細胞觀察生物實驗中課堂教學模式的優化研究

□ 安徽省亳州市第二中學 修曼曼

為了提升高中生物教學水平，就要在教學中融入生活與實驗，教師要有目的地優化教學模式，激發學生的學習興趣，培養學生用生物學知識解決實際問題的能力[1]。

一、細胞觀察生物實驗課堂教學中存在的問題

1.實驗材料不合適

在細胞觀察生物實驗課堂教學中，實驗材料會直接影響實驗結果的準確性，但是目前高中生物實驗中還存在實驗材料不合適的問題。比如：在《細胞中的無機物》實驗中，因為學生人數較多，所以在進行實驗材料準備時，極易出現材料準備不足或者材料準備不合適等問題。還有的實驗開展時間較晚，由于氣候較冷等原因，會導致洋蔥生根數量減少，實驗材料尋找起來較為缺乏，從而直接影響實驗課程的開設效果。再加上不少生物實驗材料具有生命性，對于保存條件要求較高，不易獲取。有時開展實驗時，如果沒有提前準備材料，教學中也不易找到可以替代的實驗材料，因此需要通過不斷實踐來挖掘出合適的實驗替代材料。

2.操作方法不合理

操作方法的利用會直接影響細胞觀察生物實驗的有效性，比如在《細胞的物質輸入和輸出》實驗中，要想分析細胞大小與物質運輸的關系，就要重視操作方法的利用，如果實驗的過程中對于瓊脂塊的切除不合理，必然會浪費成本，不利于實驗課程的順利開展，也容易造成實驗中導致瓊脂塊易碎問題，在利用塑料勺翻動瓊脂塊時容易將瓊脂塊弄爛，這些操作方面的不合理現象，輕則會影響實驗的效果，重則會威脅學生的實驗安全。

3.試劑濃度不合適

在細胞觀察生物實驗中，存在的一個顯著問題就是試劑濃度不合理。比如在《植物細胞的吸水和失水》實驗中一旦發現細胞發生質壁分離后不再復原，就要考慮是不是濃度設置不合理。極有可能是因為在質壁分離過程中，洋蔥表皮細胞已死亡，從而導致細胞分離后無法復原，畢竟濃度過高會導致學生無法清晰地找到需要觀察的對象[2]。又比如在《觀察線粒體》的實驗時，如果染色后的視野呈現藍色，就會無法看清細胞，更無法清晰地看到線粒體結構，發生這種情況的主要原因還是因為背景顏色過深，無法保證實驗結果，所以控制試劑濃度十分關鍵，這也是促進課堂教學模式優化的關鍵。

二、細胞觀察生物實驗中課堂教學模式的優化策略

1.科研融入教學中

為了促進生物實驗課堂教學模式優化，就要將科研融入教學中，激發學生的實驗興趣，教師在教學過程中需要尊重學生主體地位，根據學生對知識的掌握情況，開展不同層次和階段的實驗。首先教師需要鼓勵學生主動地參與到實驗準備中，了解實驗的操作，為了讓實驗準備更有針對性，教師就要根據計劃來選擇操作材料，做好實驗物品的預處理以及試劑藥品配制等工作，讓學生在實驗準備中掌握實驗操作技術。對于實驗過程中發現的有趣現象，教師需要積極地鼓勵學生嘗試，加強對實驗的改進和創新。比如在《細胞的分化》實驗中，教師需要讓學生認識人體或者動植物細胞的分化過程，所以可以在實驗中加入植物體內細胞分化的圖片，從而加強學生對細胞分化相關知識的認識和分化過程的了解。尤其是進行科研的時候，教師可以將十分成熟的科研成果轉化為實驗，引起學生的實驗興趣，從而保證實驗內容的新穎性、前沿性和先進性，促進學生對生物知識掌握。再比如：條件允許的情況下，可以將高效液相色譜法測定七葉一枝花中皂苷的含量方法等相關科研成果納入細胞生物學實驗中，讓學生在實驗和理論課程結合中，激發學生的求知欲望，讓學生對實驗課程的開展更有興趣[3]。

2.創新融入教學中

傳統的理論教學模式不利于學生對生物變化過程的掌握，教師講授的實驗原理、步驟、器材等，與實際實驗可能存在誤差，不利于保證實驗過程的客觀性，甚至不少教學中，教師的理論教學將實驗報告都為學生準備好了，不利于學生對客觀實驗現象的掌握。這必然導致實驗過程結論已經先入為主，學生對于材料的采集沒有意義。為了改變這種現象，就要將創新融入教學中，實現教學模式的更新。

首先教學導入設疑，在教學改革背景下，許多教學內容設置都可以通過問題的形式體現出來，教師通過教學實驗匯總讓學生根據問題的變化實現思維刺激，對既定的問題情境產生質疑，從而對生物實驗的開展產生濃厚的興趣，感受到科學研究的喜悅感。比如在實驗之前，教師先給出一張洋蔥根尖細胞分裂時期和染色體數目關系圖，然后讓學生對數據模型分析后，進一步進行實驗探究；其次根據提出的問題，需要先對細胞分裂的過程進行明確，然后根據所學知識分析不同分裂時期的長短，從而可以提出關于細胞分裂的問題，讓學生在實驗教學模式改變中培養科學的精神和態度。其次，要保證合理的課堂提問求精度，對細胞生物課堂教學模式的優化，需要從課堂實際出發，讓學生從不同角度分析不同知識之間的聯系，然后通過合理的方法利用，保證問題的新穎性、啟發性和靈活性，從而引發學生的思考[4]。比如在《觀察植物細胞有絲分裂實驗》教學中，教師可以設定幾個不同的問題：(1)為什么需要將根尖取材的長度設定為5cm？確定的取材部位和試劑是什么？(2)染色試劑為何選擇著色材料？染色前為何要進行漂洗？(3)實驗中開展壓片的目的是什么？只有對各種問題的合理設置，才能保證問題定位精確，便于對學生的思維激活，讓學生更加全面地掌握實驗內容。最后要保證實驗環境的開放性，因為高中生物教材的實驗開展一般都是提前給出實驗目的和步驟，但是對于實驗方法的確定并不一定是唯一的，每個實驗都可以有不同的設定模式。所以在實際的實驗開展中，教師可以根據實驗大綱需求，讓學生根據自己的想法提出質疑，促進學生創造性思維的發展。同時，在實驗開展的過程中，教師能夠提前進行洋蔥根尖的低溫處理，然后實現兩組之間的交叉對比。再比如：在進行“壓片”操作的過程中，不少同學會發現，若蓋上蓋玻片后，再蓋一層載玻片進行手指按壓，很容易導致實驗材料的移動，影響實驗實施的效果。這個過程中，只有讓學生更加詳細地明確下一步實驗的操作方法，積極創新，反復做好操作對比，才能保證操作效果的完整性，實現學生對生物知識的掌握。

3.設備融入教學中

為了在細胞觀察生物實驗中實現課堂教學模式的優化，就要重視實驗室改革，因為實驗室結構和設備利用會直接影響實驗效果。實驗室是高中開設細胞生物實驗課程的主要場所，對于實驗的開展發揮著關鍵的作用。但是實際上，不少學校因為資金的缺乏和實驗設備的缺乏，導致生物課細胞生物實驗無法開展。例如，顯微鏡在生物實驗中發揮著關鍵作用，其屬于生物實驗最常用的儀器，但是不少學校因為條件比較差，顯微鏡數量十分有限，所以開展實驗時，不可避免地出現幾個人共用一臺設備的情況，導致部分學生沒有實驗的機會。還有的設備很陳舊，學校也不更新，使不少學生在實驗中無法觀察到有效的過程。所以優化實驗室結構，加大實驗設備的投入，是保證生物實驗有效開展的關鍵，學校在條件允許的情況下，應該適當增加實驗室數量，增加實驗室面積；對于經常使用的實驗設備，應該定期檢查更新，讓專業的實驗技術人員進行實驗室管理。當然，教育部門也要加強對細胞觀察生物實驗方面的財政撥款，學生需要合理地利用資金，不要過度節約設備費用，在設備購買時，需要優化知識結構和實驗室配置，保證實驗室結構完整性，促進教學模式的優化，保證實驗操作的科學性。

4.材料融入教學中

細胞觀察生物實驗開展實施的過程中，需要有足夠的實驗材料提供支持，畢竟生物實驗與其他課程的學習具有較大的區別，只有將材料改進融入實驗中，才能使生物學實驗的開展更有生命力。因為生物實驗的特點，使材料的獲取和保存時間受到限制，實際的實驗中需要尊重實驗材料的生命性、多樣性、靈活性等特點。只有積極地促進實驗材料的改正，實現教學模式優化，才能在實驗材料的探索中使實驗更有意義。因為從某種意義上來說，細胞觀察生物實驗的教學具有較強的生命力，只有更好地實現實驗材料改進，加強教師的動手實踐，積極做好對試驗材料的篩選和替代，才能促進試驗的有效開展，促進學生對實驗知識的掌握。比如：在利用顯微鏡觀察幾種細胞原實驗的時候，需要明確實驗的目的，讓學生學會利用高倍顯微鏡觀察細胞，通過制作臨時裝片的方法，詳細對植物細胞和動物細胞等進行區分。材料利用教材中的建議準備：酵母菌、水綿等絲狀綠藻，高等植物細胞和動物細胞等，比如：魚的紅細胞、蛙的皮膚上皮細胞，如果條件不允許，也可以使用其他細胞代替。整個實驗的開展需要在高倍顯微鏡下觀察。當然在對實驗材料改進以后，實驗效果會更加理想。

因為本次實驗的目標就是讓學生學會利用顯微鏡觀察細胞，認識到生物中的細胞多樣性，然后科學地將真核細胞和原核細胞區分出來，通過在教材中展示電鏡下看到的大腸桿菌圖片，凸顯原核細胞的特點，區分動手情況下顯微鏡下看到原核細胞的效果。因為各種實驗條件的限制，許多學生在中學無法實現在顯微鏡中觀察大腸桿菌。所以基于這種情況，就要保證材料選擇的多樣性和科學性。經過改進以后的試驗材料可以選擇水綿、蛙上皮細胞、地木耳(藍藻)等，然后對這些材料進行提前處理，將其放于顯微鏡下進行觀察，整個過程中應該保證顯微鏡與電腦相連，方便對顯微鏡視野中拍攝的圖像評價。對于地木耳等材料的選取相對比較容易，在市場和超市中就可以輕易獲得，便于就地取材。這種條件既符合因地制宜原則，也符合教學目標的要求。經過改進后的細胞生物學材料，利用起來更有價值，便于學生對實驗現象觀察，這些材料中既可以包括植物細胞材料，也可以包括動物細胞材料，材料使用起來較為齊全，而且觀察起來十分清晰，極大發揮了生物實驗開展的價值。因為不同種類實驗材料的選擇，使整個實驗的開展更加方便，便于學生開展細胞臨時裝片，實現動手實踐能力的提升，激發學生的學習興趣。雖然現階段的細胞生物實驗教學模式不斷優化，實驗目標也逐漸改變，實驗中為了讓學生學會操作顯微鏡，便于對動植物細胞辨別，從而詳細區分真核細胞與原核細胞，但是一些學生不明白顯微鏡的成像原理，操作起來會面臨較大的難度，所以此時加強實驗材料的改進十分必要。

5.微課融入教學中

為了促進高中學生對生物知識的掌握，就要在細胞生物實驗教學中加強微課方式的利用，因為實驗是生物教學的關鍵之一，其對于教學效果的提升發揮著關鍵的作用。長期以來，在高中細胞生物學實驗課的教學中，教師都占據主體地位，在課程和實驗中發揮著主導作用，從而忽視了對學生的自主學習能力的培養，不利于提升學生的創造性和獨立思考能力。所以只有將微課教學結合翻轉課堂的方式利用在細胞生物學實驗教學改革中，才能提升學生創新能力，讓學生養成良好的生物學習習慣。通過對微課結合翻轉課堂方式的利用，課堂氛圍更加生動有趣，原本枯燥的實驗知識變得形象有趣，提升學生學習的積極性，激發學生實驗操作的興趣。同時在這種方式的利用下，教師不再需要占用大量的課堂時間傳授知識，而是可以將知識通過視頻的方式，讓學生在課后學習。也可以在學生實驗任務完成后，讓學生在課堂上觀看視頻講座，然后進行激烈的小組討論，實現師生之間的交流，提升實驗學習效率。比如：在實驗課程“動物細胞的體外培養”教學中，教師可以將授課內容進行設定，包括錄制實驗操作視頻等教學資源、編制學習任務單、為學生講授課堂網站等，只有讓學生明確實驗操作的目標，優化學習任務，才能更好地督促學生進行自主學習，然后便于學生進行分組操作，讓學生發揮取長補短的作用，提升實驗教學效果與教學質量。

綜上所述，在細胞生物實驗教學中加強對教學模式的優化，能夠促進學生對生物知識的理解，讓學生在實驗中積極思考，通過材料的改進保證實驗操作的真實性，提高學生的專業技能水平，讓學生在實驗中培養科學嚴謹的研究態度，從而實現知識、能力和素質的完美融合。同時，在開展實驗教學時，教師還應該積極優化實驗室結構，將創新和科研融入實驗中，有意識地運用各種科學方法，在教學模式的優化下，提升學生的觀察能力和思維能力，提升生物實驗課程的教學效果。