資源簡介

實驗教學設計與技能實訓·生物 教案
技能性實驗：《顯微鏡的結構和使用》
1.教材分析
“顯微鏡的結構和使用”是人教版《七年級上冊》第二單元生物體的結構層次中第一章第一節的內容。本實驗是學生進入初中后首個自己動手操作的實驗，是對學生技能的進一步提升。顯微鏡是生物學研究中最常用、最基本的觀察工具，初步學會獨立使用顯微鏡是初中階段十分重要的生物技能之一。學習使用顯微鏡認識細胞結構對學生在后續學習中從微觀認識動植物，乃至是學生深度學習生物學知識的基礎。
2.學情分析
本節授課對象是初一學生，初一學生剛接觸生物實驗，對形象生動、形式多樣的生物學實驗及實驗器材的使用抱有極大熱情，求知欲強，但初一學生也存在基礎較弱，對于細胞等微觀事物的理解會有一定的困難，此外學生的動手操作能力和科學意識還有待提高。
3.教學目標
通過本節課的實驗學習，學生應該能夠達到以下目標：
知識目標：
（1）掌握顯微鏡的結構以及各部分的名稱及功能；
（2）掌握顯微鏡的規范操作及成像特點。
能力目標：
（1）在顯微鏡的使用過程中，提高觀察能力和動手能力；
（2）根據顯微鏡成像的特點，培養運用顯微鏡進行實驗的能力。
情感態度和價值觀目標：
（1）培養愛護、規范使用顯微鏡的良好習慣；
（2）在顯微鏡的發展歷程中，體會技術進步在生物學領域的重要作用。
4.教學重點和難點
（1）重點：認識顯微鏡的結構，掌握顯微鏡的使用步驟及成像特點。
（2）難點：規范使用顯微鏡，并能觀察到清晰的物象。
5.課前準備
（1）教師搜集在顯微鏡下觀察到的細胞結構和功能的圖片。
（2）教師制作多媒體課件。
（3）教師準備實驗器材、裝片印有數字“2”的透明紙、印有數字“2”的不透明紙、印有標尺的玻片。
（4）學生自主預習，對顯微鏡的結構有大致了解。
6.課時安排
1課時（40min）。
7.教學過程
教學 環節 教師活動 學生活動
導 入 出示幾張細胞圖片： 地球上的生物雖然種類繁多，但是除病毒以外，生物體都是由細胞構成的。可是，細胞的體積很小，我們運用怎樣的實驗器材才能觀察到它呢 聰明的人類為了解決這個問題，而發明創造了顯微鏡這種專門用來觀察細胞結構和功能的儀器。 引出本節課的課題“顯微鏡的觀察及使用”。 緊跟老師節奏，認真觀察，引起思考。 學生回答：“顯微鏡”。 配合老師講解，認真聽講。
顯微鏡的結構講解 顯微鏡分為光學結構和機械結構。光學結構包括鏡頭和反光鏡。鏡頭包括目鏡和物鏡。 結合顯微鏡實物結合講解演示。 演示從顯微鏡上取下目鏡，學生觀察 提問： 1．單手握著顯微鏡的鏡壁取顯微鏡可以嗎？ 出示顯微鏡的規范拿法： 出示不同規格物鏡： 引導學生觀察物鏡上的螺紋，以及物鏡的倍數 提問： 1.使用顯微鏡觀察時，可以直接掰動鏡頭嗎？為什么？ 2.物鏡的放大倍數和長度有什么關系呢？ 反光鏡起到光源的作用，結合反光鏡實物圖，提問： 1.同學們仔細觀察一下，反光鏡的兩面是一樣的嗎？它們是什么鏡呢？ 2.凹面鏡可以聚光，增加視野的亮度，那為什么還需要平面鏡呢？ 再往下，我們講到顯微鏡的機械結構， 結合顯微鏡的實物，從上往下，物鏡轉換器可以用來調節物鏡，如果要轉動鏡頭轉動物鏡轉化器，不要直接掰動物鏡，再往下是載物臺，是放置裝片的地方。載物臺下方的圓形結構是遮光器，上面的孔洞是光圈。 提問： 1.小的光圈和通光孔在同一直線上，我們在顯微鏡下看到的光線是暗還是亮？ 2.光圈是用來調視野的什么？ 再往下，鏡座、鏡柱支撐著顯微鏡，鏡壁取用顯微鏡時使用。鏡柱兩側有四個對稱的旋鈕，直徑較大的時粗準焦螺旋，調節幅度較大；直徑較小的時細準焦螺旋，調節幅度較小。 幻燈片出示顯微鏡彩圖，鞏固顯微鏡的各結構。 學生觀察：目鏡沒有螺紋。 學生回答：不可以，目鏡會晃出來。 學生總結：顯微鏡的規范拿法是“右手拿鏡壁，左手托鏡座”。 仔細觀察不同規格的物鏡，思考規格與其長度等的關系。 學生：不可以，掰動物鏡鏡頭會對鏡頭造成損害。 學生：物鏡越長，放大倍數越大。 學生：不一樣，有凹面鏡和平面鏡。 學生：太過強烈的光會影響觀察細胞的透明結構。 緊跟老師節奏，認真聽講，比對顯微鏡上的結構。 學生回答：暗。 學生回答：亮暗。 配合老師的提問，積極思考，回答問題 仔細思考，緊跟老師節奏，回顧顯微鏡的結構。
顯微鏡的使用講解 播放正確取用和使用顯微鏡的視頻，提問： 視頻中有哪些操作是同學們不熟悉和容易出錯的呢？ 教師結合顯微鏡實物演示重要步驟，并提醒同學注意。 1.取鏡和安放：右手拿鏡壁，左手托鏡座。 2.對光：轉動物鏡轉換器轉換物鏡 3.觀察：標本放置要正對通光孔。 轉動粗準焦螺旋下降鏡筒時，眼睛一定要看著物鏡! 4.收鏡：再次轉動轉換器，將兩個物鏡偏到兩旁，并將鏡筒下降。 學生：右手拿鏡壁，左手托鏡座； 轉動物鏡轉換器更換物鏡； 鏡筒下降時，眼睛盯著物鏡； 實驗結束后，轉動轉換器，將兩個物鏡偏到兩旁。
進行實驗 教師提供印有數字“2”的透明紙、印有數字“2”的不透明紙、印有標尺的玻片，供同學們實驗觀察。 實驗時，老師在旁給予適時的指導，提醒注意事項，規范學生操作。 仔細觀察，嘗試規范使用顯微鏡觀察物體。
實驗分析及總結 學生實驗結束后，組織學生分享實驗結果，從以下方面提示學生： 1.同學們觀察到的物象是怎樣的？ 3.像左上方移動裝片，物象發生了什么變化？ 2.顯微鏡的放大倍數怎樣計算？ 4.所有的裝片都可以在顯微鏡下觀察到嗎？ 引導學生自己總結顯微鏡的使用步驟，分析顯微鏡的成像特點。 出示幾張目前顯微鏡下觀察到的結構，體會技術進步在生物學領域的重要作用。 圖1(左)：熒光顯微鏡下神經肌肉接合處結構 圖2(右)：熒光顯微鏡下視網膜組織切片 圖3：激光共聚焦顯微鏡下人和小鼠的骨髓間充質干細胞 學生：上下顛倒，左右相反的倒像 。 學生：物象向右上方移動。 學生：目鏡倍數×物鏡倍數。 學生：光學顯微鏡只能觀察到能被光透過的物體。 緊跟老師節奏，回顧顯微鏡的使用步驟和成像特點。 仔細觀看，了解顯微鏡在生物學領域的重要作用。
布置作業 1.依照彩圖對照鞏固顯微鏡的結構和使用方法。 2.查找光學顯微鏡下觀察到的動植物細胞結構圖片。 認真完成課后作業。
附件：《顯微鏡的結構與使用》實驗方案
《顯微鏡的結構和使用》實驗方案
一、背景資料
1．相關知識
（1）顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構成的一種光學儀器，是人類進入原子時代的標志。 主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。
（2）顯微鏡以顯微原理進行分類可分為偏光顯微鏡、光學顯微鏡與電子顯微鏡和數碼顯微鏡。光學顯微鏡通常由光學結構和機械結構組成。光學結構由目鏡、物鏡、反光鏡組成。光學顯微鏡是在1590年由荷蘭的詹森所首創。
（3）光學顯微鏡的種類很多，主要有明視野顯微鏡(普通光學顯微鏡)、暗視野顯微鏡、熒光顯微鏡、相差顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡、偏光顯微鏡、微分干涉差顯微鏡、倒置顯微鏡。
（4）光學顯微鏡的成像原理：目鏡和物鏡都是凸透鏡，焦距不同。物鏡相當于投影儀的鏡頭，物體通過物鏡成倒立、放大的實像。目鏡相當于普通的放大鏡，該實像又通過目鏡成正立、放大的虛像。經顯微鏡到人眼的物體都成倒立放大的虛像。
（5）17世紀，光學顯微鏡的發明使人們第一次看見了細胞，進而建立了細胞學說。光學顯微鏡至今仍然是細胞生物學研究的重要工具。隨著光學顯微術與圖像技術的快速發展，光學顯微鏡在研究活細胞的結構與功能，特別是生物大分子在活細胞中的定位及其動態變化和相互作用等方面展現出了新的活力。
（6）目前，顯微鏡的發展已被廣泛應用于生命科學各研究領域，人們已用STM直接觀察到DNA、RNA和蛋白質等生物大分子及生物膜、病毒等結構，可以預料，顯微鏡將在納米生物學乃至納米科學各領域研究中發揮越來越重要的作用。
2．實驗原理
(1)顯微鏡的光學結構
①目鏡它是插在目鏡簡頂部的鏡頭，由一組透鏡組成，可以使物鏡成倍地分辨、放大物像，例如10X、15X等。此外，在目鏡上可以加裝測量分劃板。
②物鏡它安裝在轉換器的孔上，也是由一組透鏡組成的，能夠把物體清晰地放大。物鏡上刻有放大倍數, 主要有10X、40X、50X、100X 等。
③反光鏡，裝在鏡座上面,可向任意方向轉動,它有平、凹兩面,其作用是將光源光線反射到聚光器上,再經通光孔照明標本,凹面鏡聚光作用強,適于光線較弱的時候使用,平面鏡聚光作用弱,適于光線較強時使用。
（2）顯微鏡的機械結構
①機架顯微鏡的主體部分，包括鏡座和鏡臂。
②物鏡轉換器它是一個旋轉圓盤， 上有3-5個孔，分別裝有低倍或高倍物鏡鏡頭。轉動物鏡轉換器就可讓不同倍率的物鏡進入工作光路。
③載物臺是放置玻片的平臺， 其中央具有通光孔。臺上有一個彈性的標本夾，用來夾住載玻片。右下方有推進器，使載物臺面可在XY雙方向進行移動。
④粗、細準焦螺旋，利用粗、細準焦螺旋使載物臺作粗調和微調的升降運動，從而使被觀察物體對焦清晰成像。
二、實驗器材
用具 印有數字“2”的透明紙、印有數字“2”的不透明紙、印有標尺的玻片、顯微鏡。
三、實驗裝置
四、實驗步驟
（1）取鏡和安放
右手握住鏡臂，左手托住鏡座。把顯微鏡放在實驗臺上，略偏左(顯微鏡放在距實驗臺邊緣7厘米左右處)，安裝好目鏡和物鏡。
（2）對光
轉動轉換器，使低倍物鏡對準通光孔。把一個較大的光圈對準通光孔。左眼注視目鏡內。轉動反光鏡，使光線通過通光孔反射到鏡筒內。通過目鏡，可以看到明亮的視野。
（3）觀察
①把所要觀察的玻片標本放在載物臺上，用壓片夾壓住，標本要正對通光孔的中心。轉動粗準焦螺旋,使鏡筒緩緩下降，直到物鏡接近玻片標本為止(眼睛看著物鏡,以免物鏡碰到玻片標本)。
②左眼向目鏡內看，同時反方向轉動粗準焦螺旋，使鏡簡緩緩上升，直到看清物像為止。再略微轉動細準焦螺旋，使看到的物像更加清晰。
③高倍物鏡的使用:使用高倍物鏡之前，必須先用低倍物鏡找到觀察的物象，并調到視野的正中央，然后轉動轉換器再換高倍鏡。換用高倍鏡后，視野內亮度變暗，因此一般選用較大的光圈并使用反光鏡的凹面，然后調節細準焦螺旋。觀看的物體數目變少，但是體積變大。
（4）收鏡
實驗完畢，把顯微鏡的外表擦拭干凈。轉動轉換器，把兩個物鏡偏到兩旁，并將鏡筒緩緩下降到最低處，反光鏡豎直放置。最后把顯微鏡放進鏡箱里，送回原處。
五、注意事項
（1）嚴禁單手提取顯微鏡。
（2）使用顯微鏡之前，應熟悉顯微鏡的各部名稱及使用方法，特別應掌握識別三種接物鏡之特征。
（3）本次實驗中所觀察的標本，大多數顏色較淺，因此必須注意光線的調節。
（4）新鮮標本觀察時，須加蓋玻片，以免標本因蒸發而干燥變形或污染侵蝕接物鏡，同時可使標本表面勻平，光線得以集中，有利于觀察。
（5）顯微鏡用完后，取下標本片，經聚光器降下，再將物鏡轉成"八"字形，轉動粗調節器使鏡筒下降，以免接物鏡與聚光器相碰。
（6）標本染色或其它任何操作皆應將玻片取下，操作完成后再放回載物臺觀察，切勿在載物臺上操作，以免染劑或其它液體流入顯微鏡內部損傷及鏡頭。
（7）觀察完一種材料，欲更換另一種材料時，務必將載物臺下降至最低點，換好玻片后再依標準程序重新對焦，切勿直接抽換標本，以免刮傷鏡頭或玻片標本。

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