中学教学用生物显微镜通常是教师和学生个体观察生物切片等显微放大的仪器。由于是个体观察，教师与学生之间、学生与学生之间难以交流观察内容。在课堂教学演示中，教师无法将观察到的画面呈现给学生；分组实验时，教师难以对多组学生进行指导。因此，对生物显微镜进行优化成为迫切需求，而“电化”改造是实现优化的最佳选择，由此带来的实验范围拓宽更令人欣喜。

一、电化的目标

所谓“电化”，就是将普通显微镜改造成与现有电教设备终端（如电视机）有机结合的图像信号源。通过将电子元器件嫁接到普通生物显微镜上，将显微镜观察到的内容转换成电视机或投影电视机的画面呈现给学生。目前电子市场上流行的用于电子监控的各类微型摄像头，就是嫁接的原料，而教室中的电视机和多媒体投影机则是现成的显示终端。

二、电化的过程

1. 了解微型摄像头的技术指标

目前市场上可购得的微型摄像头有CCD系列和CMOS系列。综合性能而言，CCD微型摄像头更适宜，其主要特征包括：

高灵敏度：CCD的像感灵敏度高，对可见光和红外光（波长0.4-1.1微米）均灵敏，经适当措施后可直接用于X射线探测。在可见光低照度（0.1勒克斯）下也能摄像。

抗辐射性：X射线对硅器件的辐射不会产生像高能粒子和γ射线那样破坏晶格且难以恢复的损伤。即使辐射能量较大（约5-20 KeV），也仅表现为暗电流增加，可通过紫外线照射或简单加热退火恢复正常。因此，在X射线下工作的CCD具有抗辐射和寿命长的优点。

体积小：市售CCD头体积很小，笔者采用的CCD头重40克，长44毫米、宽55毫米、高23毫米，还有更小更轻的产品。

中国制式：输出视频制式为PAL中国制式，适合接驳能收看国内电视节目的所有电视机。

2. 制作要点

将微型摄像头与普通生物显微镜适当连接是电化的关键。具体制作方法如下：

（1）将学生显微镜目镜筒以逆时针方向小心旋下；

（2）用内径与目镜外径相当的塑料圈填入物镜筒内，塑料圈外径应适宜，并钻有与CCD头相固定的螺丝孔；

（3）在塑料圈外端安装CCD头时，应细心调整，使镜筒轴线与CCD头广角镜的轴线重合。

三、电化后的收获

经过电化后的普通生物显微镜，不仅保留原有各种放大率，还增加了CCD头对可见光、非可见光及X光均能灵敏感像的特性。这不仅为生物显微实验创新带来新思路，也为拓展物理实验空间、实现仪器跨学科综合应用开辟了广阔前景。

1. 生物实验的优化

对于涉及生物显微演示的实验，电化后的显微镜效果显著。教师可将切片内容通过电视机或投影机变成放大的清晰画面呈现给全体学生，实现方便操作调节和师生共享画面。在分组实验中，教师可通过电化显微镜的操作配合电视画面变化指导每组学生，实现“边讲边实验”，使学生较快掌握显微镜操作要领，避免因误操作损坏装片。事实表明，显微镜电化对生物实验教学的促进提高功不可没。

2. 物理实验的拓宽

在中学物理实验中，仅在“布朗运动”演示实验中用到生物显微镜。但电化前因只能个体观察，多数教师弃之不用，改用模拟布朗运动实验器。电化后的生物显微镜成为物理实验的新秀：它将布朗运动实验从模拟演示拉回大屏幕显示的真实演示，师生可在电视画面中领略真正的布朗运动；利用其对红外光灵敏的特性设计的“红外泊松亮斑”演示实验装置，将实验间距从弧光的7公里、氦氖激光的6-8米缩短到红外光的1.2米，实现了在讲台上演示，避免了弧光或激光可能带来的伤害；通过红外发射管的点亮与遥控器动作在电化显微镜终端显像状态的比较，可演示红外遥控器的工作原理；将周围远处被观察物的光线通过可弯曲光导纤维引导进入显微镜摄光口，可简洁展示医用胃镜的光纤应用实验装置；利用CCD头在低照度下对X线激发的屏光间接摄像原理，在显微镜镜头处制作带有荧光屏的暗盒，将入射光源改为X射线，可解决X射线实验中的安全和可见度难题。可见，电化后的生物显微镜不仅是生物实验的主角，也成为拓宽物理实验的“功臣”。