數碼顯微鏡的應用

近年來，隨著課程改革在學校的深入實施，教學設備也發生了很大的變化，實驗室配備了數碼顯微鏡、DIS傳感器、電子白板、自帶光源的學生用顯微鏡等現代化教學設備，這些設備的使用大大提高了課堂教學的效率，對教師的課堂教學有極大的促進作用。經過系列培訓后我進行了《科學》六年級第一學期第三章中的《細胞的結構》一課的教學，由于利用了數碼顯微鏡這一新設備進行了不同與以往的教學設計，結果非常明顯地改進了課堂教學，順利解決了以前在顯微鏡這部分內容教學過程中學生缺乏有效觀察和直觀判斷的問題。尤其在制作臨時裝片和觀察裝片這兩部分內容的教學時，顯示了其無法取代的優越性。

通常學生第一次制作臨時裝片，由于沒有實踐的經驗經常會碰到很多實驗操作上的問題。很多學生雖然是按照教師的要求進行操作，但還是沒有成功，或是學生的操作可能這一次因為偶然的因素成功了， 可實際上他并不知道成功的關鍵在哪，所以很可能下一次同樣的操作就會是失敗的。教師只能通過逐個觀察才能發現學生可能存在的問題，因此Zui理想的教學方法就是教師觀察每一個學生的具體操作。但由于學生人數比較多，由于時間的限制，教師在課堂上根本不可能去觀察所有學生的裝片制作情況，就可能會認為學生在顯微鏡下觀察到了洋蔥的表皮細胞，他就掌握了制作臨時裝片的技能。同時，學生只能觀察到自己顯微鏡視野中的物像，由于剛剛接觸顯微鏡的使用，操作很不熟練，對細胞的結構又不熟悉，很可能觀察到的是錯誤的圖像。教師要發現和糾正這些錯誤，就必須檢查每一組學生的觀察結果，可是又很難在一堂課上關注到每一個學生。這些都是我們在以前的教學中很難避免的問題。 現在有了數碼顯微鏡，就有辦法對這些問題細加研究，及時解決，大大提高了課堂教學的有效性。教師可以將自己完成的裝片放在數碼顯微鏡下投影出來，每一個同學都能通過屏幕看到教師數碼顯微鏡中的物像，加之數碼顯微鏡還能使用圖像比較功能，利用現場拍攝的學生裝片，將圖片投影出來進行比較，學生可以很清晰地了解自 己及同伴在實際操作過程中的問題。這樣上課，學生學習起來就很有興趣，注意力也非常集中，同時避免了教師由于忙于解決某些學生在實際操作中產生的問題而造成其他學生無事可干，注意力渙散，影響整個課堂紀律的情況發生；也可以將原先要一組組去解決的共性問題集中在一起解決， 可以節約大量的教師到每一組中去檢查臨時裝片制作效果的時間，大大提高了課堂的教學效率。
在《細胞的結構》一課的設計不斷修改的過程中，我逐漸明確了一個觀點，要利用好數碼顯微鏡來進行教學，就要在課堂上要充分發揮它的優勢，即它的直觀性。由此，我改變了原先的設計，將本節課學習的其中一個重點放在對臨時裝片制作錯誤的原因分析上，通過這一過程使學生學會制作臨時裝片的技能和鞏固顯微鏡的使用技巧。因此，我在教學設計中增加了使用顯微鏡觀察和制作裝片過程中發生的常見問題的探討環節。探討的問題一共有三個：一是如何在顯微鏡的視野中得到理想的物像； 二是讓學生觀察，分析裝片物像不清晰的原因是什么；三是如何減少氣泡產生或減少氣泡對觀察效果的影響。從實際的教學情況來看效果不錯。因為本來學生只能是觀察到自己顯微鏡視野中的物像，加上又是第一次觀察細胞，對細胞結構不熟悉，所以只要是看到了一點東西就會認為是細胞。原本要糾正這個錯誤，教師得檢查每一組的顯微鏡，非常花時間，現在教師只要把自己完成的裝片放在數碼顯微鏡下，學生比較就知道對錯了。然后教師再指導全體學生如何使用顯微鏡觀察，包括裝片應該放在載物臺的什么部位，怎樣調節粗、細準焦螺旋。操作的效果使每一學生都能通過屏幕看到，明顯提高了教學的效率。第二個問題也是如此，在以前的教學中，教師只能對操作有錯誤的同學做個別指導，也可以在講解Il缶時裝片怎樣制作的時候提醒一下，可是沒在顯微鏡下觀察到兩層或幾層細胞疊在一起是什么樣子的學生其實還是沒有什么概念的，如果有下一次操作，難免還會犯錯。現在就不一樣了，數碼顯微鏡一用，每個學生都通過屏幕看到洋蔥的兩層表皮疊在一起在顯微鏡下是什么樣的。學生很直觀地看到了表皮重疊、曲邊等裝片制作中的常見問題，印象就會很深刻，下次操作的時候就會注意這一點，即便制作裝片的時候沒有把表皮展平，當他在顯微鏡下觀察到這一現象的時候，也能馬上意識到錯誤原因所在，就能很快改進。第三個問題，裝片中有氣泡的產生也是常見的問題。 通常我們是在講解臨時裝片制作的過程時先提醒學生如何避免這種情況的發生。可是學生也不知道顯微鏡下的氣泡是什么樣的，理解得就不會深刻，甚至還會在用顯微鏡進行觀察時，把氣泡當成是細胞。在數碼顯微鏡的應用下這個問題也能迎刃而解， 學生可以很清楚地看到，當教師用解剖針輕輕敲擊蓋玻片的時候，氣泡發生了位移和變形，而且同時觀察到一種解決這個問題的簡便操作方法——移動玻片，尋找合適的觀察區域。
通過這節課的教學，我強烈地體會到數碼顯微鏡這一新設備的引入和應用對課堂教學的幫助，由于它的直觀性，它確實大大提高了課堂教學的效率，就像俗語說的“ 百聞不如一見”，教師的語言描述再詳細， 再精確都不如學生通過自己的眼睛看到的獲得的信息量大，獲得的信息準確度高。數碼顯微鏡在科學課堂上的使用使學生的學習變得直觀、容易理解和掌握了。另外，數碼顯微鏡的使用也改變了傳統的課堂教學模式。教師的角色從單純的講授知識轉變為教學的設計者、學生活動的組織者、學生獲得知識的引導者。原先臨時裝片的制作要領和顯微鏡的觀察事項僅能由教師口頭述，現在可以將錯誤操作的結果展示出來，由學生來分析錯誤的原因，幫助學生充分感知知識，理解知識。使學生有機會主動地參與、發現、探究知識，使學生從被動的學習轉變為自主的學習，大大提高了學生的注意力和學習興趣。
這實在是在科學課的學習中非常有用的設備。所以，隨著科學技術的不斷發展， 隨著新技術和新設備不斷地進入校園和課堂，教師理應不斷學習，學習新的技術， 掌握新的技術，然后應用新的技術。從我個人的使用情況說，由于一開始對軟件的使用不熟悉，確實花了一點時間，不過， 在請教了技術人員不斷練習，熟練之后覺得操作其實也并不復雜，還是容易學習和掌握的。
我想在今后的課堂教學設計中，我還會繼續研究數碼顯微鏡在教學的應用。因為通過仔細研究教材，我發現在有關循環系統、細胞結構、呼吸系統內容的教學中都可以有效應用數碼顯微鏡，從而能更好地為教學服務。另外，DIS傳感器、電子白板等現代化教學設備也都已進入課堂，作為教師，還要繼續學習這些先進的設備如何使用，更好地提高課堂教學效率。