞观察生物实验课堂教学中，实验材料会直接影响实验结果的准确性，但是目前高中生物实验中还存在实验材料不合适的问题。比如：在《细胞中的无机物》实验中，因为学生人数较多，所以在进行实验材料准备时，极易出现材料准备不足或者材料准备不合适等问题。还有的实验开展时间较晚，由于气候较冷等原因，会导致洋葱生根数量减少，实验材料寻找起来较为缺乏，从而直接影响实验课程的开设效果。再加上不少生物实验材料具有生命性，对于保存条件要求较高，不易获取。有时开展实验时，如果没有提前准备材料，教学中也不易找到可以替代的实验材料，因此需要通过不断实践来挖掘出合适的实验替代材料。

2.操作方法不合理

操作方法的利用会直接影响细胞观察生物实验的有效性，比如在《细胞的物质输入和输出》实验中，要想分析细胞大小与物质运输的关系，就要重视操作方法的利用，如果实验的过程中对于琼脂块的切除不合理，必然会浪费成本，不利于实验课程的顺利开展，也容易造成实验中导致琼脂块易碎问题，在利用塑料勺翻动琼脂块时容易将琼脂块弄烂，这些操作方面的不合理现象，轻则会影响实验的效果，重则会威胁学生的实验安全。

3.试剂浓度不合适

在细胞观察生物实验中，存在的一个显著问题就是试剂浓度不合理。比如在《植物细胞的吸水和失水》实验中一旦发现细胞发生质壁分离后不再复原，就要考虑是不是浓度设置不合理。极有可能是因为在质壁分离过程中，洋葱表皮细胞已死亡，从而导致细胞分离后无法复原，毕竟浓度过高会导致学生无法清晰地找到需要观察的对象[2]。又比如在《观察线粒体》的实验时，如果染色后的视野呈现蓝色，就会无法看清细胞，更无法清晰地看到线粒体结构，发生这种情况的主要原因还是因为背景颜色过深，无法保证实验结果，所以控制试剂浓度十分关键，这也是促进课堂教学模式优化的关键。

二、细胞观察生物实验中课堂教学模式的优化策略

1.科研融入教学中

为了促进生物实验课堂教学模式优化，就要将科研融入教学中，激发学生的实验兴趣，教师在教学过程中需要尊重学生主体地位，根据学生对知识的掌握情况，开展不同层次和阶段的实验。首先教师需要鼓励学生主动地参与到实验准备中，了解实验的操作，为了让实验准备更有针对性，教师就要根据计划来选择操作材料，做好实验物品的预处理以及试剂药品配制等工作，让学生在实验准备中掌握实验操作技术。对于实验过程中发现的有趣现象，教师需要积极地鼓励学生尝试，加强对实验的改进和创新。比如在《细胞的分化》实验中，教师需要让学生认识人体或者动植物细胞的分化过程，所以可以在实验中加入植物体内细胞分化的图片，从而加强学生对细胞分化相关知识的认识和分化过程的了解。尤其是进行科研的时候，教师可以将十分成熟的科研成果转化为实验，引起学生的实验兴趣，从而保证实验内容的新颖性、前沿性和先进性，促进学生对生物知识掌握。再比如：条件允许的情况下，可以将高效液相色谱法测定七叶一枝花中皂苷的含量方法等相关科研成果纳入细胞生物学实验中，让学生在实验和理论课程结合中，激发学生的求知欲望，让学生对实验课程的开展更有兴趣[3]。

2.创新融入教学中

传统的理论教学模式不利于学生对生物变化过程的掌握，教师讲授的实验原理、步骤、器材等，与实际实验可能存在误差，不利于保证实验过程的客观性，甚至不少教学中，教师的理论教学将实验报告都为学生准备好了，不利于学生对客观实验现象的掌握。这必然导致实验过程结论已经先入为主，学生对于材料的采集没有意义。为了改变这种现象，就要将创新融入教学中，实现教学模式的更新。

首先教学导入设疑，在教学改革背景下，许多教学内容设置都可以通过问题的形式体现出来，教师通过教学实验汇总让学生根据问题的变化实现思维刺激，对既定的问题情境产生质疑，从而对生物实验的开展产生浓厚的兴趣，感受到科学研究的喜悦感。比如在实验之前，教师先给出一张洋葱根尖细胞分裂时期和染色体数目关系图，然后让学生对数据模型分析后，进一步进行实验探究；其次根据提出的问题，需要先对细胞分裂的过程进行明确，然后根据所学知识分析不同分裂时期的长短，从而可以提出关于细胞分裂的问题，让学生在实验教学模式改变中培养科学的精神和态度。其次，要保证合理的课堂提问求精度，对细胞生物课堂教学模式的优化，需要从课堂实际出发，让学生从不同角度分析不同知识之间的联系，然后通过合理的方法利用，保证问题的新颖性、启发性和灵活性，从而引发学生的思考[4]。比如在《观察植物细胞有丝分裂实验》教学中，教师可以设定几个不同的问题：(1)为什么需要将根尖取材的长度设定为5cm？确定的取材部位和试剂是什么？(2)染色试剂为何选择着色材料？染色前为何要进行漂洗？(3)实验中开展压片的目的是什么？只有对各种问题的合理设置，才能保证问题定位精确，便于对学生的思维激活，让学生更加全面地掌握实验内容。最后要保证实验环境的开放性，因为高中生物教材的实验开展一般都是提前给出实验目的和步骤，但是对于实验方法的确定并不一定是唯一的，每个实验都可以有不同的设定模式。所以在实际的实验开展中，教师可以根据实验大纲需求，让学生根据自己的想法提出质疑，促进学生创造性思维的发展。同时，在实验开展的过程中，教师能够提前进行洋葱根尖的低温处理，然后实现两组之间的交叉对比。再比如：在进行“压片”操作的过程中，不少同学会发现，若盖上盖玻片后，再盖一层载玻片进行手指按压，很容易导致实验材料的移动，影响实验实施的效果。这个过程中，只有让学生更加详细地明确下一步实验的操作方法，积极创新，反复做好操作对比，才能保证操作效果的完整性，实现学生对生物知识的掌握。

3.设备融入教学中

为了在细胞观察生物实验中实现课堂教学模式的优化，就要重视实验室改革，因为实验室结构和设备利用会直接影响实验效果。实验室是高中开设细胞生物实验课程的主要场所，对于实验的开展发挥着关键的作用。但是实际上，不少学校因为资金的缺乏和实验设备的缺乏，导致生物课细胞生物实验无法开展。例如，显微镜在生物实验中发挥着关键作用，其属于生物实验最常用的仪器，但是不少学校因为条件比较差，显微镜数量十分有限，所以开展实验时，不可避免地出现几个人共用一台设备的情况，导致部分学生没有实验的机会。还有的设备很陈旧，学校也不更新，使不少学生在实验中无法观察到有效的过程。所以优化实验室结构，加大实验设备的投入，是保证生物实验有效开展的关键，学校在条件允许的情况下，应该适当增加实验室数量，增加实验室面积；对于经常使用的实验设备，应该定期检查更新，让专业的实验技术人员进行实验室管理。当然，教育部门也要加强对细胞观察生物实验方面的财政拨款，学生需要合理地利用资金，不要过度节约设备费用，在设备购买时，需要优化知识结构和实验室配置，保证实验室结构完整性，促进教学模式的优化，保证实验操作的科学性。

4.材料融入教学中

细胞观察生物实验开展实施的过程中，需要有足够的实验材料提供支持，毕竟生物实验与其他课程的学习具有较大的区别，只有将材料改进融入实验中，才能使生物学实验的开展更有生命力。因为生物实验的特点，使材料的获取和保存时间受到限制，实际的实验中需要尊重实验材料的生命性、多样性、灵活性等特点。只有积极地促进实验材料的改正，实现教学模式优化，才能在实验材料的探索中使实验更有意义。因为从某种意义上来说，细胞观察生物实验的教学具有较强的生命力，只有更好地实现实验材料改进，加强教师的动手实践，积极做好对试验材料的筛选和替代，才能促进试验的有效开展，促进学生对实验知识的掌握。比如：在利用显微镜观察几种细胞原实验的时候，需要明确实验的目的，让学生学会利用高倍显微镜观察细胞，通过制作临时装片的方法，详细对植物细胞和动物细胞等进行区分。材料利用教材中的建议准备：酵母菌、水绵等丝状绿藻，高等植物细胞和动物细胞等，比如：鱼的红细胞、蛙的皮肤上皮细胞，如果条件不允许，也可以使用其他细胞代替。整个实验的开展需要在高倍显微镜下观察。当然在对实验材料改进以后，实验效果会更加理想。

因为本次实验的目标就是让学生学会利用显微镜观察细胞，认识到生物中的细胞多样性，然后科学地将真核细胞和原核细胞区分出来，通过在教材中展示电镜下看到的大肠杆菌图片，凸显原核细胞的特点，区分动手情况下显微镜下看到原核细胞的效果。因为各种实验条件的限制，许多学生在中学无法实现在显微镜中观察大肠杆菌。所以基于这种情况，就要保证材料选择的多样性和科学性。经过改进以后的试验材料可以选择水绵、蛙上皮细胞、地木耳(蓝藻)等，然后对这些材料进行提前处理，将其放于显微镜下进行观察，整个过程中应该保证显微镜与电脑相连，方便对显微镜视野中拍摄的图像评价。对于地木耳等材料的选取相对比较容易，在市场和超市中就可以轻易获得，便于就地取材。这种条件既符合因地制宜原则，也符合教学目标的要求。经过改进后的细胞生物学材料，利用起来更有价值，便于学生对实验现象观察，这些材料中既可以包括植物细胞材料，也可以包括动物细胞材料，材料使用起来较为齐全，而且观察起来十分清晰，极大发挥了生物实验开展的价值。因为不同种类实验材料的选择，使整个实验的开展更加方便，便于学生开展细胞临时装片，实现动手实践能力的提升，激发学生的学习兴趣。虽然现阶段的细胞生物实验教学模式不断优化，实验目标也逐渐改变，实验中为了让学生学会操作显微镜，便于对动植物细胞辨别，从而详细区分真核细胞与原核细胞，但是一些学生不明白显微镜的成像原理，操作起来会面临较大的难度，所以此时加强实验材料的改进十分必要。

5.微课融入教学中

为了促进高中学生对生物知识的掌握，就要在细胞生物实验教学中加强微课方式的利用，因为实验是生物教学的关键之一，其对于教学效果的提升发挥着关键的作用。长期以来，在高中细胞生物学实验课的教学中，教师都占据主体地位，在课程和实验中发挥着主导作用，从而忽视了对学生的自主学习能力的培养，不利于提升学生的创造性和独立思考能力。所以只有将微课教学结合翻转课堂的方式利用在细胞生物学实验教学改革中，才能提升学生创新能力，让学生养成良好的生物学习习惯。通过对微课结合翻转课堂方式的利用，课堂氛围更加生动有趣，原本枯燥的实验知识变得形象有趣，提升学生学习的积极性，激发学生实验操作的兴趣。同时在这种方式的利用下，教师不再需要占用大量的课堂时间传授知识，而是可以将知识通过视频的方式，让学生在课后学习。也可以在学生实验任务完成后，让学生在课堂上观看视频讲座，然后进行激烈的小组讨论，实现师生之间的交流，提升实验学习效率。比如：在实验课程“动物细胞的体外培养”教学中，教师可以将授课内容进行设定，包括录制实验操作视频等教学资源、编制学习任务单、为学生讲授课堂网站等，只有让学生明确实验操作的目标，优化学习任务，才能更好地督促学生进行自主学习，然后便于学生进行分组操作，让学生发挥取长补短的作用，提升实验教学效果与教学质量。

综上所述，在细胞生物实验教学中加强对教学模式的优化，能够促进学生对生物知识的理解，让学生在实验中积极思考，通过材料的改进保证实验操作的真实性，提高学生的专业技能水平，让学生在实验中培养科学严谨的研究态度，从而实现知识、能力和素质的完美融合。同时，在开展实验教学时，教师还应该积极优化实验室结构，将创新和科研融入实验中，有意识地运用各种科学方法，在教学模式的优化下，提升学生的观察能力和思维能力，提升生物实验课程的教学效果。