黄 晶 龚荔群

(福建省莆田第一中学 莆田 351100)

“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验”是高中生物学中的经典实验。传统的教学方法是学生按照教材按部就班地完成实验，但暴露出的问题是： 实验原理不理解、实验操作不规范、实验现象不理想等。

因此，笔者将本节观察性实验课设计成实验探究拓展课，并采用翻转课堂的教学模式，包括以下四个方面：

1 课前准备

教师收集以往学生实验中出现的问题，如： 显微镜操作不规范、细胞重叠、染色深、分裂相不全、找不到分生区细胞等，制作成微课(ⓔ电子资源)并给出任务： ①找出实验操作有哪些不规范？②造成微课中实验结果的原因可能是什么？如何进行改进？③除了用洋葱之外还可以选择哪些材料？学生自主组成合作小组，自选微课中的一两个问题进行探究或者另选其他问题研究。

2 自主学习

学生在预习教材后，观看学习微课。合作小组先对微课内容进行讨论，再查阅资料，确定研究方向，设计可行的实验方案，并进行预实验。在学生自主学习期间，师生通过班级QQ群、微信等方式及时进行反馈互动。学生选择合适的材料培养根尖，实验课前，在根尖分裂最旺盛的时间截取根尖后用卡诺氏液固定，为实验做准备。

3 课堂活动

3.1 分享预实验成果 组织各小组交流探究问题。

A组学生探究的问题是： 3-吲哚丁酸可以促进大蒜生根吗？A组学生自主选择的材料是大蒜，但是大蒜经过四天水培只长少量的根。针对这一问题，A组学生用不同浓度的生长素类似物3-吲哚丁酸来处理大蒜[1]，发现3-吲哚丁酸可以促进大蒜生根，而且浓度为10-10mol/L左右促进作用最强(表1)。

表1 实验4 d天后大蒜生根数量

B组学生发现的问题是： 如果按教材用培养皿装解离液，那么会造成很大的浪费。学生的解决办法是用白色点滴板来代替培养皿，具体做法是： 将根尖先放入盛有解离液的小窝进行解离，再依次放入盛有清水的小窝漂洗[2]。这样的操作既方便又可以避免解离液的浪费。

C组学生针对微课中展示的染色太深的问题，设计了以下实验： 以洋葱作为实验材料，在解离和漂洗后，用质量分数为0.01 g/mL的龙胆紫溶液染色2 min，之后实验组滴加一滴20%醋酸[3]漂洗30 s，而对照组不做处理。依据实验结果，C组学生给出的实验优化方案是： 0.01%龙胆紫溶液染色2 min后滴加质量分数为20%的醋酸溶液漂洗，再用清水漂洗3次，效果较佳。

D组学生建议漂洗和染色时都可以用一片载玻片代替培养皿。具体操作为： 漂洗时先用吸水纸吸干解离液，再滴加清水漂洗3次，每次1 min，时间可节约6 min。染色时在载玻片上滴一滴龙胆紫溶液，这种操作简单方便，节省试剂。

E组学生针对找不到分生区细胞的问题，给出的建议是： 解离后要记住根尖变白、略带透明的位置，这是压片和观察的重点部位，这样比较容易找到分生区细胞。

3.2 动手操作实验 综合以上各合作小组预实验的结果，每组学生采用优化后的实验方案开始实验。学生观察的实验材料有： 教师提供的洋葱根尖和学生自选材料培育的根尖。

3.3 交流实验结果 实验完成后，教师用希沃授课助手将实验结果展示在电子白板上。各小组代表上台进行成果交流(实验结果照片略)。A组展示洋葱根尖分生区细胞的各分裂相，但是有比较多的气泡。B组展示大蒜根尖分生区细胞的各分裂相。C组和D组分别展示了水培植物万年青和白蝴蝶合果芋的实验结果。C组和D组的学生虽然用了与A、B组相同的实验方法、试剂和步骤，但是实验效果却很差，细胞重叠很严重。

3.4 建构分裂过程 学生对洋葱细胞各分裂相进行分类、比较、分析、排序，从而建构有丝分裂的动态过程。教师课前利用Excel软件预设好公式，学生对同一视野下不同分裂相的洋葱细胞进行计数后，将数据直接输入表格，生成呈现细胞各时期所占时长比例，同时绘制出洋葱的细胞周期饼状图(图1)，最后建构分裂期和分裂间期等概念，进而使学生真正理解细胞周期的内涵。

图1 洋葱的细胞周期饼状图

4 课后延伸与评价

根据课堂生成的问题，教师鼓励学生课后进一步探究，展开更有挑战性的综合实践学习，例如： 如何解决白蝴蝶合果芋和万年青的根部细胞重叠很严重的问题等。学生书写实验报告后先互评，教师再进行总结性评价。其中： 针对大部分学生绘制的分裂期图像是模型图等问题，引导学生在记录实验结果时要客观真实，要树立求真、求实的科学态度。

基于生物学学科核心素养，笔者将本节课设计成了实验探究拓展课。教师给出自主性学习任务，学生组成合作小组，自选微课中的一两个问题进行探究或者另选其他问题进行研究，教师引导学生在问题解决中去学会学习知识和学会解决问题；学生自主改进优化课本实验方案，建构有丝分裂的动态过程，使学习的过程和知识更有深度，教师引导学生通过高阶思维学到高质量的真正的知识；学生除了用教师提供的洋葱根外，还可以选择其他材料进行实验，针对实验中出现的问题，教师引导学生展开更深入的综合实践学习，更大限度地促进学生生物学学科核心素养在数量、质量上的拓展以及结构、质态上的实质性转变[4]。