基于数码互动生物显微系统的实验教学反思

王梅丽

数码互动显微系统是将数码显微镜通过计算机与教师控制系统联网，通过计算机软件的有机整合，形成师生互动、生生互动、图像共享的一套教学系统。通过这个系统，将学生视野中的典型图像及时显示给大家观察，同时可将实时图像或动态投影到大屏幕上，以便教师点评、学生模仿或自我纠正，还可以很好地保存和再现实验结果。

“观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验的主要目的是观察植物细胞有丝分裂的过程，识别有丝分裂的不同时期，比较细胞周期不同时期的时间长短。传统的显微实验存在以下不足：第一，由于制作裝片比较繁琐，显微镜的使用缺乏经验，学生根本没有充裕的时间寻找合适的视野，几乎都找不到分裂期的细胞。因此，传统教学一般是作为验证性实验，缺乏探究意识和能力的培养。第二，老师无法及时发现和解决学生遇到的问题，所以学生的某个失误可能造成实验最终的失败，无法享受实验的快乐，导致实验的主动性和积极性逐渐丧失。第三，由于老师对整个课堂的监控和管理的缺失，实验结果无法保存，对学生的客观有效评价很难实现。

笔者利用数码互动生物显微系统，进行了“植物根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验课的多次尝试，觉得数码互动显微实验教学至少在学生的学习方式、教师的教学方式及评价机制等方面都有传统显微实验不可比拟的作用。

1.利用其捕捉功能，转变学习方式：从“被动”走向“主动”

旧式的显微实验结束后，学生就把装片洗掉，教师无法对每个学生的实验进行有效评价。所以部分学生做实验有些敷衍了事，随便捣鼓捣鼓就闪人。其实高中生被认同的需求和责任感明显增强，不管平时成绩好还是差，都想在实验中露一手。学生或许不再是被动地完成实验，而是主观上更迫切地想做好实验。

造成此种尴尬的主要原因是评价机制的缺失。准确合理的评价能帮助学生明确努力的方向，它可以使学生了解自己对于学习目标的实现程度，唤起学生新的认知需要和成就需要，既然该系统能捕捉图像，如果布置图片和结果数据的上传任务，课后网络上公开展示，并对每个学生的实验结果共同评价，那么实验过程中的积极性和主动性会不会大大提高？

我们布置了两份作业上传：一是含有分裂期细胞的显微图片，二是对不同时期的细胞数目统计结果表。学生一打开电脑，就立即看到今天实验课的任务和要求。在任务驱动下，在整个实验课堂教学过程中，学生都积极参与，紧张实验。6大组的组长负责分配实验用具，每小组的成员都积极配合，实验室里不再有喧哗和吵闹。更可贵的是，课后各班都有学生觉得实验结果不满意，要求利用课余时间重新实验，这是以前的实验中前所未有的现象。

2.利用其数码功能，转变教学方法：从“灌输”走向“探究”

《高中生物课程标准》倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程。数码显微镜和电脑连接，显微镜下的图像直接清晰地显示在屏幕上，显微镜的调节更方便。这样学生就可以省出更多时间观察细胞中染色体的形态、数量、位置的不同，分辨其所处的分裂时期，并对观察到的细胞图像进行统计和分析。通过细胞各期数目的占比，可计算出细胞周期各时期经历的时间。那么，我们实际上抛弃了以往制装片、找图像的验证性实验模式，改成探究细胞周期的概念和实质的探究性实验模式，这要比讲授细胞周期的概念更具体更生动。这样就可以摆脱讲概念、析概念、判概念的传统概念教学，促成一种更生态、更自然的概念生成模式。

课堂上大多数学生都像真的科学家一样认真统计，上传的统计表格都真实可信。由于部分学生制作的装片不理想，因此他们改用了固定装片进行计数统计，也顺利得到相关数据。即使与洋葱等植物的真实数据有出入，但是那种科学探究的态度和品质得到潜移默化的渗透和融入，这是生物实验教学的本真意义和归宿。

3.利用其互动功能，转变评价机制：从“单一”走向“多元”

评价的主要目的是全面了解学生的学习历程、激励学生的学习和改进教师的教学。相对于传统静态的、标准化的单一性课堂评价操作方式，《高中生物课程标准》希望用多把尺子衡量学生，重视学生的个性差异和学习潜能。如果课堂评价运用得好，则对于营造学习氛围，激发学习兴趣，调动积极思维，增强克服困难的决心有着不可低估的作用。

在传统显微观察的实验教学中，由于互动交流的缺乏，使得学生在该实验课堂中不能获得及时准确的评价。在数码互动的显微实验教学中，通过网络技术，教师可以在每一步骤中了解学生的实验进程，对所有的学生监控和指导；同样通过网络技术，师生可以在同一时间看到同一视野的物象，共同分析、评价及纠正。那么，如果及时捕捉学生的实验过程，进行个别或全班教学示范，进行师生及生生之间的交流互动，就可以在以下方面实现评价的“多元”：

（1）评价主体的“多元”。传统模式下形成的教师权威，剥夺了学生作为主体的权利和地位。利用这套互动教学系统，教师可以实时监控和评价每个小组的实验进程，采用教学示范的方法让所有学生都能看到。因此，每个学生都是评价的主体，也是客体。当某一植物根尖分生区细胞的清晰完美的视野呈现在所有学生的屏幕上时，那种赞许和肯定；交流区里那么多的“赞”和鲜花，都体现着学生作为主体参与着课堂的过程性评价。

（2）评价方法的“多元”。对高中学生来说，考试成绩几乎是评价是否是好学生的唯一方法。实验结束后，对学生所提交的作业进行展示，让所有学生都参与评价，选出实验中最出色的图片，放入学生的成长档案袋，不失为一种激励学生不断进步的积极评价。

（3）评价功能的“多元”

积极的评价主要是肯定学生，让学生及时看到自己的成功，获得快乐的情感体验。该实验从实验材料的选择和准备，到装片的制作和作业的递交，一步步的错误，一次次的挫折，成功或失败，都是评价的资源。利用数码显微互动的教学，为师生创造了更适宜的自我反馈的环境，双方在教学过程中进行信息获取、处理和输出，提高了分析问题、解决问题的能力，真正实现了评价多元化的意义。