浅议以实验为中心引领下的课堂教学

钱敏艳

文件编号： 1003 - 7586（2016）06 - 0056 - 02

1 背景与教材分析

新课标倡导探究性学习，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、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。生物学是一门以实验为基础的自然学科，在教学过程中如果忽视了实验——也就是“知识的发现”——这一环节，学生容易机械地学习，没有直观体验，印象不深刻，理解不透彻，也不能灵活运用。

“细胞器—系统内的分工合作”是人教版高中生物教材必修1第三章第二节的内容。教材中，并没有逐一列举各个细胞器的结构和功能，而是把细胞器作为系统的组分，先谈它们的分工，后讲它们之间的合作，主要是让学生认识各种细胞器结构以及它们的功能。为了让学生对细胞器有一个感性的认识，教材在本节内容中安排了实验“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”，通过实验操作和观察，培养学生观察能力和动手操作能力。根据新课程标准，笔者确立了如下三个教学目标：（1） 学会制作临时装片，使用高倍显微镜观察叶绿体、线粒体在细胞中的分布和形态；（2） 举例说出几种主要细胞器的结构和功能；（3） 认同“生物科学的发展离不开有关技术的进步”这个观点，从而进一步确立“结构与功能相统一、局部与整体相统一”的观点。教学难点确定为使用高倍显微镜观察线粒体。

2 教学设计过程中存在的问题及对策

本节课是2015年江苏省优质课评比的课题，笔者参与了此次比赛，聆听了其他参赛选手的课。许多教师并没有将实验部分的内容设计到课堂教学中来，可能原因如下。

2.1 实验材料的选择

用高倍显微镜观察叶绿体这个实验相对较易，临时装片的制作流程简单，只要取材合适，学生基本上都能观察到椭球形的叶绿体。课本介绍了可以选用藓类的叶和菠菜叶，到底哪一种材料更好？笔者通过亲身实验，对多种材料进行了对比，最后选用了黑藻、苔藓、菠菜、落葵（木耳菜）这几种实验材料。其中，选用黑藻叶作为实验材料，对学生的实验技能要求最低，最容易观察到叶绿体，选择薄而透的叶片进行观察效果更佳；如果是在光线良好、气温适宜的白天开展实验，还可以观察到胞质流动现象。菠菜和落葵叶的下表皮既能看到叶绿体，还能看到气孔，但是对学生实验技能的要求稍高，要先学会撕取稍带叶肉的透明的下表皮。

用高倍显微镜观察线粒体是教学的难点，实验的过程中需要学生自己刮取口腔上皮细胞，还需要进行染色。学生在操作的过程中往往刮取的细胞数目太少，或者几个细胞堆叠在一起不能识别，导致实验失败。除了教材推荐的口腔上皮细胞，洋葱的内表皮细胞也是一个很好的实验材料，可以清晰地观察到颗粒状的线粒体围绕在液泡周围，随着细胞质的流动而流动。

2.2 健那绿染液的制备

用高倍显微镜观察线粒体能否成功的另一个关键因素是健那绿染液的制备。教材建议的配制方法是将0.5 g健那绿溶解于50 mL生理盐水中，加温到30～40℃，使其溶解。但是按照这样的方法配置出的健那绿染液往往浓度过高，而且会含有很多颗粒，导致实验失败。

经过多次实验，笔者作了两处改进。① 健那绿选用进口试剂。② 把1%的健那绿染液加入等量的蒸馏水稀释成100 mL，再加入100 mL蒸馏水稀释，这样配制出的0.25%的健那绿染液染色实验效果较好。

2.3 课堂教学时间的掌控

很多教师担心，课堂中学生做了实验就不能顺利完成细胞器这一节课的教学任务。其实教师可以对不同的细胞器采取不同的教学策略，如叶绿体、线粒体是教学重点，可以让学生充分体验知识的发现过程，可以让学生多花时间。笔者在教学过程中这两个细胞器的教学时间使用了25 min左右，其他6种细胞器的教学用了20 min。为了节省实验教学的时间，在课前先下发实验教学材料，布置学生预习。笔者设计了实验教学的预习材料，内容包括实验目的、实验材料、实验器具、实验步骤、实验注意点。其中实验步骤以流程图的形式呈现，这样既清晰明了，又能给学生留下较深刻的印象，便于实验的开展（图1）。

3 教学设计流程

以高倍显微镜观察叶绿体、线粒体的实验为中心，同时也尊重细胞结构的发现史，以实验发现的形式展开教学，更易帮助学生构建知识网络框架。教学中也充分体现了生物科学的发展离不开有关技术的进步。对于核糖体、内质网、高尔基体等细胞器通过介绍电子显微镜，克劳德和帕拉德的故事引出，再辅助以资料分析来推断它们的功能。溶酶体、中心体、液泡这三个细胞器就作简要处理。这样8种细胞器的学习就有详有略，重点突出（图2）。

4 总结与反思

在实验的过程中，大多数学生都能成功观察到叶绿体，对叶绿体的形态获得了直观的认识；通过观察多种实验材料，也能推断出并不是所有植物细胞都有叶绿体；线粒体的实验，成功的同学并不是太多，有条件的学校，可以通过数码实验室的互动系统，让全班同学看到实验成功的画面，弥补部分学生实验失败的不足，并引导学生分析实验失败的原因；其他几种细胞器的发现按照科学史的线索，从结构到功能的学习既符合学生的认知规律又体现了生物学科的特点。本节课的设计，也存在一些不足之处，例如，由于课堂时间的限制，学生还是没有能够充分观察所提供的所有实验材料，这个遗憾只能通过互动系统切换到不同学生的实验画面解决，或者利用课余时间再自主完成相关实验。