浅谈信息技术环境下现代化生物实验仪器的使用

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  【摘 要】目前,许多中学实验室里都购置了一些现代化的实验仪器,然而这些仪器往往是被束之高阁,很少发挥其应有的作用。本文以数码生物显微镜在高中生物实验中的应用为例,谈谈在信息技术环境下,如何最大限度地发挥现代化实验仪器的作用,从而实现信息技术与中学实验课程的有效整合。
  【关键词】信息技术;数码生物显微镜;实验教学
  随着社会经济迅速发展,各级政府对教育的投入也在不断增加,办学条件有了明显改善。目前,许多中学实验室里都添置了一些现代化的实验仪器,然而这些仪器大多数是长期摆放在橱窗里,只是在有人参观、考察时才得以体现其“价值”。这些价值不菲的仪器有着强大的功能,如果利用的好,能很好地弥补传统实验教学的不足,提高实验教学的效果。本文以数码生物显微镜在高中生物实验教学中的运用为例,谈谈在信息技术环境下,如何最大限度地发挥现代化实验仪器的作用,从而实现信息技术与中学实验课程的有效整合。
  一、数码生物显微镜简介
  数码生物显微镜是由生物显微镜主机+显微镜摄像头+数码显微镜接口+计算机组合而成的。数码生物显微镜主要用来观察生物切片、生物细胞、细菌以及活体组织培养等的观察和研究,同时可以观察其他透明或者半透明物体以及粉末、细小颗粒等物体。在显微镜中看到的实物图像通过数模转换,使其成像在计算机上。数码生物显微镜是将精锐的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、液晶屏幕技术完美地结合在一起而开发研制成功的一种高科技产品。
  二、数码生物显微镜在高中生物实验教学中的运用
  1.观察多种多样的细胞
  用显微镜观察细胞的结构是中学阶段需要掌握的重要实验操作技能。在实际教学中,学生的积极性很高,但由于动手能力较差,再加上普通的光学显微镜成像质量不高,最终学生观察的图像往往是模糊不清。数码生物显微镜通过“光电图像转换装置”获得的图像可达到35万/130万/300万像素,图像清晰、线条细腻、色彩逼真,更便于学生观察。
  数码生物显微镜不仅能更清楚地观察物体,还具有十字定位测量功能。十字线还可随观察物体颜色的变换而更改线条的颜色,这不仅便于教师对学生的指导,还可对微观物体大小进行测量,进而实现微观物体量化呈现。
  2.探究培养液中酵母菌种群数量的变化
  高中生物学课程标准“稳态与环境”模块将“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”列为活动建议。人教版和苏教版教材都安排了这一活动,但是在一些细节问题上,如酵母菌的抽样检测中的观察和计数,两个版本教材中的描述都不太具体,且缺乏直观的图解。如果利用好数码生物显微镜,就可以为学生增加一些直观的素材。教师可以在班级同学分组做这个实验前,亲自带领几位实验技能较好的同学先做一下。实验过程中每隔24小时利用血球计数板和数码生物显微镜进行抽样检测,调查酵母菌的种群数量。每次调查时在显微镜下找到一个理想的目标位置后进行拍摄,并对拍摄图片进行储存及处理,这不仅可以作为实验的数据进行对比,还能永久的保存下来作为一份有价值的教学资源,将来需要时可很方便地实现再现与共享。
  3.观察黑藻细胞的细胞质流动
  活细胞中的细胞质处于不断流动的状态,观察这一生命现象,可让学生认识到生命是运动的。观察细胞质的流动常以新鲜的黑藻为材料,用细胞质基质中的叶绿体的运动作为标志。在实验课上,我们可以用普通的光学显微镜观察黑藻的细胞质流动。然而,实际教学中发现,效果往往不太理想,很多同学观察不到细胞质流动,特别是阴天、低温时做实验。针对这种情况,教师可以事先准备典型的示范装片,使用数码生物显微镜的录像功能来弥补。这种教师演示的视频资源可以重复使用,既可以让学生能看到细胞质快速流动的真实状况,也减轻了教师在不同教学班重复演示的负担。教师还可以增加录制不同条件下黑藻细胞质流动视频让学生观看、比较。这一做法,可以让学生认识到细胞质流动不仅是客观存在的,流动速度还是可变的。
  4.构建互动式实验教学系统
  传统生物实验教学中存在的一些问题,大致有以下几点:师生之间、同学之间缺乏交流与互动;现有的光学显微镜功能单一,教学内容局限性大;教师的指导都是个别的,也无法同时观察到全班同学的实验进展与现象等。
  将普通生物实验室(或机房、语音室)重新改造,进行网络布线,把计算机、数码生物显微镜、光电图像转换装置等设备进行组网。然后,在教师机、学生机上安装各种应用软件(显微图像处理分析软件、互动网络教学软件等) 即可构建起互动式实验教学系统。教师只需通过自己的教师电脑就可以查看全班学生的显微镜画面,学生也可以通过自己的学生电脑观察老师的演示操作,这使教学更直观、更方便。师生之间借助多向多媒体互动系统进行随意交流,教师与学生实现全面互动,使沟通更快捷、有效。如配上投影机,增加一些多媒体中控设备,就可以实现多媒体教学。
  总之,信息技术引发的新的教学模式正在改变传统的教学观念。现代信息技术的发展,为中学生物实验教学的发展提供了广阔空间,亦为我们解决传统实验教学中的许多难题提供了技术条件。充分利用现代教学手段,把多媒体和网络技术有机地整合到中学生物实验教学中去,可以优化实验过程,拓宽实验教学渠道,大大提高实验教学的效果。信息技术与实验课程的整合是一项很有意义的工作,需要更多的老师积极参与,并真诚的投身到这场探索之中。
  (作者单位:江苏省宿迁中学)
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