“生物组织中脂肪的鉴定实验”优化策略分析与研究

韩莉莉

(甘肃省康乐县第一中学 731500)

高中生物实验教学的目的是为了培养学生的生物学科素养，提高学生的实验探究能力，为学生提供运用理论知识解决实际问题的机会.学生分组实验的成败直接影响学生的实验操作积极性，关系着生物课程学习的效率.在高中生物必修一教材中涉及的学生实验中接近半数的实验是需要借助显微镜观察才能完成的.在实验过程中首先需要提供完好易于操作的显微镜，实现实验教学的高效率还需要教师不断研究改进生物实验的材料、用具等.除此之外，运用显微镜操作的实验与投屏等信息技术融合可以大大提高实验教学的效率，可以有效激发学生的实验积极性，培养学生的生物学科素养.

“生物组织中脂肪的鉴定”实验是人教版高中生物必修一“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”中需要借助显微镜观察才能完成的一个实验，但该实验无论是从实验材料选择还是实验现象呈现方式方面存在创新改进的地方.为能提高实验教学效率，培养学生的实验探究能力，锻炼学生的实验操作技能，将信息技术运用于实验中，大大提高了课堂实验效率.

下面从实验材料的改进和显微镜图像呈现方式的创新两个方面分析优化实验的策略.

1 实验材料改进的分析与策略

1.1 教材脂肪鉴定实验选材的弊端

(1)“生物组织中脂肪鉴定”实验中选用的材料是花生种子，在实验开始2h前需要浸泡花生种子，浸泡时间不能太短，花生种子会过硬，导致切片过厚无法观察；浸泡时间不能过长，花生种子过于酥软，导致切片无法成型.

(2)实验中对花生种子进行切片时难度较大，对学生徒手切片技术要求较高，还有实验时间的限制等因素的影响，花生种子徒手切片步骤需要改进.

1.2 实验材料的改进策略

基于以上分析，选择花生种子徒手切片是无法高效完成脂肪鉴定实验的.经过大量查阅资料和反复的实践，用花生种子的内膜(一层生物膜)代替花生种子徒手切片可以解决以上问题，可以实现学生当堂完成还原糖、脂肪和蛋白质三种物质的鉴定.

1.3 实验操作注意事项

一般情况下，选用花生种子内膜进行脂肪的鉴定时，只需要在实验前两天浸泡花生种子，不需要考虑浸泡时间过长而影响花生内膜装片的制取.因为学生首次接触花生内膜装片的制备，所以快速掌握技巧很重要.可以将浸泡后的花生子叶从外侧不完全切断，将未切断的两部分朝相反方向轻轻撕取内膜.用镊子夹取少许内膜就可以完成染色和装片的制作.

2 显微镜图像呈现方式的创新

信息技术与显微镜操作技术有效结合可以发挥传统显微观察所达不到的效果.下面从传统显微观察中存在的不足和应用信息技术观察显微图像的优点两个方面分析创新“生物组织中脂肪鉴定”的实验.

2.1 传统显微观察中存在的不足

“生物组织中脂肪鉴定”实验需要利用显微镜观察染色后的脂肪颗粒.本实验的显微示意图没有出现在教材实验中，由于染色效果不尽相同，有些学生观察到的脂肪颗粒是浅橙色的；而有的学生制好装片后需要等待几分钟才能观察到比较清晰的脂肪细胞；还有的学生观察到的可能是水泡，这些情况下学生会遇到困惑，无法确定自己的实验是否成功，观察到的现象是否为脂肪颗粒.

另一方面显微镜下观察到的脂肪颗粒较小，师生无法同时看到实验现象，教师无法准确地找到参照物并给予指导分析，大大降低了课堂实验的效率.

2.2 应用信息技术优化“生物组织中脂肪鉴定”实验优势

如今有联网投屏功能的显微镜价格较高，只适合教师使用.很多学校没有条件为每位学生配置较为先进能投屏和图像画面共享的显微镜.

(1)“生物组织中脂肪鉴定”实验中运用手机和电脑以及投屏软件实现了学生脂肪鉴定实验现象的电脑投屏，方便学生观察实验现象，解决了实验图像可见度小，无法观察到清晰物像的困难，使学生能清楚地观察到实验物像，从而很好地达到了实验目的.

(2)有利于教师及时从手机屏幕或电脑屏幕上快速观察到学生的实验进度和实验结果.帮助教师与学生之间进行无障碍沟通，提供了实验教学的效率.

(3)增强了实验教学的趣味性，有利于激发学生科学研究欲望.学生可以利用投屏技术将自己观察到的显微图像第一时间分享给全班同学，能增强学生做实验的积极性.

2.3 应用信息技术优化实验的策略

(1)“生物组织中脂肪鉴定”实验中需要一个笔记本电脑，下载安装投屏软件，如“一键投影”等可以实现手机和电脑屏幕的互动.

(2)20多部废弃不用的手机，下载安装与电脑相同的投屏软件.在显微镜上安装专用手机架，固定手机.电脑和手机通过同一投屏软件就可以实现显微画面图像实时互动.

3 信息技术优化实验教学的拓展应用

高中生物人教版必修教材实验包括观察类、探究类、模型建构类.其中必修一共10个实验，必修二有3个实验，必修三有6个实验.共13个观察探究类实验中就有7个实验需借助显微镜观察(见表1).从实验教学的目标分析，观察细胞形态、分布的实验效果较理想，而观察细胞及细胞内的动态生理变化的实验现象不清晰，实验结果不理想.涉及的具体实验内容及观察效果的统计见表2.

表1

表2

在以上观察类实验中，“使用高倍显微镜观察几种细胞”、“用高倍镜观察叶绿体和线粒体”等实验的共同点是观察对象为细胞或细胞内的细胞器，观察目标为细胞的形态及细胞器在细胞中的分布.观察时利用普通光学显微镜观察效果比较明显.但是受光学显微镜分辨率、学生制作装片的水平等因素的影响，诸如“观察脂肪在细胞中的分布”、“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”等实验中观察效果不是很理想.例如“观察脂肪在细胞中的分布”实验中，高倍镜下脂肪颗粒较少，而且在暗视野下不容易辨别橘黄色的脂肪颗粒.

尝试利用现代信息技术优化上述观察类实验，效果较好.利用手机及投屏技术可以将显微图像尽可能放大并投屏在电脑屏幕上，可以清楚地看到多个橘黄色脂肪颗粒、辨别有丝分裂不同时期.在运用信息技术优化“植物细胞的吸水和失水”实验中可以明显地观察到植物液泡体积变化的过程，帮助学生深入理解“质壁分离与复原的原理”.

还有2个鉴定类实验是必修一教材中“检测生物组织中糖类和蛋白质”以及“叶绿体中色素的提取与分离”，实验的难度较小现象明显，但由于缺少标准实验结果对照，学生对本小组实验成功与否，无法做出准确的判断.应用现代信息技术可将教师的示范实验结果展示到与显微镜连接的显示屏上，学生可以对照自己的实验结果，及时做出正确的判断并寻找实验失败的原因.

以上实验往往涉及装片的制作及使用显微镜观察装片等操作步骤，特别是对显微镜的使用要求更高.这类实验要求学生必须了解显微镜的成像原理、熟练掌握显微镜操作技能、灵活运用显微镜操作技巧.显微镜基本操作技能是开展相关实验的基础，学生经过短期的训练需要掌握以下要领：

(1)显微镜安放在略偏左桌面上.光对好后绝对不能随意挪动显微镜的位置.

(2)对光后，视野中必须是亮白状态.需要反复对比调试直到最佳状态.

(3)视野下寻找理想的细胞时，移动装片遵循“同向原则”，物像是虚像，物像在哪侧就往哪侧移.

在学生们掌握操作技巧并能熟练操作显微镜的情况下，像“观察植物的吸水和失水”这样的实验，要求学生观察生活状态下植物细胞质壁分离的过程.运用多媒体技术改进实验现象显示的方式，如用数字显微镜通过电脑以及大屏幕投影仪展示给全体学生，可以使物像清晰，细胞细微的动态变化过程一目了然.毋庸置疑，高效的生物课堂实验教学离不开信息技术的协助，实验与技术相互融合，相互促进才能更有效地开展实验教学.

通过对“生物组织中脂肪鉴定”实验的优化，使该实验难度大大降低，教师准备实验材料的阶段要求降低、学生实验阶段取材操作步骤简化，实验成功率高.不仅提高了该实验的开出率，而且给学生提供了更多的实验探究的机会，提高了学生的生物核心素养.