丁俊杰

摘要：生物學是自然科學六大基礎科學之一，具有較為突出的實驗科學特性，高中生物教材中增添了許多實驗教學內(nèi)容，其中光學顯微鏡在這些實驗中，發(fā)揮著十分重要的作用，因此了解光學顯微鏡的基本原理，使用技巧，不僅對于學生掌握實驗對象的生物組成、組織結(jié)構(gòu)具有明確的意義，同時還可以促進學生掌握光學顯微鏡相關光學知識，從而提高學生的實踐綜合能力。本文對光學顯微鏡在高中生物實驗中的應用和常用技巧進行分析和探討。

關鍵詞：光學顯微鏡；高中生物實驗；應用

0 引言

教學儀器作為高中生物教學中的重要工具，其可以將奇妙的生物世界展現(xiàn)在學生面前，使師生共同探索生物的奧秘[1]。在信息化時代背景下，新概念和新技術(shù)在生物學研究領域的應用更為廣泛，光學顯微鏡作為一種全新的教學工具，將其應用于高中生物實驗中，可以讓學生了解顯微世界，為學生學習生物相關知識提供了極大便利。

1 顯微鏡的分類、原理與結(jié)構(gòu)

顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構(gòu)成的一種光學儀器，，主要用于放大微小物體成為人的肉眼所能看到的儀器。顯微鏡宏觀上可以分為光學顯微鏡和電子顯微鏡兩個大類，根據(jù)不同應用和組成可以細分成數(shù)十種，常規(guī)光學顯微鏡可以觀測到的分辨綠最小極限達0.2微米，電子顯微鏡則能看到更小的物體，分辨率的最小極限可以達到0.2納米左右，高中階段，主要采用光學顯微鏡進行生物實驗觀察。

“結(jié)構(gòu)是功能的載體”，要想準確了解光學顯微鏡的使用方法，有效解決使用中存在的問題，需要事先了解光學顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)和基本原理。通常光學顯微鏡的結(jié)構(gòu)包括機械系統(tǒng)和光學系統(tǒng)，其中機械系統(tǒng)主要由鏡筒、遮光器、壓片夾、載物臺、細（粗）準焦螺旋、鏡臂、鏡柱、鏡座等組成；光學系統(tǒng)由反光鏡或調(diào)光燈、物鏡、目鏡等組成。圖1為光學顯微鏡結(jié)構(gòu)示意圖。其中物鏡的作用是讓被觀察物體形成方法倒立的實像，而目鏡的作用是再一次放大物鏡所成的實像，使其成為虛像。一般而言，光學顯微鏡的原理主要是：光源→反光鏡→光圈→通光孔→物鏡→物體放大實像的形成→目鏡→再一次放大實像→放大倒置虛像的形成。顯微鏡的放大倍數(shù)=目鏡放大倍數(shù)×物鏡放大倍數(shù)（放大倍數(shù)主要是指寬度與長度的放大倍數(shù)）[2]。此外，光學顯微鏡在實際使用過程中，需要將其放置在實驗桌邊一寸左右，使用專用擦鏡紙揩試反光鏡，嚴禁隨意拆開顯微鏡部件或去下目鏡；高倍鏡使用完后需要上升鏡筒，移開鏡頭后應去除標本，避免去玻片時造成鏡頭的擦損。

2 光學顯微鏡在高中生物實驗的應用

2.1 應用原則及方法

2.1.1 應用原則

通常光學顯微鏡在高中生物實驗中的應用，需要嚴格遵循以下幾項原則：①利用粗調(diào)節(jié)螺旋來尋找焦點的大致范圍，然后通過細調(diào)節(jié)螺旋對物像進行清晰調(diào)節(jié)；②在轉(zhuǎn)換物鏡頭的過程中，應先使用低倍鏡、后使用高倍鏡，這樣能夠?qū)δ繕诉M行準確定位；③調(diào)節(jié)載物臺的高度時，應遵循從上往下的方式，以免壓碎載玻片。

2.1.2 應用方法

①安防與取鏡。左手托住鏡座，右手握住鏡臂，在稍左位置放置顯微鏡。②對光。對轉(zhuǎn)換器進行調(diào)整后，利用低倍鏡來準確尋找光孔；然后調(diào)整這遮光器，并選用大光圈來對準光孔；右眼睜開，左眼觀察目鏡，在此基礎上轉(zhuǎn)動反光鏡，直到目鏡中出現(xiàn)均勻白亮的視野。③低倍鏡觀察。標本放置于載物臺后，需要使其與鏡筒距離相接近，然后反向調(diào)焦，遵循“先粗后細”的原則，直到物像清晰為止。④高倍鏡觀察。將目標移動到視野的中央進行觀察，換上高倍鏡后，對細準焦螺旋進行調(diào)整，保證物像的清晰[3]。⑤觀察后處理。將顯微鏡上的污物用擦鏡紙進行清理，把物鏡轉(zhuǎn)離光軸，然后使反光鏡與載物臺呈垂直的角度，罩上鏡套后放回鏡箱。

2.2 應用問題及對策

首先，視野亮度問題。亮度是否適宜是影響物像清晰度的重要因素，而視野的亮度會受諸多因素影響，并且標本的不同會導致亮度要求也有所不同。通常視野亮度保持為白色均勻方可。由光學顯微鏡的原理可以了解到，視野亮度主要取決于反光鏡反射的通光孔大小及光的強度，如果視野過暗，則采用較強的光線，擴大光圈（對通光孔大小進行調(diào)節(jié)），并使用凸面鏡來提高進入鏡頭的光線強度，確保視野亮度的增強；如果視野過亮，往往需要選用較弱光線，縮小光圈，使用平面鏡來降低光線強度，保證視野亮度的降低。

例如：①標本顏色不同，則視野亮度不同。觀察的標本顏色較淡或沒有顏色時，視野太亮而對比不夠明顯，無法清晰觀察到標本的具體結(jié)構(gòu)，這時可以采用較弱光線、平面鏡和小光圈來降低視野亮度，便于觀察；觀察的標本有顏色時，可使用凹面鏡和大光圈，這時視野較亮，顏色對比十分明顯，便于準確觀察標本的具體結(jié)構(gòu)。②用高倍鏡代替低倍鏡后，由于高倍鏡會放大倍數(shù)，使觀察物體的實際面積減小，鏡筒進入的光線也相對較少，導致視野變暗；因此利用高倍鏡后需要調(diào)節(jié)光圈等，促使視野度增大。③如果光圈使用沒有以材料不同折光性為依據(jù)，將會導致圖像結(jié)構(gòu)不夠完善，這時需要對光圈進行調(diào)節(jié)，保證透明度的一致。

其次，標本使用的條件。由于光學顯微鏡主要是通過反光鏡的反射來穿過通關孔，然后透過標本進入物鏡和目鏡，觀察放大倒立的虛像，這一過程需要使用透明的標本[4]。同時標本處于焦距位置時，才能保證物像的清晰度，因此觀察目標也需要在焦距上，保證標本和觀察目標處于同一平面，這就要求標本相對較薄?？偠鴣碚f，標本使用時需具備的條件就是薄且透明。

以《觀察植物細胞有絲分裂》為例，在制作臨時裝片的生物實驗過程中，需要先進行解離操作，分析細胞間隙，使細胞與細胞之間相互分散，然后進行制片操作，從而鋪成一層薄且透明的細胞。如《觀察植物細胞質(zhì)壁分離》中使用的洋蔥上表皮、《觀察葉綠體及細胞質(zhì)流動》中使用的黑藻葉片，這些標本都滿足薄且透明的要求。

最后，其他問題與處理技巧。①污點位置判斷。視野中出現(xiàn)污點時可對裝片進行移動，如果污點也隨之移動，則表明污點在裝片上；如果污點沒有移動，則需移動目鏡，一旦污點隨目鏡的移動而移動，則表示污點在目鏡上；如果污點沒有移動，可以判斷污點在物鏡上，可以轉(zhuǎn)動物鏡來加以證明。②移片。觀察對象偏離視野中央時，需要將其移至視野中央；同時標本在顯微鏡中顯示的物像呈倒立狀態(tài)，因此視野中觀察的偏離方向與標本實際所在方向相反，移動時需要嚴格按照正確的方向移片[5]。如觀察對象的視野處于右上方時，實際標本往往是偏向左下方，需要將標本沿著左上方加以移動，這樣才能使觀察對象逐漸移至視野中央。③對光時視野出現(xiàn)窗欞等遮光物體，需要對鏡筒的高度進行重新調(diào)整，以免視場中出現(xiàn)這些物體的影響，降低成像清晰度。④在實驗過程中，可以通過調(diào)整反射鏡角度，側(cè)向手電筒照明等方式，讓學生體會光學顯微鏡的明場成像和暗場成像[6]的差異性，從而進一步提高學生的科學研究興趣。

3 結(jié)束語：

綜上所述，在高中生物實驗在使用光學顯微鏡的過程中，需要了解顯微鏡的基本構(gòu)成，在掌握相關使用技巧的基礎上，靈活的使用，才能將光學顯微鏡在實驗中的作用得以充分發(fā)揮。光學顯微鏡的應用，不僅能夠使學

生在深入了解相關的生物知識，而且還能夠提高學生的生物學和物理相關知識的學習興趣，對于發(fā)展學生的觀察能力、動手能力等綜合能力具有重要的意義。

參考文獻：

[1]李志遠.顯微數(shù)碼互動實驗室在高中生物實驗教學中的優(yōu)勢與應用[J].生物技術(shù)世界，2014，10：173.

[2]王祥鋼.高中生物實驗分類及其特點[J].現(xiàn)代教育，2012，01：73-74.

[3]嚴家來，孟德娣，張建軍，陳雨京，朱先梅，張發(fā)蘇.實驗教學中生物光學顯微鏡的常見問題及解決辦法[J].衛(wèi)生職業(yè)教育，2015，21：85-86.

[4]張永紅.生物實驗教學中學生實驗能力的培養(yǎng)[J].濰坊學院學報，2013，06：93+117.

[5]李元.對高中生物教材中微生物的研究[J].生物技術(shù)世界，2016，02：234.

[6]百科ROBOT.暗場像.百度百科，2015.5.14.