????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”，它們的一舉一動通過手機顯微聯(lián)動技術實時投射在實驗室大屏上——這是新會葵城中學初一生物課上的一幕。兩個月前，這套讓草履蟲實驗清晰起來的觀察技術，在第40屆廣東省青少年科技創(chuàng)新大賽上斬獲一等獎和“廣東省科學院院長創(chuàng)新獎”。
????如今，這項由該校師生研發(fā)的《優(yōu)化草履蟲培養(yǎng)創(chuàng)新觀察技術》項目，不僅從競賽場走進了實驗室，還走進生物課堂，反哺課堂教學。
????文/江門日報記者 張翠玲
????清晰呈現(xiàn)微觀世界
????“2024年初中生物教材換新后，《單細胞生物》一節(jié)中‘觀察并探究草履蟲的趨性’這一實驗給學校實驗課帶來挑戰(zhàn)。我們學校有22個班，每個班都要開展生物實驗，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果。怎么擴培草履蟲數(shù)量、改進觀察方式成為我們的靈感源泉?！毙聲侵袑W科學教師容妙娜說。更重要的是，他們考慮到不是所有學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生的實驗需求呢？于是，師生們便萌生了項目性探究實驗的想法。
????該項目由該校梁梓弘、吳雨皓、龍?zhí)煨腥粚W生通力合作，在容妙娜、王靜杰兩位老師的精心指導下，歷經(jīng)數(shù)月艱苦鉆研完成。團隊從擴培方式、刺激源革新、創(chuàng)新觀察技術三方面入手，大幅提升草履蟲培養(yǎng)效率，革新刺激源使趨性反應更直觀，運用數(shù)字技術讓微觀世界清晰呈現(xiàn)，為生物科學研究注入新活力。
????在項目研究的過程中，梁梓弘主要負責草履蟲趨性觀察技術的提升工作，“在實驗記錄時，我們發(fā)現(xiàn)，多種數(shù)字化技術可提高觀察草履蟲的清晰度，如手機延時攝影、將手機微距與半球形透鏡配合、手機與顯微鏡聯(lián)動、數(shù)碼液晶顯微鏡結合等方式?！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，而他們團隊用多種有色材料探究其作用，發(fā)現(xiàn)常規(guī)實驗的染色劑和醫(yī)用消毒劑都對草履蟲有致死作用，因此建議團隊選取多種有色蔬果榨汁進行實驗，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；番茄汁雖然也是有利刺激源，但不利于觀察，并非優(yōu)選實驗材料。
????實驗成果在該校七年級全面鋪開
????為獲取精確無誤的實驗數(shù)據(jù)，師生們經(jīng)常周末扎根實驗室，累計拍攝近100GB原始視頻素材。最后，他們的項目優(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，篩選出透明的減緩物、有色刺激源，加上不同數(shù)字化技術組合便于觀察草履蟲趨性。“項目有效解決了實驗教學中相關的難題，也能為趨性探究實驗以及運用草履蟲進行水質(zhì)監(jiān)測等方面提供有價值的參考。目前，我們的實驗視頻已在微信公眾號和公益活動進行推廣?！比菝钅日f。
????如今，師生們的實驗成果已經(jīng)在該校七年級的生物實驗課上全面鋪開。“我們將比賽中優(yōu)化的草履蟲培養(yǎng)方法、減緩運動物質(zhì)篩選成果及手機顯微聯(lián)動等技術直接應用于課堂。課前用‘稻草浸出液+蔗糖’混合培養(yǎng)草履蟲，確保實驗材料優(yōu)質(zhì)足量；課上利用手機顯微聯(lián)動技術，讓學生實時在大屏共享觀察畫面，配合延時攝影留存動態(tài)過程。相比以往，課堂更高效直觀，學生能快速突破觀察難點，全程深度參與‘提出問題—實踐探究’的科學流程，從被動聽轉變?yōu)橹鲃犹剿?，可以更直觀地了解單細胞生物的生命特征，科學思維與實踐能力得到顯著提升?！蓖蹯o杰說?！拔覀儓F隊研究方案的實際應用效果良好，這不僅是因為項目成果在青創(chuàng)賽中獲獎，還在于我們研發(fā)的創(chuàng)新數(shù)字化觀察技術，切實解決了在顯微鏡下觀察草履蟲時看不清、看不準的問題。該技術還能清晰呈現(xiàn)草履蟲內(nèi)部細胞器的變化，既便于教師授課，也激發(fā)了學生們對生物學科的興趣?！绷鸿骱胝f。
????除了被該校生物實驗課采用，該項目的研究成果還入選成為該校綜合實踐校本課程《我是綠創(chuàng)設計師》優(yōu)秀示范案例?！斑@不僅是對我們科研能力的認可，還增強了我們的信心，讓我們更敢于挑戰(zhàn)復雜課題。創(chuàng)新成果能切實服務教學、幫助更多同學，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)完善關于有色蔬果汁對草履蟲趨性影響的實驗，篩選出更多有利刺激源和有害刺激源，探索更多可能。
