利用電子目鏡增強(qiáng)光學(xué)顯微鏡的功能

徐業(yè)義

(江蘇省常州市田家炳高級(jí)中學(xué) 213001)

數(shù)碼顯微鏡可清晰地拍攝顯微照片和視頻，在投影屏幕上實(shí)時(shí)顯示觀察內(nèi)容，方便實(shí)驗(yàn)教學(xué)中“展示與交流”環(huán)節(jié)的進(jìn)行。但其價(jià)格昂貴，所以只有少數(shù)學(xué)校能夠裝備。普通光學(xué)顯微鏡仍然是絕大多數(shù)中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室觀察微觀組織的工具。筆者通過(guò)對(duì)電子目鏡的使用，使普通光學(xué)顯微鏡具備了數(shù)碼顯微鏡的部分重要功能。

1 電子目鏡的各種規(guī)格

顯微鏡電子目鏡可到專(zhuān)業(yè)攝影器材門(mén)市部或網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)，購(gòu)買(mǎi)時(shí)主要考慮與光學(xué)接口尺寸、像素、品牌和價(jià)格等幾大因素。電子目鏡有的適用于顯微鏡，有的適用于望遠(yuǎn)鏡和其他光學(xué)設(shè)備，它們的目鏡接口尺寸也不同。中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)用顯微鏡的目鏡接口直徑大多數(shù)是23.2 mm，少數(shù)為30.0 mm。因此，購(gòu)買(mǎi)電子目鏡時(shí)要和銷(xiāo)售方說(shuō)清楚是用于顯微鏡的，并告知目鏡接口直徑(可用游標(biāo)卡尺量目鏡插入鏡筒部分的直徑)。顯微鏡電子目鏡的像素有30萬(wàn)、35萬(wàn)、130萬(wàn)、200萬(wàn)、500萬(wàn)和1000萬(wàn)等多種類(lèi)型；有國(guó)產(chǎn)品牌，也有進(jìn)口品牌；價(jià)格高低不等。其中500萬(wàn)像素的國(guó)產(chǎn)品牌拍攝的照片或視頻投影后清晰度較高，已經(jīng)完全能夠滿足中學(xué)生物學(xué)課堂教學(xué)與教師的科研需求。

2 電子目鏡的安裝使用

購(gòu)買(mǎi)電子目鏡時(shí)賣(mài)家會(huì)贈(zèng)送相應(yīng)的軟件(不同的賣(mài)家贈(zèng)送的軟件可能不同)，只需復(fù)制在電腦上，不需安裝；也可以購(gòu)買(mǎi)配套專(zhuān)業(yè)軟件(可進(jìn)行圖像大小和顏色的控制、拍照錄像、定時(shí)拍攝和測(cè)量等)，這類(lèi)軟件往往需要安裝，使用方法參照說(shuō)明書(shū)。就中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，贈(zèng)送的軟件完全可以勝任。以商家贈(zèng)送的軟件“AMCap”為例，來(lái)說(shuō)明電子目鏡如何安裝和使用：取下顯微鏡的目鏡，插上電子目鏡，用USB數(shù)據(jù)線將電子目鏡與電腦相連。拍攝時(shí)直接雙擊“AMCap”文件打開(kāi)，通過(guò)點(diǎn)擊“拍照(L)”可拍攝靜態(tài)照片；通過(guò)點(diǎn)擊“捕捉(C)→開(kāi)始捕捉→(文件保存位置)→停止捕捉”可拍攝視頻。

3 電子目鏡的應(yīng)用舉例

電子目鏡最大的優(yōu)勢(shì)是及時(shí)記錄(拍攝照片和視頻)和展示(在電腦屏幕上和投影儀屏幕上)顯微鏡下觀察到的結(jié)果。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，將電子目鏡與電腦連接，再將電腦與數(shù)碼投影儀連接，便可在大屏幕上實(shí)時(shí)展示顯微鏡下觀察到的內(nèi)容。

3.1 可展示教師的觀察結(jié)果 使用電子目鏡教學(xué)，可將教師的觀察結(jié)果展示出來(lái)，這樣能夠省時(shí)省力，提高教學(xué)效果。

例如，在人教版教材必修3“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)中，血球計(jì)數(shù)板的使用對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是個(gè)難點(diǎn)，主要原因是學(xué)生對(duì)血球計(jì)數(shù)板的結(jié)構(gòu)不了解。通過(guò)教師描述或板畫(huà)，學(xué)生仍無(wú)法很好地掌握。如果教師改用電子目鏡的教學(xué)情況就不一樣了，只要將計(jì)數(shù)室投影出來(lái)，指出計(jì)數(shù)室位置及邊線(雙線)、計(jì)數(shù)室兩側(cè)的引導(dǎo)線、各中方格的位置及間隔線(雙線)、何為小方格、統(tǒng)計(jì)哪些中方格和如何計(jì)數(shù)等，這樣既節(jié)省了教師板畫(huà)的時(shí)間，又能讓學(xué)生直接看到最真實(shí)的計(jì)數(shù)室結(jié)構(gòu)，學(xué)生可以很快地掌握計(jì)數(shù)室的結(jié)構(gòu)。

用電子目鏡還可以給學(xué)生營(yíng)造真實(shí)的問(wèn)題情境，讓學(xué)生產(chǎn)生解決問(wèn)題的強(qiáng)烈欲望。

例如，在觀察酵母菌時(shí)，教材中的要求是，“多余培養(yǎng)液用濾紙吸去，稍待片刻，等酵母菌細(xì)胞全部沉降到計(jì)數(shù)室底部時(shí)再進(jìn)行觀察”，而教師則是吸去多余培養(yǎng)液后就立即觀察，在調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋的過(guò)程中，學(xué)生明顯可以看到要么只看清酵母菌、要么只看清計(jì)數(shù)室格線的現(xiàn)象，這樣就根本無(wú)法計(jì)數(shù)。為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？如何解決？拋出現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題給學(xué)生思考解決。學(xué)生通過(guò)思考和討論發(fā)現(xiàn)原來(lái)是顯微鏡的景深比較小，在酵母菌沉降到計(jì)數(shù)室底部之前與格線間距離太大，不能同時(shí)出現(xiàn)在顯微鏡的景深范圍之內(nèi)，需要等酵母菌沉降到計(jì)數(shù)室底部再觀察計(jì)數(shù)。又如，為了營(yíng)造真實(shí)的問(wèn)題情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，在配制酵母菌培養(yǎng)液時(shí)，教師特意多加些酵母菌，讓學(xué)生看到計(jì)數(shù)室中的酵母菌太多，計(jì)數(shù)就很困難，自然又產(chǎn)生如何解決的問(wèn)題。教師就勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生討論，如何解決對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行稀釋的問(wèn)題。

3.2 可展示學(xué)生的觀察結(jié)果 生物學(xué)教學(xué)中不少觀察類(lèi)實(shí)驗(yàn)都需要及時(shí)展示和交流學(xué)生的觀察結(jié)果，利用電子目鏡就可以很好地做到這一點(diǎn)。

例如，學(xué)生在觀察有絲分裂裝片時(shí)，不太容易找到分裂期細(xì)胞。教師可以讓已經(jīng)觀察到分裂期細(xì)胞的學(xué)生用電子目鏡在投影屏幕上進(jìn)行展示，并談?wù)勅绾握业椒稚鷧^(qū)、如何找到各種分裂期的細(xì)胞，展示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是讓學(xué)生只帶裝片到講臺(tái)上來(lái)，而是需將顯微鏡連同裝片一起拿來(lái)，重新對(duì)好光，用電子目鏡替換光學(xué)目鏡，再稍微調(diào)節(jié)一下細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，便可將學(xué)生顯微鏡中的觀察結(jié)果展示出來(lái)，方便快捷，實(shí)驗(yàn)效果明顯。