巧用心思 创新实验课课堂教学——以“单细胞生物”为例谈实验课改进

湖北省襄阳市第三十五中学(441000) 韩云峰

湖北省襄阳市第四十七中学(441000) 刘国清

“观察草履虫”实验是人教版7年级上册第2单元第2章第4节“单细胞生物”中的学生分组实验。本课要求学生通过观察草履虫的取食、运动、趋性等生理活动，认识到单细胞生物可以独立完成生命活动，进一步理解“细胞是生物体结构和功能的基本单位”的概念。培养学生饲养水中微小生物和观察其结构、生理的能力。

草履虫取材的传统方法是从有机物丰富的稻田、池塘、水渠、溪沟中取材，适于农村或城郊学校。城市学校草履虫较少见取材难，教材在网上购买也存在经费问题。本节实验课的课堂过程实施并不难，阻碍本课开展的主要因素是“草履虫”的获取问题。自己取样的提纯问题、长期留样的饲养问题等，也是致使本实验课普及率不高的原因。在“观察草履虫”实验的推广和提高实验效果方面，笔者做了以下改进。

1 教学设计巧布局

笔者在教材实验的基础上增加了课前草履虫取样、饲养等内容;课后拓展了草履虫能净化污水的验证实验。

课前饲养草履虫进行“不同培养液的饲养效果对比”实验，生物兴趣小组课前完成探究“稻草液、清水+牛奶、鱼缸换下的水、蛋黄培养液、麦粒培养液等不同培养液饲养效果”的对比实验，得出稻草液、清水+牛奶、鱼缸换下的水等都能快速培养出草履虫的结论。

课后“设计草履虫能净化污水的验证”实验，分小组设计并验证草履虫能净化污水，并将实验报告和实验结果两周后在生物实验室进行展示。通过实验拓展，使学生进一步理解设计探究实验的原理和方法，认同草履虫的环保意义。

2 教学环节流程设计

具体教学环节流程见表1。

3 实验过程巧改进

3.1 解决草履虫运动速度过快的问题

以往采用“棉花纤维”制作的临时装片，用显微镜观察时发现草履虫能轻易穿过棉花纤维，运动范围大、不易观察，如图1所示。经过多次尝试后选择采用“棉花纤维+头发+吸水+压片”的方法，如图2所示。“头发”可避免吸水纸将草履虫吸走，“吸水+压片”能有效降低草履虫的运动速度，“棉花纤维”可限制草履虫的运动范围。

表1 教学环节流程

(续表1)

图1 “棉花纤维”实验

图2 “棉花纤维+头发+吸水+压片”实验

3.2 解决草履虫提纯难题

利用草履虫趋极性的特点设计提纯装置，如图3所示。

图3 提纯装置

通电后，草履虫从正极端游向负极端，可保证其有效地分离，达到将草履虫纯化的目的。

3.3 解决草履虫长期培养的难题

利用“草履虫好氧、分布在表层”的特点，用去底的饮料瓶倒置后制成如图4所示的装置。斜面沉淀废物，阀门排出废物，上面补充煮熟、静止24 h的稻草液，成功解决了在长期培养过程中更换营养液、清理代谢废物的难题。该装置制作简单、操作方便，可推广使用。

图4 培养装置

3.4 解决草履虫浓度低，不易观察的问题

利用湿润棉线的“毛细现象”，设计如图5所示的实验装置。用浸湿的棉线，将培养液中水吸走。通过比较处理前后实验效果，成功提高了草履虫的密度。

图5 增加浓度装置

4 学习方式巧搭配

本节课在传统课堂中观察法、实验法学习的基础上，搭配应用了对比观察、微课学习、直观展示交流、“互联网+”应用等方法。

4.1 微课在实验教学中的应用

制作“兴趣小组饲养草履虫实验”的微课，让更多学生了解草履虫培养过程。

制作“制作草履虫临时标本”的微课，学生可在实验前、实验中反复播放，掌握实验技能，实施实验操作。

4.2 利用手机拍摄将实验现象直观呈现

直观教学可帮助学生更好地理解教学内容，提高学习兴趣和教学效果。本课研究的草履虫个体微小，不易观察。为了更好的观察其形态、结构、生理活动，笔者设计了“显微镜+支架+手机”的实验装置，能更清晰的观察、拍摄草履虫的细胞核等结构及其运动、取食、分裂等生理活动。并且设计了“手机迎光侧面拍摄”的方法观察草履虫的趋性，通过比较培养液左侧加盐粒前后草履虫数量的变化，得出草履虫能逃避有害刺激的结论。在展示环节，可用电子白板放大、分享实验现象，有利于学生仔细观察，从而得出结论。

4.3 “互联网+”的应用

伴随“互联网+”在教学中的广泛应用，“随手拍、随时发”在学生日常学习中十分普遍，便于他们保留学习痕迹、传播学科知识。学生把观察的结果分享到朋友圈、班级群，使实验评价由师生评价延伸为师生、家长、媒体的评价。

实验教学是初中生物教学的重要组成部分，是培养学生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。巧用心思，创新实验课课堂教学，学生经历了探究性学习的过程，巩固了使用显微镜、制作临时装片的技能，构建了“细胞是生物体结构和功能的基本单位”的概念，有效达成了学习目的。