资源简介

第一节 学习使用显微镜
课程：初中生物学
教材：初中生物学人教版（2024）七年级上册
章节：第一节 学习使用显微镜
教材分析
本节课内容聚焦于显微镜的构造与使用方法，旨在帮助学生掌握光学显微镜的基本操作技能，理解显微镜成像原理及放大倍数的计算方式。教材通过图文结合的方式，系统介绍了单目、双目及数码显微镜的结构与操作流程，强调规范操作与实验安全，培养学生的动手能力和科学态度。内容设计紧密联系后续细胞结构观察等实验教学，为理解生命微观世界奠定基础。通过观察池塘水中的生物，激发学生探究生命多样性的兴趣，提升科学探究素养。本课在初中生物课程中具有基础性和实践性的重要地位。
学情分析
学生在之前已经学习了生物学的基础知识，如细胞的基本结构和生物观察工具的初步认识。七年级学生好奇心强，动手欲望强烈，但注意力容易分散，逻辑思维和抽象理解能力仍在发展中。本节内容涉及显微镜的结构与操作，知识点较为繁杂，操作性强，要求学生具备一定的观察力和细致性。学生需掌握显微镜各部件名称、功能及规范操作步骤，理解放大倍数的计算方法，并能解决视野中出现的常见问题。教学中应结合实物演示与实践操作，帮助学生建立空间结构认知和规范操作意识。
教学目标
生命观念：通过观察动植物玻片标本，理解细胞是生物体结构和功能的基本单位，初步建立结构与功能相适应的生命观念。
科学思维：在显微镜操作和观察过程中，运用比较和推理的方法，分析低倍与高倍物镜下视野的变化，发展逻辑思维能力。
探究实践：在教师指导下规范操作光学显微镜，完成对光、调焦、换镜等步骤，独立观察并描述所见物像的清晰结构。
态度责任：在使用显微镜过程中养成爱护仪器、遵守操作规程的良好习惯，增强实验安全意识和科学探究的责任感。
重点难点
教学重点
掌握光学显微镜的基本构造和功能。
学会正确使用显微镜进行观察的基本操作步骤。
理解显微镜放大倍数与视野范围的关系。
教学难点
正确调节显微镜的对光和调焦过程。
转换高倍物镜后保持物像清晰的操作技巧。
判断显微镜视野中污点位置的方法。
课堂导入
在我们的日常生活中，许多微小的物体无法用肉眼清晰观察，例如一滴池塘水中可能存在的微生物、植物的细胞结构等。为了探索这些肉眼看不见的生命细节，科学家发明了光学显微镜，使人类得以进入微观世界。显微镜通过目镜和物镜的组合放大样品，使我们能够观察到细胞等微小结构。不同类型的显微镜，如单目、双目和数码液晶显微镜，虽然结构略有差异，但其基本工作原理一致，都是利用可见光进行成像。了解显微镜的构造和使用方法，是进行生物学观察的基础。
探究新知
显微镜的构造
（一）显微镜的构造与功能
创设情景
在科学研究中，我们常常需要观察肉眼无法看到的微小结构，例如植物的细胞壁、动物的红细胞等。为了实现这一目标，科学家发明了显微镜。在实验室中，我们常用的是光学显微镜。那么，光学显微镜由哪些部分组成？这些部分分别起什么作用呢？
教师引导
教师展示光学显微镜实物或图片，引导学生观察其外部结构。提问：“同学们，你们知道显微镜有哪些主要部件吗？这些部件在观察过程中分别起到什么作用？”引导学生结合生活经验或已有知识进行思考。
图1-11 光学显微镜
学生活动
学生分组观察显微镜实物或图片，对照教材内容，完成以下任务：
识别并指出显微镜的主要结构名称（如目镜、物镜、转换器、载物台等）。
尝试描述每个结构的功能，例如目镜用于放大图像，物镜决定放大倍数等。
比较单目显微镜与双目显微镜的异同，重点观察其结构差异。
教师点评
肯定学生对显微镜结构的识别能力，指出部分学生对“转换器”“遮光器”等结构功能理解不清的问题。通过实物演示，帮助学生理解转换器用于切换不同放大倍数的物镜，遮光器用于调节光线强弱。
教师总结
显微镜的类型： 实验室中常见的显微镜有单目显微镜和双目显微镜，它们都属于光学显微镜，以可见光为光源。
主要结构与功能：
目镜： 用于观察图像，放大倍数通常为10×。
物镜： 安装在转换器上，放大倍数有4×、10×、40×等。
转换器： 用于切换不同放大倍数的物镜。
载物台： 放置玻片标本，中央有通光孔。
压片夹： 固定玻片标本，防止移动。
遮光器： 调节进入镜筒的光线强弱。
反光镜： 反射光线，使光线通过标本进入物镜。
粗准焦螺旋与细准焦螺旋： 用于调节镜筒高度，使图像清晰。
单目与双目显微镜的区别： 单目显微镜只有一个目镜，双目显微镜有两个目镜，观察更舒适，部分型号配有底光源和移动手轮，便于调节。
设计意图
通过实物观察与图片辅助，引导学生从结构入手理解显微镜的功能，建立结构与功能相统一的生物学观点。通过小组合作与任务驱动，提升学生的观察、分析和归纳能力，为后续显微镜操作打下基础。
（二）显微镜的放大原理
创设情景
当我们使用显微镜观察标本时，图像会被放大很多倍。例如，使用10×目镜和40×物镜组合，图像会被放大400倍。那么，显微镜的放大倍数是如何计算的？为什么不同的物镜放大倍数不同？
教师引导
教师出示不同放大倍数的物镜实物或图片，引导学生观察其长度差异。提问：“你们发现不同放大倍数的物镜在长度上有何不同？放大倍数越大，物镜离标本的距离是变近还是变远？”引导学生思考放大倍数与物镜结构之间的关系。
学生活动
学生分组完成以下任务：
观察不同放大倍数的物镜，记录其长度变化规律。
计算不同目镜与物镜组合的总放大倍数（如10×目镜+4×物镜=40×）。
讨论放大倍数越大，视野中细胞数量和亮度的变化趋势。
教师点评
肯定学生对放大倍数计算的掌握情况，指出部分学生对“放大倍数越大，视野越暗、细胞越少”的理解存在误区。通过对比不同倍数下的图像效果，帮助学生理解放大倍数与视野范围的关系。
教师总结
显微镜的放大倍数： 是目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。
放大倍数与物镜长度的关系： 放大倍数越大，物镜越长，工作距离越短。
放大倍数对视野的影响：
放大倍数越大，视野中细胞图像越大，但数量越少。
放大倍数越大，视野亮度越低，需调节光源或遮光器。
设计意图
通过动手操作与观察，引导学生理解显微镜放大原理，掌握放大倍数的计算方法。通过对比分析，帮助学生建立放大倍数与观察效果之间的联系，为后续显微镜使用提供理论支持。
实验·探究 练习使用显微镜
实验准备
教师讲解实验目的
通过练习使用光学显微镜，学习并掌握规范的操作方法，了解显微镜的成像原理，从而能够清晰观察到动植物玻片标本及池塘水中生物的微观结构，为后续生物学的学习奠定基础。
教师简要概括实验需要用到的实验器材
动植物玻片标本、池塘水、滴管、镊子、载玻片、盖玻片、擦镜纸、光学显微镜（包括单目显微镜、双目显微镜、数码液晶显微镜）。
问题分析
为什么要对光调光？
回答：对光调光可使反射光线经过光圈、通光孔、物镜、镜筒到达目镜，从而在目镜中看到明亮的圆形视野，便于后续清晰观察标本。
为什么在转动粗准焦螺旋使镜筒下降或载物台上升时，眼睛要从侧面注视物镜或载物台？
回答：防止物镜镜头与玻片接触，避免损坏物镜镜头和玻片标本。
为什么转换高倍物镜后不能用粗准焦螺旋调焦？
回答：高倍物镜下镜头与玻片距离很近，粗准焦螺旋调节幅度较大，使用粗准焦螺旋调焦易压碎玻片或损坏物镜。
实验展开
单目显微镜操作
对光调光
转动转换器，使低倍物镜对准通光孔，注意物镜下端与载物台要保持2厘米左右距离。
目的：低倍物镜视野范围大，便于找到观察对象，保持合适距离可防止物镜与载物台碰撞。
调节遮光器，用一个较大的光圈对准通光孔。一只眼向目镜内看，转动反光镜，使反射光线经过光圈、通光孔、物镜、镜筒到达目镜，以通过目镜看到明亮的圆形视野为宜。
目的：较大光圈可使更多光线通过，便于形成明亮视野；转动反光镜可调节光线反射角度，使光线进入目镜。
调焦观察
把要观察的玻片标本正面朝上放在载物台上，用压片夹压住。移动玻片标本，将标本移至通光孔中心。
目的：确保标本在物镜正下方，使光线能透过标本进入物镜，以便观察。
转动粗准焦螺旋，使镜筒缓慢下降，直到物镜接近玻片标本为止。此时，眼睛一定要从侧面注视着物镜。
目的：防止物镜镜头与玻片接触，避免损坏镜头和标本。
一只眼向目镜内看（另一只眼要睁开，便于画图），同时转动粗准焦螺旋，使镜筒缓慢上升，直到看清物像为止。再略微转动细准焦螺旋，使物像更加清晰。
目的：粗准焦螺旋可大幅度升降镜筒，便于快速找到物像；细准焦螺旋可微调焦距，使物像更清晰；另一只眼睁开便于同时进行绘图记录。
如果需要用更高倍数的物镜观察，应将要观察的部位移至视野中央，再转动转换器转换物镜，用细准焦螺旋调焦后观察（转换物镜后，切忌用粗准焦螺旋调焦）。如果需要，可以调节视野亮度。
目的：将观察部位移至视野中央，转换高倍物镜后才能保证观察对象仍在视野内；高倍物镜下只能用细准焦螺旋调焦，否则易损坏镜头和标本；调节视野亮度可使观察效果更佳。
双目显微镜操作
对光调光
打开显微镜电源开关，确认载物台已经降到最低处、低倍物镜对准通光孔。
目的：载物台降到最低处可防止上升时碰撞物镜；低倍物镜便于开始观察。
调节两个目镜间距离以适应瞳距，用光源调节旋钮调节视野亮度。
目的：适应瞳距可使双眼舒适观察；调节视野亮度便于清晰观察。
调焦观察
把要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹固定，通过调整移动手轮来移动玻片，将标本移至通光孔中心。
目的：固定标本并使其位于物镜正下方，便于观察。
转动粗准焦螺旋，使载物台缓慢上升，至玻片标本尽量接近物镜。此过程要从侧面注视。
目的：防止玻片与物镜碰撞。
转动粗准焦螺旋，使载物台缓慢下降，直到看清物像。微调目镜间距离使双目观察到的视野完全重合。转动细准焦螺旋，使物像更加清晰。
目的：粗准焦螺旋找物像，微调目镜距离使双眼观察一致，细准焦螺旋使物像清晰。
转换物镜观察的操作方法与单目显微镜的基本相同。
数码液晶显微镜操作
数码液晶显微镜的操作步骤与双目显微镜的基本一致。数码液晶显微镜可以直接在液晶屏上显示观察到的视野画面，为拍照和录像提供了极大的便利。
练习与进一步探究
练习
观察动植物玻片标本。将要观察的标本移到视野中央，调焦直至观察到清晰的物像。
进一步探究
在载玻片中央滴1 - 2滴池塘水，盖上盖玻片，用显微镜观察水中的生物。
目的：通过观察池塘水中生物，拓展显微镜使用场景，了解微观生物世界。
实验结果及结论
教师展示通过显微镜观察到的动植物玻片标本及池塘水中生物的清晰图像，引导学生思考。
学生描述观察到的动植物细胞形态、结构以及池塘水中生物的形态特征。
结论：不同动植物细胞具有不同形态结构；池塘水中存在多种微小生物。
讨论
转换高倍物镜后，观察到的视野发生了什么变化？
回答：视野范围变小，物像变大，视野亮度变暗。因为放大倍数增大，观察范围缩小，进入视野的光线减少。
如果显微镜视野中出现了一个污点，在目镜和物镜都不调换的情况下，用什么办法判断这个污点在何处？
回答：移动玻片，若污点跟着移动，则污点在玻片上；若污点不移动，转动目镜，若污点跟着转动，则污点在目镜上；若污点仍不移动，则污点在物镜上。
归纳总结
显微镜操作
不同类型显微镜（单目、双目、数码液晶）操作步骤有差异，但都包括对光调光、调焦观察等基本环节。
对光调光需使低倍物镜对准通光孔，选择合适光圈和调节反光镜（或光源调节旋钮）以获得明亮视野。
调焦观察时镜筒下降或载物台上升要从侧面注视物镜，防止物镜与玻片接触；高倍物镜观察时只能用细准焦螺旋调焦。
显微镜原理
显微镜放大倍数是目镜与物镜放大倍数的乘积，放大倍数越大，物像越大，视野范围越小。
注意事项
不要用手扳镜头来转换物镜，更不要用手触摸镜头的镜片部分；实验完毕，单目显微镜要将镜筒下降到最低处，双目和数码液晶显微镜要将载物台下降到最低处，将光源亮度调到最低后关闭电源。
设计意图
通过本实验，锻炼学生动手操作能力，使其熟练掌握显微镜的规范使用方法。培养学生观察能力，通过观察动植物玻片标本和池塘水中生物，认识微观生物结构与形态。引导学生思考显微镜操作原理及现象，提升逻辑思维能力。同时，让学生了解显微镜在生物学研究中的重要性，激发学生对生物学的学习兴趣，为后续生物学知识的学习奠定实践基础。
课堂练习
第1题
【题文】人们对微观世界的认识离不开显微镜。双目显微镜的结构如图甲所示，动物细胞的结构如图乙所示。下列相关叙述正确的是（　　）
A．显微镜的放大倍数是①和②之和
B．③的主要作用是使物像更加清晰
C．遗传物质主要储存在⑥中
D．⑧可以将光能转变成化学能
【答案】C
第2题
【题文】如图是光学显微镜的4个镜头，甲乙一端无螺纹，丙丁有螺纹。若要在视野内看到最多的细胞，宜选用的镜头组合是（ ）

A．甲和丁 B．乙和丁 C．甲和丙 D．乙和丙
【答案】A
第3题
【题文】下列有关显微镜的使用操作及相关说法，正确的是（ ）
A．用显微镜进行观察的材料必须是薄而透明的
B．用高倍显微镜观察小鱼尾鳍内的血液流动情况，效果会更好
C．在低倍镜下可看到椭圆形酵母菌和其中的液泡
D．若观察的洋葱内表皮染色较浅，反光镜应使用凹面镜
【答案】A
板书设计
显微镜的构造与使用
显微镜的类型与结构
光学显微镜的定义
单目显微镜的结构组成
双目显微镜的结构组成
显微镜的使用步骤
对光调光的基本操作
调焦观察的操作流程
高倍镜的转换方法
数码液晶显微镜的使用特点
显微镜的放大原理
显微镜放大倍数的计算方式
放大倍数与视野范围的关系
实验操作注意事项
显微镜的规范操作要求
实验结束后的整理步骤
常见问题分析
视野中污点位置的判断方法
高倍镜下视野变化的现象
教学反思
本节课围绕显微镜的构造与使用展开，通过讲解显微镜各部分名称与功能，结合实验操作步骤，帮助学生掌握光学显微镜的基本使用方法，并通过观察实践提升动手能力。教学中注重操作规范与细节提醒，如对光、调焦、转换物镜等关键步骤，辅以图示增强直观理解，较好地达成了教学目标。成功之处在于将理论与实践紧密结合，通过观察池塘水中的生物激发学生兴趣，培养科学探究意识。不足之处在于对显微镜成像原理的解释较为简略，部分学生可能对放大倍数变化带来的视野差异理解不够深入，后续教学中可通过对比观察不同倍数下的图像变化进一步强化理解。

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