高中生物學(xué)高倍鏡的優(yōu)化操作建議

對(duì)比“人教版”初、高中生物學(xué)教材中顯微鏡相關(guān)的生物實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，初中學(xué)段一般使用低倍鏡，而高中學(xué)段大部分顯微鏡實(shí)驗(yàn)需要用到高倍鏡。許多高中學(xué)生由于對(duì)顯微鏡高倍鏡使用的方法不熟練，影響了實(shí)驗(yàn)效果和效率?！肮び破涫?，必先利其器”，針對(duì)這些情況，筆者通過(guò)和生物教師溝通，在老師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并反復(fù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)，希望在實(shí)驗(yàn)中，找到一些關(guān)于顯微鏡高倍鏡的使用技巧和部分使用高倍鏡的觀察類實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)措施。

一、找出高一生物實(shí)驗(yàn)中與顯微鏡高倍鏡相關(guān)的實(shí)驗(yàn)

查閱“人教版”高中生物必修一《分子與細(xì)胞》教材，在11個(gè)生物實(shí)驗(yàn)中找到如下4個(gè)實(shí)驗(yàn)需要使用高倍鏡觀察：①觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布實(shí)驗(yàn)；②用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體實(shí)驗(yàn)；③植物細(xì)胞的吸水和失水——植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)；④觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂。

二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

在具體生物實(shí)驗(yàn)中，有些實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)器材、操作方法等需進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和優(yōu)化，使實(shí)驗(yàn)效果更加明顯，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，具體如下：

1.蓋玻片替代品——透明膠片。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由低倍鏡換高倍鏡，總會(huì)有學(xué)生操作不細(xì)心壓碎了蓋玻片。蓋玻片本是耗材，損壞并不可惜，但有同學(xué)不小心劃傷手和重新實(shí)驗(yàn)是件麻煩的事。有沒(méi)有什么材料是薄而透明，卻不易碎呢？偶然看到襯衣包裝盒外層的透明膠片，于是把它剪成相應(yīng)尺寸（20mm×20mm）的正方形，作為蓋玻片替代品，見右圖。既保證了一定的透明度，又避免了蓋玻片的怕摔易碎的發(fā)生。

用透明膠片剪成的正方形

2.材料處理。比如，觀察花生細(xì)胞中的脂肪滴，傳統(tǒng)做法是用刀片將泡軟的花生種子做成非常薄切片，很多同學(xué)做的切片都太厚，無(wú)法觀察，實(shí)驗(yàn)操作難度較大。實(shí)驗(yàn)中我發(fā)現(xiàn)用刀片刮下的花生種子的粉末，直接涂在載玻片上，再正常操作，在高倍鏡下的觀察結(jié)果非常漂亮。

3.低倍鏡轉(zhuǎn)高倍鏡總結(jié)規(guī)律。因操作不規(guī)范，找不到物像是高倍顯微鏡使用中常出現(xiàn)的問(wèn)題。方向、明暗、污點(diǎn)處理、氣泡等問(wèn)題主要是在初中學(xué)段低倍鏡下應(yīng)該掌握的內(nèi)容，這里重點(diǎn)講解從低倍鏡轉(zhuǎn)到高倍鏡過(guò)程和之后的一些問(wèn)題。通過(guò)總結(jié)規(guī)律，老師指導(dǎo)修改后的《高倍鏡使用之歌》：低倍物像中央且清晰，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器換高倍鏡，細(xì)準(zhǔn)調(diào)物像大視野小，數(shù)碼顯像電腦投影清。

4.“人教版”高中生物學(xué)必修一的部分實(shí)驗(yàn)優(yōu)化案例。

（1）觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法。操作：實(shí)驗(yàn)中染色效果不好導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，經(jīng)查閱資料，原因之一在于染色液。單獨(dú)使用或先后使用均會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，兩種染色劑一定要使用混合液染色，才能保證實(shí)驗(yàn)效果顯著。實(shí)驗(yàn)材料也很關(guān)鍵：不采用口腔上皮細(xì)胞，直接用植物細(xì)胞，去掉解離的步驟，直接用甲基綠吡羅紅染色，實(shí)驗(yàn)效果較好。

（2）用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體實(shí)驗(yàn)思考。觀察葉綠體時(shí)用水綿和菠菜葉比黑藻和苔蘚效果好，苔蘚類植物有時(shí)候不容易找到材料。而觀察人口腔上皮細(xì)胞的線粒體時(shí)注意滴加的是染液，不再滴加生理鹽水（0.1%的Nacl溶液）。實(shí)驗(yàn)中注意觀察葉綠體為什么不用滴加染液，而線粒體卻需要？因?yàn)槿~綠體本身帶綠色，在顯微鏡下比較容易找到。觀察葉綠體不用高倍鏡，為什么觀察線粒體需要用高倍鏡？因?yàn)榫€粒體不但小而且無(wú)色，在高倍鏡下更容易找到。

（3）植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法。第一，材料選?。哼x取細(xì)胞較大、質(zhì)壁分離復(fù)原時(shí)間短的洋蔥外表皮、紫玉蘭花、杜鵑花、康乃馨、藍(lán)紫色牽?；?、馬齒莧等備選。以上材料易于獲取，便于觀察。通過(guò)對(duì)洋蔥和牽?；ㄟM(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)效果都很明顯。第二，方法改進(jìn)：在實(shí)驗(yàn)的操作中，使用的蔗糖溶液（0.3g/ml）為無(wú)色液體，不方便觀察，可利用紅墨水極易溶于水的特點(diǎn)，將紅墨水滴入蔗糖溶液若干滴，使之變成容易觀察的紅色蔗糖溶液。此實(shí)驗(yàn)取材方便、操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯、效果顯著，便于學(xué)生在家中選取不同的材料嘗試實(shí)驗(yàn)，對(duì)比分析出最佳的實(shí)驗(yàn)材料。由此得出結(jié)論：植物細(xì)胞有顏色時(shí)，使用蔗糖溶液做外界溶液；植物細(xì)胞無(wú)色時(shí)，應(yīng)使用紅墨水加蔗糖溶液。

（4）觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂改進(jìn)方法。第一，材料選?。撼Ｓ玫牟牧蠟檠笫[，通過(guò)水培取根尖；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)小麥種子放在濕潤(rùn)濾紙上，放置在培養(yǎng)皿中，生根比洋蔥更方便；也可以選擇綠豆生根，效果比較好。在材料的選取上經(jīng)濟(jì)便捷的當(dāng)屬小麥種子。第二，高倍鏡中油鏡的使用：觀察分裂中期的細(xì)胞，要想看得更清楚，需要用到100倍油鏡，最好是雙筒電子顯微鏡。使用油鏡時(shí)切要注意的事項(xiàng)：①先轉(zhuǎn)開40倍物鏡，在玻片材料中央滴加一滴香柏油，再輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)到高倍鏡上。②只能輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋。③如果視野偏暗，注意調(diào)亮視野，既不能太暗，也不能太亮，避免對(duì)眼睛造成傷害。使用時(shí)發(fā)現(xiàn)好的照片拍照存底，做好記錄。實(shí)驗(yàn)完畢，用擦鏡紙擦拭目鏡鏡頭和物鏡鏡頭。

三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新應(yīng)遵循的原則與反思

對(duì)生物實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循一句古語(yǔ)：“知其然，應(yīng)該知其所以然。”若在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)使用儀器工作原理不清楚、對(duì)藥品特性了解不深入，就會(huì)致使生物實(shí)驗(yàn)具有盲目性，實(shí)驗(yàn)也就失去了使用價(jià)值。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有些學(xué)生在選擇低倍鏡和高倍鏡時(shí)忽略了觀察對(duì)象的特性，使儀器的選擇不具備科學(xué)性、合理性；一些學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)有一種盲目的好奇，忽視了高倍鏡與低倍鏡之間的差異，在實(shí)驗(yàn)中一味選擇高倍鏡或一味使用低倍鏡，這種盲目性是因?yàn)閷W(xué)生的好奇心大于求知欲，根本不了解顯微鏡的基本原理，不知道高倍鏡放大倍數(shù)大，分辨率高，但所觀察到的實(shí)際面積小。倍數(shù)越高的顯微鏡，觀察得到的厚度與之成反比，所以高倍鏡適用于局部和細(xì)節(jié)的觀察，而低倍鏡適用于整體觀察。另外，如果鏡中有污染的花斑或異物，就會(huì)影響對(duì)微細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察，清除花斑或異物，也是形成使用能力的一個(gè)方面。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若使用低倍鏡觀察得到的圖像不是非常清晰，需要調(diào)節(jié)準(zhǔn)焦螺旋，再觀察得到的圖像就會(huì)更加清晰了。只有學(xué)生全面了解了顯微鏡的基本操作原理與使用方法，才能在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中正確使用高倍鏡。

在實(shí)驗(yàn)中，要做到勤于思考、勇于嘗試，善于總結(jié)，才是保持實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的最好方法。經(jīng)過(guò)思考與嘗試，對(duì)該實(shí)驗(yàn)提出有針對(duì)性地改進(jìn)與創(chuàng)新，也是提升學(xué)生探究能力及科學(xué)思維品質(zhì)的有效途徑。在實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新中，注意在實(shí)驗(yàn)材料的選取上，遵循經(jīng)濟(jì)易得的取材原則，在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程應(yīng)刪繁就簡(jiǎn)。通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材，嘗試不同材料的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)思考、創(chuàng)新、實(shí)踐帶來(lái)的樂(lè)趣。