高中生物学高倍镜的优化操作建议

对比“人教版”初、高中生物学教材中显微镜相关的生物实验，我们发现，初中学段一般使用低倍镜，而高中学段大部分显微镜实验需要用到高倍镜。许多高中学生由于对显微镜高倍镜使用的方法不熟练，影响了实验效果和效率。“工欲善其事，必先利其器”，针对这些情况，笔者通过和生物教师沟通，在老师的指导下设计实验方案，并反复实施实验，希望在实验中，找到一些关于显微镜高倍镜的使用技巧和部分使用高倍镜的观察类实验的改进措施。

一、找出高一生物实验中与显微镜高倍镜相关的实验

查阅“人教版”高中生物必修一《分子与细胞》教材，在11个生物实验中找到如下4个实验需要使用高倍镜观察：①观察DNA和RNA在细胞中的分布实验；②用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验；③植物细胞的吸水和失水——植物细胞的质壁分离实验；④观察根尖分生组织细胞的有丝分裂。

二、改进实验方法，优化实验教学

在具体生物实验中，有些实验材料、实验器材、操作方法等需进行适当的改进和优化，使实验效果更加明显，达到实验目的，具体如下：

1.盖玻片替代品——透明胶片。实验过程中，由低倍镜换高倍镜，总会有学生操作不细心压碎了盖玻片。盖玻片本是耗材，损坏并不可惜，但有同学不小心划伤手和重新实验是件麻烦的事。有没有什么材料是薄而透明，却不易碎呢？偶然看到衬衣包装盒外层的透明胶片，于是把它剪成相应尺寸（20mm×20mm）的正方形，作为盖玻片替代品，见右图。既保证了一定的透明度，又避免了盖玻片的怕摔易碎的发生。

用透明胶片剪成的正方形

2.材料处理。比如，观察花生细胞中的脂肪滴，传统做法是用刀片将泡软的花生种子做成非常薄切片，很多同学做的切片都太厚，无法观察，实验操作难度较大。实验中我发现用刀片刮下的花生种子的粉末，直接涂在载玻片上，再正常操作，在高倍镜下的观察结果非常漂亮。

3.低倍镜转高倍镜总结规律。因操作不规范，找不到物像是高倍显微镜使用中常出现的问题。方向、明暗、污点处理、气泡等问题主要是在初中学段低倍镜下应该掌握的内容，这里重点讲解从低倍镜转到高倍镜过程和之后的一些问题。通过总结规律，老师指导修改后的《高倍镜使用之歌》：低倍物像中央且清晰，转动转换器换高倍镜，细准调物像大视野小，数码显像电脑投影清。

4.“人教版”高中生物学必修一的部分实验优化案例。

（1）观察DNA和RNA在细胞中的分布实验改进方法。操作：实验中染色效果不好导致实验失败，经查阅资料，原因之一在于染色液。单独使用或先后使用均会导致实验失败，两种染色剂一定要使用混合液染色，才能保证实验效果显著。实验材料也很关键：不采用口腔上皮细胞，直接用植物细胞，去掉解离的步骤，直接用甲基绿吡罗红染色，实验效果较好。

（2）用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验思考。观察叶绿体时用水绵和菠菜叶比黑藻和苔藓效果好，苔藓类植物有时候不容易找到材料。而观察人口腔上皮细胞的线粒体时注意滴加的是染液，不再滴加生理盐水（0.1%的Nacl溶液）。实验中注意观察叶绿体为什么不用滴加染液，而线粒体却需要？因为叶绿体本身带绿色，在显微镜下比较容易找到。观察叶绿体不用高倍镜，为什么观察线粒体需要用高倍镜？因为线粒体不但小而且无色，在高倍镜下更容易找到。

（3）植物细胞的吸水和失水实验改进方法。第一，材料选取：选取细胞较大、质壁分离复原时间短的洋葱外表皮、紫玉兰花、杜鹃花、康乃馨、蓝紫色牵牛花、马齿苋等备选。以上材料易于获取，便于观察。通过对洋葱和牵牛花进行的实验，发现效果都很明显。第二，方法改进：在实验的操作中，使用的蔗糖溶液（0.3g/ml）为无色液体，不方便观察，可利用红墨水极易溶于水的特点，将红墨水滴入蔗糖溶液若干滴，使之变成容易观察的红色蔗糖溶液。此实验取材方便、操作简单、现象明显、效果显著，便于学生在家中选取不同的材料尝试实验，对比分析出最佳的实验材料。由此得出结论：植物细胞有颜色时，使用蔗糖溶液做外界溶液；植物细胞无色时，应使用红墨水加蔗糖溶液。

（4）观察根尖分生组织细胞的有丝分裂改进方法。第一，材料选取：常用的材料为洋葱，通过水培取根尖；通过实验，我们发现小麦种子放在湿润滤纸上，放置在培养皿中，生根比洋葱更方便；也可以选择绿豆生根，效果比较好。在材料的选取上经济便捷的当属小麦种子。第二，高倍镜中油镜的使用：观察分裂中期的细胞，要想看得更清楚，需要用到100倍油镜，最好是双筒电子显微镜。使用油镜时切要注意的事项：①先转开40倍物镜，在玻片材料中央滴加一滴香柏油，再轻轻转动到高倍镜上。②只能轻轻转动细准焦螺旋。③如果视野偏暗，注意调亮视野，既不能太暗，也不能太亮，避免对眼睛造成伤害。使用时发现好的照片拍照存底，做好记录。实验完毕，用擦镜纸擦拭目镜镜头和物镜镜头。

三、实验创新应遵循的原则与反思

对生物实验应遵循一句古语：“知其然，应该知其所以然。”若在实验过程中对使用仪器工作原理不清楚、对药品特性了解不深入，就会致使生物实验具有盲目性，实验也就失去了使用价值。在实验过程中有些学生在选择低倍镜和高倍镜时忽略了观察对象的特性，使仪器的选择不具备科学性、合理性；一些学生对生物实验有一种盲目的好奇，忽视了高倍镜与低倍镜之间的差异，在实验中一味选择高倍镜或一味使用低倍镜，这种盲目性是因为学生的好奇心大于求知欲，根本不了解显微镜的基本原理，不知道高倍镜放大倍数大，分辨率高，但所观察到的实际面积小。倍数越高的显微镜，观察得到的厚度与之成反比，所以高倍镜适用于局部和细节的观察，而低倍镜适用于整体观察。另外，如果镜中有污染的花斑或异物，就会影响对微细结构的观察，清除花斑或异物，也是形成使用能力的一个方面。在实验过程中若使用低倍镜观察得到的图像不是非常清晰，需要调节准焦螺旋，再观察得到的图像就会更加清晰了。只有学生全面了解了显微镜的基本操作原理与使用方法，才能在实验过程中正确使用高倍镜。

在实验中，要做到勤于思考、勇于尝试，善于总结，才是保持实验创新的最好方法。经过思考与尝试，对该实验提出有针对性地改进与创新，也是提升学生探究能力及科学思维品质的有效途径。在实验改进和创新中，注意在实验材料的选取上，遵循经济易得的取材原则，在实验操作过程应删繁就简。通过改进实验器材，尝试不同材料的实验，体验思考、创新、实践带来的乐趣。