基于希沃授课助手和智能手机的显微镜观察与同步展示技术在高中生物学教学中的应用

郭艳华 赵兴和

摘要：本文阐述了使用显微镜在开展高中生物实验时存在的一些问题，并提出使用基于希沃授课助手、智能手机的显微镜观察与同步显示技术来寻求问题的解决。文中还以具体实验为例介绍了如何使用该技术开展实验教学，并指出使用该技术的一些注意事项。

关键词：希沃授课助手;智能手机;显微镜;生物学实验教学;应用

一、使用高中生物学显微镜实验教学中存在的一些问题

中学生物学实验教学中，显微镜是常用仪器[1]。人教版新课标必修一《分子与细胞》模块中安排的第一个实验就是使用高倍显微镜观察几种细胞，在教材中后续的很多实验中显微镜都有重用的应用，可以看出显微镜在实验教学中作用显著。目前大部分的中学实验室都配备有显微镜，但是仍属于较为复杂的光学仪器，多放置于专门的实验室中，不可移动，缺乏灵活性。演示实验中，大多数学校并没有显微镜可视系统，视野难以展示;学生实验中，也不一定能做到人手一台，教师在做个别指导时效率低下[2]。一些学校的生物实验室中显微镜质量差并且缺乏基本的维护与保养。很多学校在开展高中生物实验教学时，生物学周课时较少，完成教学大纲规定的基本教学任务已属不易，更难以保障显微镜实验教学的正常开展。

二、显微镜演示实验存在的问题与解决办法

对于在开展显微镜实验教学时存在诸多问题，笔者认为一个比较有效的办法就是将部分顯微镜观察实验改为演示实验。这样既能节约时间，又能取得一定的实验效果，大大降低了开展显微镜实验教学的难度。在学生拓展对细胞结构的认知活动中，显微镜观察演示实验有着重要的作用。但是在这样的演示实验中需要解决显微镜视野图像不能及时同步展示的问题。随着科学技术的发展，数码显微镜可以解决这个问题，但是它也有诸如价格高昂、便携性差、与教学多媒体设备的兼容性不佳的问题。笔者在探索中已经逐步研究出一套基于希沃授课助手和智能手机的显微镜观察与同步展示技术来解决显微镜观察演示中图像不能及时同步展示的问题。

三、基于希沃授课助手和智能手机的显微镜观察与同步展示技术的实现

第一，该技术的实现需要在教室多媒体设备的电脑主机上和智能手机上安装希沃授课助手软件，同时需要提前购置适合安装在显微镜目镜上的手机固定支架。

第二，完成希沃授课助手手机端与电脑端的连接。注意，对于一般的教学多媒体设备需要通过安装无线USB路由器开启SoftAP模式，将电脑的网络转换成Wi-Fi无线信号，让智能手机与多媒体电脑主机的连接在同一个网络。

第三，点击希沃授课助手的手机端打开“移动展台”，开启“直播”功能，在多媒体大屏幕上就会及时同步显示显微镜视野中的物像。另一方法：打开该软件的“手机屏幕同步”→开启手机控制中心“屏幕镜像”开始投屏→打开手机相机，使用照片模式或视频模式，其中视频模式还可以录制视频存储。

第四，完成显微镜对光操作。

第五，安装智能手机到显微镜目镜的手机固定支架上，关键在于手机摄像头要正对显微镜目镜中心，使手机屏幕上能呈现完整的显微镜视野。

第六，制作临时装片或使用固定装片在显微镜下进行观察，通过手机屏幕可以及时看到显微镜下的物像。

四、基于希沃授课助手、智能手机的显微镜观察与同步显示技术的应用举例

该技术在观察RNA和DNA在细胞中的分布实验中的应用。将经过取口腔上皮细胞制片、水解、冲洗涂片以及染色后制作好的临时装片放在显微镜下用低倍镜观察，选择染色均匀、色泽浅的区域，移至视野中央，将物像调节清晰，换用高倍镜观察：调节细准焦螺旋至物像清晰，观察细胞核和细胞质的染色情况，应用此技术及时同步展示观察的物像到多媒体大屏幕。

又比如该技术在用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验中应用。在洁净的载玻片中央滴一滴清水。用镊子去一片黑藻叶放入水滴中，盖上盖玻片制作好黑藻叶临时装片。将制作好的临时装片放在低倍镜下观察，找到细胞后，换用高倍镜，仔细观察细胞内叶绿体的形态和分布情况。利用该技术就可以将显微镜下观察到物像同步传输展示到多媒体大屏幕供学生观察。注意，开启手机视频功能可在同步传输图像时将黑藻叶细胞中细胞质流动的情况进行录像存储。同理，使用该技术可以将高倍镜下观察的人口腔上皮细胞中线粒体的形态和分布情况及时同步到多媒体大屏幕上。由于，人口腔上皮细胞较为透明，在明亮的视野下不易观察细胞结构，需要将视野调暗，才可以看到清晰的物像。调暗显微镜视野，一般我们可以用小光圈和平面镜来实现。令人惊喜的是，在该技术的应用中，借助手机中比较专业的拍照App ProShot等可以在开启“手机屏幕同步”投屏功能时也可实现调暗视野的操作。在实践中还发现，直接使用手机自带的拍照软件在大屏幕显示时无法实现全屏，但在使用ProShot时，大屏幕中的图像在手机横屏后也同步实现了全屏显示。

在实践中发现这项显微镜观察与同步展示技术有两个需要注意的问题：第一，由于普通显微镜不带有光源，完全依赖于显微镜所处的环境光线。若所处教室光线条件差，特别是晚上，则多媒体大屏幕上显示效果比较差，画面中有很多噪点出现，严重影响观察与展示效果。建议在光照条件差时，最好配备可调亮度的小台灯这样的合适的光源使用;第二，显示效果还与使用的手机摄像头的技术水平直接相关。为了取得良好的显示效果，建议使用拍照功能强大的手机来进行技术实现。

总之，这项显微镜观察与同步展示技术是目前在显微镜实验教学实践中研究出来的一套投资少、教学效果显著的技术。将这项技术推荐给奋斗在高中生物教学一线的各位同仁，希望它在给我们的课堂带来轻松与喜悦的同时，也进一步提升课堂实验教学的水平，激发学生对生物学科的兴趣。在使用中还有很多问题亟待发现和解决，期待着大家的参与。

参考文献

[1]黄秋生，娄玥.智能手机摄像在生物学实验教学中的应用[J].生物学教学，2014，39（11）：39～40

[2]韩菲，徐丹丹.手机显微镜在初中生物学教学中的应用[J].教育与装备研究，2017（3）：67～69.

作者简介：郭艳华（1986.11-），女，云南德宏人，硕士研究生，助教，研究方向：现代教育技术。