微时代下的实验教学——以“观察植物细胞质壁分离和复原”为例

裘圆圆 张 吕

（1 浙江省嵊州中学 浙江绍兴 312400 2 浙江省嵊州市高级中学 浙江绍兴 312400）

随着智能手机的流行和微信等的发展，人们步入了一个信息高度发达的“微时代”。一个以信息数字化技术为基础，使用数字通信技术，运用音频、视频、文字、图像等多种方式，通过新型的、移动便捷的显示终端，进行以实时、互动、高效为主要特征的传播活动的新的传播时代。“微时代”对传统教育提出了新的挑战，传统的教育模式、课堂教学结构和学生的获知途径已经不适应信息化发展的要求，所以在微时代背景下，教学要有“微变化”。本文通过具体实例，将智能手机引入教学课堂，借助微信等媒介进行教学尝试，将实验教学创新引向深入，从而达到有效的实验教学。

1 教学策略

1.1 细心审视，准确定位学习任务 “观察植物细胞质壁分离和复原”是浙科版《生物》必修1 第3 章第2 节“物质出入细胞的方式”的活动，是倡导探究性学习，发展探究能力的良好素材。通过创设探究情境，学生能很好地体验科学探究的过程，掌握科学探究的方法，形成质壁分离和复原等重要概念，培养科学探究、理性思维等生物学科的核心素养。因此在实验教学中将“质壁分离和复原”概念的理解作为教学重点，将实验的设计和操作作为教学的难点。以问题驱动式展开探究，激发学生的学习兴趣，诱导学生的探究思维，让学生设计和实施一系列的探究实验，完成“质壁分离和复原”这一概念的教学。

1.2 精心筹划，引向实验创新 为了实现教学目标，教师精心构建了基于微信平台的微时代下的实验教学路径。课前利用微信公众平台进行自主个性化学习，为课堂探究的开展提供支持。在课堂教学中采用“5E”教学模式，运用各种信息技术手段突破实验教学的瓶颈。课后将实验结果上传到微信公众平台分享交流，实现基于微信平台下实验探究的可持续发展。

2 教学过程

2.1 课前准备 教师将质壁分离和复原实验的微视频和自主学习任务单上传到微信公众平台。学生通过微视频学习，了解实验目的、用具和方法步骤，并填好自主学习单。通过自主学习让学生发现问题，为之后的实验探究做准备。此外各实验小组长参与准备实验材料，在准备实验的过程中将教材中的常规实验提前做一遍，这样有助于对组员进行培训和示范，使组员了解实验流程和操作的注意事项。

2.2 课堂探究

2.2.1 吸引（engagement） 教师展示“葱花”的形成与消失实验：将底部剪开的葱叶浸在清水中，底部渐渐向外弯曲，约50 s 后形成漂亮的“葱花”，稍后，把“葱花”再放入盐水中，“葱花”逐渐萎蔫。然后提出问题让学生从细胞角度解释“葱花”形成与消失的原因。

设计意图： 创设魔术般的实验情境，设疑激趣，引导学生从宏观现象转到微观细胞角度的研究，顺利地进入下一环节的教学。

2.2.2 探究（exploration） 教师展示学生自主学习单上提出的问题： ①为什么要用紫色洋葱鳞片叶？其他材料是否可以？②不同浓度的蔗糖溶液都能引起质壁分离吗？③为什么要用蔗糖溶液？能否用其他试剂？引导学生设计实验解决上述疑问，尝试让学生改用实验材料——黑藻，选用NaCl 溶液做进一步探究实验。教师对学生设计的实验方案进行适当的指导和修正。不同小组可探究不同问题，主要是完成3 个探究任务：①探究理想的实验材料；②探究不同浓度的蔗糖溶液对黑藻的影响；③探究不同浓度的NaCl 溶液对黑藻的影响。学生在观察实验现象时，需要将质壁分离和复原的整个动态过程及时记录和保存，但由于本校没有数码显微镜，所以自制了简易的数码显微镜（图1），添置手机夹将手机固定在显微镜上的目镜上，打开手机的摄像头，即可在手机上看到显微镜下的视野。各小组对实验结果进行拍照或录像，并做好实验结果的记录，实现实验效果的共享。

图1 自制数码显微镜

设计意图：通过自主设计操作实验，锻炼了学生的思维能力，培养了创造力，提升了实验设计和操作能力，提高了生物的核心素养。

2.2.3 解释（explanation） 一些小组代表上台用准确的术语介绍本小组探究的结果，阐述对质壁分离和复原的理解。为更好地展示实验结果，需要将手机中拍下的实验结果同步到投影仪上，为此使用了itools 的Airplay，让手机和电脑无线连接，使手机屏幕投影到投影仪上，操作优点是只需简单的2 步，即可实现在同一wifi 环境下，手机和投影仪无线同步。这样就可以对不同小组的实验结果进行即时、交互式讨论分析，构建互联网下的互动课堂。

通过实验和小组间的相互交流，学生见证了质壁分离和复原过程中中央大液泡、原生质层、细胞大小的变化，发现了质壁分离和复原过程所需要的时间与溶液浓度大小有关，明白了植物细胞过度失水死亡后，不能再发生质壁分离复原，也明白了当外界溶液为NaCl 等溶液时，还会发生质壁分离后自动复原现象。通过讨论和分析，学生对质壁分离和复原这一概念有了更深入的理解，明确了质壁分离和复原的条件，同时对该实验操作的注意点和干扰因素有了进一步的认识。教师再在此基础上稍作点拨和归纳，帮助学生完成从感性到理性，从特殊到一般的超越，实现对质壁分离和复原这一概念的重新构建。

设计意图：通过对实验结果的对比展示、分析与交流，培养了学生综合分析、解决问题的能力。小组汇报培养了学生的表达交流的能力。

2.2.4 迁移（elaboration） 请兴趣小组展示“探究保卫细胞吸水和失水与气孔开闭的关系”的研究成果。教师引导学生对此实验现象进行解释。学生积极思考，用所学知识“渗透”“质壁分离”顺利解决实际问题。

设计意图：进一步直观体验，加深学生对植物细胞渗透作用的理解，鼓励学生综合运用所学新知识解决相关问题，提升学生的知识迁移能力。

2.2.5 评价（evaluation） 评价是“5E”教学模式中不可缺少的环节，其主要目的是激发学生的成就感和推动学生不断反思、 修正和深化对概念知识的理解。本环节设置了学生自评、生生互评和教师评价这3 种评价方式，让所有的学生关注评价、参与评价，使学生在评价中交流，在交流中学习。评价结果表明，绝大多数学生能正确理解质壁分离和复原的概念，熟练掌握实验操作技巧，并能用所学的知识解决相关的新问题，说明本节课的教学目标已有效地达成。

设计意图：有效评价激活了课堂氛围，促进了课堂交流，还能让学生更加全面地认识自己，增进师生之间的感情，提升了教学效果。

2.3 课后延伸 由于课堂时间的限制，无法将每一小组的实验结果和实验中存在的问题一一展示交流，所以需要课后延伸。课后各小组将实验资料和数据以实验报告的形式上传到微信公众平台上的作业评价菜单中，共享数据，进一步讨论交流。最后借助这个平台进行点评、投票，选出最佳小组。

设计意图： 由课堂延续到课后，让学习更完整，兴趣更浓厚。

3 实验反思

本节课的实验探究活动是为构建生物学概念服务的，通过多个探究实验构建质壁分离和复原这一科学概念。回顾本实验，发现有多处创新：新材料与新试剂的使用；方法和装置的改进；信息技术的有效整合。基于微信公众平台的教学方式突破了时空的限制，增加了师生的互动，整合了课堂内外资源，提高了教学的有效性。实验的创新增强了本实验的可操作性和探究性，学生在探究过程中训练了各项技能，培养了多方面的能力，有利于提升他们的生物学核心素养。