????在顯微鏡下，一群草履蟲正隨著胡蘿卜汁的刺激跳起“華爾茲”，它們的一舉一動(dòng)通過手機(jī)顯微聯(lián)動(dòng)技術(shù)實(shí)時(shí)投射在實(shí)驗(yàn)室大屏上——這是新會(huì)葵城中學(xué)初一生物課上的一幕。兩個(gè)月前，這套讓草履蟲實(shí)驗(yàn)清晰起來的觀察技術(shù)，在第40屆廣東省青少年科技創(chuàng)新大賽上斬獲一等獎(jiǎng)和“廣東省科學(xué)院院長創(chuàng)新獎(jiǎng)”。

????如今，這項(xiàng)由該校師生研發(fā)的《優(yōu)化草履蟲培養(yǎng)創(chuàng)新觀察技術(shù)》項(xiàng)目，不僅從競賽場走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，還走進(jìn)生物課堂，反哺課堂教學(xué)。

????文/江門日報(bào)記者 張翠玲

????清晰呈現(xiàn)微觀世界

????“2024年初中生物教材換新后，《單細(xì)胞生物》一節(jié)中‘觀察并探究草履蟲的趨性’這一實(shí)驗(yàn)給學(xué)校實(shí)驗(yàn)課帶來挑戰(zhàn)。我們學(xué)校有22個(gè)班，每個(gè)班都要開展生物實(shí)驗(yàn)，到后面要么是草履蟲的數(shù)量不夠，要么是草履蟲的活性降低影響觀察結(jié)果。怎么擴(kuò)培草履蟲數(shù)量、改進(jìn)觀察方式成為我們的靈感源泉?！毙聲?huì)葵城中學(xué)科學(xué)教師容妙娜說。更重要的是，他們考慮到不是所有學(xué)校都全面普及顯微鏡，顯微鏡數(shù)量不足的情況下如何滿足每位學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求呢？于是，師生們便萌生了項(xiàng)目性探究實(shí)驗(yàn)的想法。

????該項(xiàng)目由該校梁梓弘、吳雨皓、龍?zhí)煨腥粚W(xué)生通力合作，在容妙娜、王靜杰兩位老師的精心指導(dǎo)下，歷經(jīng)數(shù)月艱苦鉆研完成。團(tuán)隊(duì)從擴(kuò)培方式、刺激源革新、創(chuàng)新觀察技術(shù)三方面入手，大幅提升草履蟲培養(yǎng)效率，革新刺激源使趨性反應(yīng)更直觀，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)讓微觀世界清晰呈現(xiàn)，為生物科學(xué)研究注入新活力。

????在項(xiàng)目研究的過程中，梁梓弘主要負(fù)責(zé)草履蟲趨性觀察技術(shù)的提升工作，“在實(shí)驗(yàn)記錄時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，多種數(shù)字化技術(shù)可提高觀察草履蟲的清晰度，如手機(jī)延時(shí)攝影、將手機(jī)微距與半球形透鏡配合、手機(jī)與顯微鏡聯(lián)動(dòng)、數(shù)碼液晶顯微鏡結(jié)合等方式?！饼?zhí)煨袆t表示，過去大家用溶解后無色的糖和鹽觀察對草履蟲的趨性影響，而他們團(tuán)隊(duì)用多種有色材料探究其作用，發(fā)現(xiàn)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的染色劑和醫(yī)用消毒劑都對草履蟲有致死作用，因此建議團(tuán)隊(duì)選取多種有色蔬果榨汁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)火龍果汁是有害刺激源；胡蘿卜汁和菜汁是有利刺激源，能較好引起草履蟲趨性反應(yīng)；番茄汁雖然也是有利刺激源，但不利于觀察，并非優(yōu)選實(shí)驗(yàn)材料。

????實(shí)驗(yàn)成果在該校七年級全面鋪開

????為獲取精確無誤的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，師生們經(jīng)常周末扎根實(shí)驗(yàn)室，累計(jì)拍攝近100GB原始視頻素材。最后，他們的項(xiàng)目優(yōu)化了草履蟲的培養(yǎng)方法，篩選稻草浸出液和淡糖液混合培養(yǎng)能快速增加草履蟲數(shù)量；創(chuàng)新草履蟲趨性觀察技術(shù)，篩選出透明的減緩物、有色刺激源，加上不同數(shù)字化技術(shù)組合便于觀察草履蟲趨性?！绊?xiàng)目有效解決了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中相關(guān)的難題，也能為趨性探究實(shí)驗(yàn)以及運(yùn)用草履蟲進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測等方面提供有價(jià)值的參考。目前，我們的實(shí)驗(yàn)視頻已在微信公眾號和公益活動(dòng)進(jìn)行推廣?！比菝钅日f。

????如今，師生們的實(shí)驗(yàn)成果已經(jīng)在該校七年級的生物實(shí)驗(yàn)課上全面鋪開?！拔覀儗⒈荣愔袃?yōu)化的草履蟲培養(yǎng)方法、減緩運(yùn)動(dòng)物質(zhì)篩選成果及手機(jī)顯微聯(lián)動(dòng)等技術(shù)直接應(yīng)用于課堂。課前用‘稻草浸出液+蔗糖’混合培養(yǎng)草履蟲，確保實(shí)驗(yàn)材料優(yōu)質(zhì)足量；課上利用手機(jī)顯微聯(lián)動(dòng)技術(shù)，讓學(xué)生實(shí)時(shí)在大屏共享觀察畫面，配合延時(shí)攝影留存動(dòng)態(tài)過程。相比以往，課堂更高效直觀，學(xué)生能快速突破觀察難點(diǎn)，全程深度參與‘提出問題—實(shí)踐探究’的科學(xué)流程，從被動(dòng)聽轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索，可以更直觀地了解單細(xì)胞生物的生命特征，科學(xué)思維與實(shí)踐能力得到顯著提升。”王靜杰說?！拔覀儓F(tuán)隊(duì)研究方案的實(shí)際應(yīng)用效果良好，這不僅是因?yàn)轫?xiàng)目成果在青創(chuàng)賽中獲獎(jiǎng)，還在于我們研發(fā)的創(chuàng)新數(shù)字化觀察技術(shù)，切實(shí)解決了在顯微鏡下觀察草履蟲時(shí)看不清、看不準(zhǔn)的問題。該技術(shù)還能清晰呈現(xiàn)草履蟲內(nèi)部細(xì)胞器的變化，既便于教師授課，也激發(fā)了學(xué)生們對生物學(xué)科的興趣?！绷鸿骱胝f。

????除了被該校生物實(shí)驗(yàn)課采用，該項(xiàng)目的研究成果還入選成為該校綜合實(shí)踐校本課程《我是綠創(chuàng)設(shè)計(jì)師》優(yōu)秀示范案例?！斑@不僅是對我們科研能力的認(rèn)可，還增強(qiáng)了我們的信心，讓我們更敢于挑戰(zhàn)復(fù)雜課題。創(chuàng)新成果能切實(shí)服務(wù)教學(xué)、幫助更多同學(xué)，我非常開心?！眳怯牮┱f。龍?zhí)煨斜硎?，在接下來的暑假中，他將繼續(xù)完善關(guān)于有色蔬果汁對草履蟲趨性影響的實(shí)驗(yàn)，篩選出更多有利刺激源和有害刺激源，探索更多可能。