| 标题 | “e学习”在生物教学中的应用 |
| 范文 | 摘? ?要 以观察植物根尖细胞有丝分裂、探究酵母菌呼吸方式中气体量的测定、培养液中酵母菌种群数量计数、叶绿体中色素的提取和分离、细胞中糖类的模型分析为例，探究基于显微数码互动系统、数字采集分析系统、智能手机摄像传输与镜像投影功能的“e学习”。 关键词 显微数码? 数字采集? 智能手机 E-learning（e学习）是以网络为基础的学习方式。既有以笔记本、平板、台式电脑为终端的学习活动，也有以数字采集分析系统、显微数码互动系统[1]等为终端的学习活动，甚至还有以智能手机为终端的学习活动。“e学习”与传统学习的最大区别是教与学、学与学的互动，在互动中促进、发展和提高核心素养。本文对“e学习”在高中生物教学中的应用进行了一定的探究。 一、基于数字化平台开展实验学习活动 以网络为支撑的“e学习”，在生物教与学中有一个重要的领域——数字化实验，包括利用数字采集分析、显微数码互动等系统进行实验教学的活动。实验教学的数字化具有独到的简便性、准确性、交互性、共享性、直观性优势。 1.利用显微数码互动系统开展“e学习” 高中生物实验活动中，有许多使用显微镜的实验，用普通显微镜进行这些实验活动时，往往存在诸多困难。例如当某学习小组在镜下观察到理想图像时，却无法进行图像交流与共享，导致理想效果不能与教师及其他学习小组充分分享;当某学习小组长时间找不到所要觀察的目标时，却因缺乏直观显示而难以被教师发现，导致无法及时指导;当学生对所观察到的图像难以判断是否是需观察的对象时，却因缺乏互动而不能通过实物图像进行示教;学生实验活动是否完成预设的观察任务，因不能交互而难以检测，等等。 借助数字摄像与网络联系的显微数码互动系统，便能有效克服这些困难，优化教学过程，改进教学方法，提高教学效果。例如，在使用数码显微系统观察植物根尖细胞有丝分裂实验中，教师可以利用数码显微系统的摄像功能，将学生实验活动时所观察材料中的各时期图像进行拍照，及时推送给学生，用以进行针对性较强的指导，避免选用与学生实际观察图像失真的网上图片开展指导;利用系统显示屏实时显现学生镜下图像的功能，教师能及时掌握学生实验活动的结果，以便对学习小组进行及时的个性化指导;当发现某小组镜下观察到典型图像时，可利用系统的交互功能，指令拍照并上传，实现活动成果的共享……借助教师机可随时观察任意学生小组镜下图像的功能，在一次实验活动中，笔者竟然惊奇地发现，某小组学生的显微镜视野中，同时存在间期早期、间期晚期、前期晚期、中期、后期、末期形成细胞板的图像，这难得一见的视野，在系统交互、摄像功能的支持下，被迅速地抓拍、储存下来，并且被即时投影到大屏幕和推送到其他学习小组的电脑屏上，实现观察现象的共享，实现不同小组间的借鉴与鞭策。 2.利用数字采集分析系统开展“e学习” 一些高中生物实验，如温度对过氧化氢分解的影响、pH对酶活性的影响、外界因素对光合作用的影响等，是相关气体量发生改变的定量实验;生物体维持pH稳定的机制、酵母菌有氧呼吸过程中O2消耗量与CO2产生量等，是极微弱的量变测定实验。相比于传统实验，利用数字采集分析系统进行这些实验，具有明显的即时性、准确性、探究性、可操作性优势。 例如在探究酵母菌呼吸方式的实验中，笔者利用充满清水的500mL输液袋、输液软管、500mL细口瓶及双导管瓶塞构成自动充气装置一[2]，当进行有氧呼吸实验时，细口瓶内充满空气，当进行无氧呼吸实验时，细口瓶内则充满去除氧气的空气;用20mL试管装入10mL NaOH，塞上带双导管的管塞，构成排除通入气体中原有二氧化碳的装置二，其入口导管连接装置一的出口，出口导管通过医用三通阀与装置三的入口导管相连接，阀的剩余出口与剪短的50mL注射器细口相连接，注射器粗口处插入氧气或二氧化碳传感器探头;用20mL具支试管装入10mL酵母菌葡萄糖培养液，塞上带双导管的管塞，构成发生呼吸作用的装置三，其管塞出口处密封插入温度传感器探针，用于进行温度变化情况的检测，其分支出口导管处连接医用三通阀，阀的一个出口连接导管通入BTB水溶液或澄清石灰水，阀的剩余出口用途与前述相同。 学生在进行常规实验操作的同时，将用于测定气体中氧气含量的传感器、数据采集器、电脑连接起来，并将数字采集分析系统的相关软件设置为“时间一浓度”变化曲线。一切准备妥当后，首先将传感器探头插入有氧呼吸装置二三间的注射器粗口中，测定通入气体中氧气含量，然后再将传感器探头插入装置三后的注射器粗口中，测定排出气体中氧气含量，两含量之差即为一定时间内有氧呼吸消耗氧气的体积量;将氧气传感器更换为二氧化碳传感器，采用同样的方法，测定出相同时间内有氧呼吸产生二氧化碳的体积量，从而完成常规实验无法实施的探究活动——有氧呼吸消耗氧气体积等于产生二氧化碳体积的测定。 当完成上述实验活动后，打开无氧呼吸自动充气装置，让有氧与无氧两实验的充气速率相等，保证气体流通量对两种酵母菌培养液温度变化的影响相同。在此基础上，连接温度传感器与数据采集器，设置电脑中相应软件为即时显示温度数据的形式，再将温度传感器的探针依次插入有氧呼吸、无氧呼吸培养液中，分别测得两者的温度数据，实施常规实验无法进行的有氧呼吸比无氧呼吸释放能量多的探究活动。 高灵敏度传感器的使用，能高准确性区分相关气体浓度以及温度的极细微差异，使学习活动顺利成功;数据分析系统即时显示的直观性很强的动态曲线或数据变化，增强了学习的感染力。因此，运用数字化仪器开展的“e学习”，具有传统学习方式无法比拟的优越性。 二、基于智能手机开展学习活动 随着网络、信息技术的发展，智能手机的拍摄、直播、QQ、微信等功能不断完善，智能手机已成为取用方便的低成本教学器材，为生物教学提供新的方法和途径。 1.利用智能手机摄像传输功能开展“e学习” 在没有显微数码互动系统的情况下，借助Wifi无线网络功能，笔者利用手机显微摄影支架，将智能手机与普通显微镜组合[3]起来开展实验学习活动，可以取得与显微数码互动系统相似的学习效果。 例如，在开展用血球计数板对培养液中酵母菌进行计数实验前，将学习小组要使用的显微镜，于低倍镜下调节焦距，待目镜里能看清晰计数室时，将安装有智能手机的支架固定在显微镜上，打开智能手机摄像功能并处于永不休眠状态，调整手机位置，使其摄像头对准显微镜的目镜，调节手机支架的高度，当智能手机显示屏中出现清楚的计数室图像时，彻底锁定智能手机与显微镜目镜之间的位置关系。学生小组实验活动时，只要将制作好的血球计数板放在载物台上，使其中的计数区位于通光孔的正中央，正确完成低倍镜操作流程，便非常容易在智能手机屏上观察到计数室的图像。转换成高倍镜后，一方面可以运用智能手机与电脑的镜像投影功能，將手机屏上的图像投影到大屏幕上进一步放大;另一方面可以利用智能手机摄像时的放大功能，将手机屏上的酵母菌图像进一步放大。两种放大均可获得更理想的观察计数效果。 利用智能手机与普通显微镜的组合终端开展实验学习活动，既能克服使用普通显微镜开展实验活动的弊端，又具备数码显微互动系统在实验活动中优势，因而越来越得到广泛的应用。 2.利用智能手机镜像投影功能开展“e学习” 生物教学中的实验活动、模型建构活动等，通常是以学习小组的形式进行。传统的分组活动中，组与组之间的交互性较弱，教师在各小组活动中发挥的作用因来回穿梭而被严重削弱，师生对实验的总结、评价往往缺少现场共享的直观素材。有鉴于此，笔者借助课题研究，对智能手机镜像投影功能的运用进行了探究。智能手机镜像投影，是指利用同一Wifi，通过对电脑与智能手机进行相关设置，使智能手机屏幕即时投影到电脑屏幕，并进一步投影到大屏幕。藉此分享智能手机的摄像头，既可实现前文所述的显微投影放大，又可在投影仪上放大展示学习活动的场景，实现即时“直播”。 例如，在开展“叶绿体中色素的提取和分离”实验活动中，教师开启智能手机摄像功能，将学生对绿叶不同研磨程度的结果即时大屏“直播”，及时点评，指出存在的问题与纠正措施，指明对绿叶研磨应该达到的程度;将学生层析分离色素时，烧杯加盖与否的操作，滤纸条上滤液细线有无触及层析液的操作，现场镜像投影到大屏幕上，供学生评判、借鉴。 再如，在“细胞中的糖类”学习活动中，笔者选用白色硬质亮光纸，制作正五边形、带一分支正五边形、正六边形、带一分支正六边形的纸片作为相关单糖模型，并将部分单糖模型用钉书钉连接成相关二糖、多糖模型。在学生开展模型分析活动中，教师即时开启智能手机的摄像功能，将某学习小组把所有糖模型按单糖、二糖、多糖进行归类的活动场景大屏直播，将某学习小组按动植中分布对模型进行分类的活动镜像投影到大屏幕，用于全班性的启发，使学习活动有困难的小组快速领悟。 时代的脚步从不停歇，施教者应当适应网络信息时代的发展，把传统的生物教学与崭新的技术有机地结合起来，让生物教学更加多样化、高效化。 参考文献 [1] 刘岚，唐荣荣.探索“E学习”模式 助力课堂效率提升[J].基础教育参考，2014（24）：54-56. [2] 杨建忠，王其鹤.跨学科融合改进“酵母菌细胞呼吸方式”实验[J].生物学教学，2019（12）：31-33. [3] 黄秋生，娄玥.智能手机摄像在生物学实验教学中的应用[J].生物学教学，2014（11）：39-40. 【责任编辑? 郭振玲】 |
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