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1、 教学基本信息课名微生物的培养与应用是否属于地方课程或校本课程 否学科生物学段高中年级高二授课日期2016年6月29日，7月8日，7月11日教材书名：生物技术实践 出版社：人民教育出版社 出版日期：2007年1月北京市中小学“京教杯”青年教师教学设计大赛教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者周潜英顺义区第一中学 13718664765实施者 周潜英顺义区第一中学13718664765指导者乔秀芹李晓伶顺义教育研究考试中心顺义教育研究考试中心 13520468898 15210668789其他参与者 马会放 顺义区第一中学 13716199906指导思想与理论依据“倡导探究性学习”是高中生物课程
2、标准提出的重要理念之一。倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，教师应首选现实环境，使学生身临其境，动手动脑，主动参与探究过程。通过实验等实践活动，帮助学生更好地理解和掌握相关知识，提高学生在实验操作、科学思维、分析和解决问题以及交流与合作等方面的能力，促进学生形成尊重事实 、坚持真理的科学态度。教学背景分析教学内容分析：微生物的培养与应用是人教版选修1生物技术实践模块的一个独立专题。课标对此专题的具体要求是：1.进行微生物的分离和培养；2.测定某种微生物的数量；3.研究培养基对微生物的选择作用；4.探讨微生物的利用。教材针对课标要求制定了三个课题：课题1 微生物的实验室培养；课题2土壤中
3、分解尿素的细菌的分离与计数；课题3 分解纤维素的微生物。在本专题的3个课题中，课题1介绍了最基本的微生物技术，是开展其他两个课题的基础。学生只有掌握了课题1所介绍的基本技术，才可能完成本专题的其他课题。课题2和课题3要求分离特定的微生物，难度较大、探究性也更强。虽然课题1为课题2、3提供了知识和技能的支撑，但三个课题的实验目的相对孤立、没有连带关系。在以往的教学中，我校课题1会开展以酵母菌为材料的平面培养、菌落的分离（共两课时）；由于时间的紧缺和实验材料的有限，课题2和课题3仅仅停留在纸上谈兵层面（各一课时），课标中“微生物的计数”和“研究选择培养基对微生物的选择作用”两个教学任务仅是书面学习
4、，整个专题一般需要4课时完成。学生虽然进行了微生物的接种、培养操作，但其目的性不强，操作的目的仅仅是为了练习操作，而不是为了解决一个真实的问题。学情分析：我所教学生为实验班学生，他们具有一定的自学能力；他们喜欢上实验课，乐于动手，并具有一定合作探究、分析问题的能力，在任务的驱动下能选择或设计不同的方案去实施。我的想法：基于以上教学内容和学情分析，我力图创设一个大课题背景，想通过问题引领任务驱动，带领学生分步落实课标的具体要求。即：教室的一块窗纱大概有多少类细菌？1cm2约有多少个细菌？不同的细菌对临床常用的几种抗生素有没有抗药性？学生在问题的驱动下，设计方案、实施实验、逐步达成课标要求。微生物
5、的培养实验，操作本身所需时间并不太长，但是，由于操作前通常需要制备培养基、对培养基和其他材料用具进行灭菌，操作后通常需要几天的培养时间和对微生物的观察，因此，在安排教学的时候，课上与课下的时间统筹安排。最终计划整个专题用3课时完成（教学安排见流程图）。教学方式： 基于任务驱动的实验探究活动技术准备： 1. 教学PPT 2. 教师自录微课视频： 稀释涂布平板法接种视频 平板划线法接种视频3. 学案 菌落特征和菌落数目统计表 细菌抗药性实验实验报告4. 实验准备药品：牛肉膏 蛋白胨 NaCl 蒸馏水 无菌水 琼脂 抗生素3种 75%酒精 用具：酒精棉 培养皿 锥形瓶 烧杯 玻璃棒 封口膜 皮筋 涂
6、布器 接种环 酒精灯 微量移液器 牛皮纸 摇菌管仪器：超净工作台 高压蒸汽灭菌锅 摇床 恒温箱 电子天平 电磁炉等 教学目标和重难点知识目标：举例说出常用的灭菌、消毒方法；说明微生物分离、纯化的方法；解释微生物分离、计数的原理。能力目标：能配制培养基，培养、选择所需微生物；独立完成微生物的接种操作，进行微生物的分离、计数和纯化； 观察和记录微生物的菌落特征，统计培养过程中的相关数据，并作出合理的分析和判断； 设计可行的实验方案，实施方案，对实验结果作出合理的解释。情感态度价值观：养成良好的实验操作习惯、形成合作意识；养成严谨诚实、实事求是的科学态度。重难点：独立完成微生物的接种操作，进行微生物
7、的分离、计数和纯化；养成良好的实验操作习惯；设计可行的实验方案，实施方案，对实验结果作出合理的解释。教学流程图：第一课时课前准备1.设计学案，引导学生自学微生物培养的相关知识。2.小组代表制备牛肉膏蛋白胨固体培养基。3.师生一起制备窗纱水洗液。课堂教学1.提出本单元要探究的问题。2.研讨问题1的解决方案，进行稀释涂布平板操作。3.小结，点评学生操作。课下延伸微生物培养，每隔24h观察、拍照并作记录；问题1：高二（3）班教室里的一块窗纱上大概有多少类细菌?平均1cm2约有多少个细菌？课标要求：进行微生物的分离、培养、计数课标要求：研究培养基对微生物的选择作用；探讨微生物的利用问题2：不同细菌对常
8、见的抗生素是否有抗药性？第二课时课前准备汇总各小组的实验数据、照片课堂教学1.实验结果展示、交流、分析，初步得出问题1的答案。2.讨论“问题2”的研究思路。3.用平板划线法纯化某种细菌。4.小结，点评学生操作。课下延伸1.培养、每隔24h观察、拍照。2.每小组挑取单菌落接种到液体培养基培养；第三课时课前准备1.实验结果照片的收集整理。2.师生配制普通培养基和含抗生素的培养基。课堂教学1.实验结果展示、交流、评价。2.明确本节课学习任务，研讨“细菌X对血药峰值浓度的抗生素是否有抗药性”的实验方案；3.对老师预实验结果进行分析和判断。4.学生进行抗药性实验。5.本课点评和单元小结。课下延伸培养、每
9、隔24h观察、统计，完成实验报告。教学过程与教学资源设计教学阶段教师活动学生活动设计意图第一课时课前准备1.设计学案，引导学生自学；2.安排小组代表配制牛肉膏蛋白胨固体培养基；3.用10升的无菌水搓洗60cm60cm的窗纱。1.自学培养基及其制备、无菌技术、接种方法等相关知识；2.学生代表配制培养基；课上课下统筹安排，让活动顺利进行。课堂教学1陈述某同学在冲洗教室窗纱过程中的发现和疑虑，提出研究的问题。问题1.高二（3）班教室的一块窗纱上大概有多少类细菌? 1cm2窗纱约有多少个细菌？问题2.不同细菌对常见的几种抗生素有没有抗药性？倾听从学生的日常生活出发，提出要探究的问题，激发学习的兴趣。2
10、.针对问题1引导学生思考解决问题的方案。（1）细菌很小，肉眼是看不见的，用什么工具可以看见细菌？窗纱不薄也不透明，不能将窗纱直接放在显微镜下观察，怎么办？(2)引导学生联系和对比已做的酵母菌种群数量计数的实验。指出用显微镜直接观察计数法的困难。（3）讲解：可以根据菌落特征初步判断细菌的种类；通过数菌落数来反映接种量样品中细菌的数量。 (4)提问：通过预习，你觉得哪种接种方法能达到目的呢？为什么？ 思考，回答（1）回答：用显微镜观察；将窗纱上的细菌用无菌水尽量搓洗下来观察计数。（2）回忆酵母菌种群数量计数的情境。（3）倾听、观看老师的PPT图片（4）回答：稀释涂布平板法，稀释涂布平板法不仅可以得
11、到单菌落，观察菌落特征，还可以让菌落分散较开，有利于计数。划线法菌落可能会连成一片，不利于计数。通过问题引领，让学生首先用已经学过的方法解决问题；条件限制，可以尝试用新的方法解决问题。对预习效果的检测3.提问梯度稀释操作和涂布平板操作各自的注意事项。4.微课视频演示稀释涂布平板法的操作。回答：用无菌水稀释样液，避免杂菌污染；稀释后要摇匀再取样；酒精灯火焰旁操作；涂布器灼烧后冷却再涂布；平板倒置培养等；观看学生是第一次操作，老师通过多种方式，提示、示范学生，力求达到较好的实验状态和实验结果。5.提出操作要求，强调注意事项（安全第一、无菌操作、 倒置培养等）。巡视并指导学生实验操作嘱咐学生收拾操作
12、台倾听分组实验全班分9组，每组由1位同学完成梯度稀释操作； 每人1个平板，各涂布不同的稀释度。接种完，37恒温培养箱培养每组的实验安排是为了确保每组都能出现理想的结果，全班每个稀释度都有多个数值。6.本课小结。包括对学生实验操作的肯定和指出学生操作过程中出现的问题。倾听、思考及时指出学生操作出现的问题，大家一起分析，可深度解决问题 课下延伸叮嘱学生课下观察、记录每隔24h拍照、观察菌落特征、记录；统计菌落数目。第二课时课前准备汇总各小组的菌种数、菌落数、实验照片提供素材便于课上展示课堂教学课堂教学1.简要回顾上节课流程。2.实验结果展示、交流、分析；（1）展示学生课下观察记录的活动照片及部分实
13、验结果照片。（2）提出问题，引导学生对实验现象和实验数据进行合理的分析和判断。为什么随着菌液稀释倍数的提高，菌的种类数目减少，菌落变大？最终如何界定窗纱上细菌的种类有多少？针对学生菌落数目统计表的数据提问为什么数据差距较大？引导学生从操作方面分析原因。提问如何得到更准确的数据？提问如何计算平均1cm2窗纱约有多少个细菌？展示老师实验数据，提问方案实施过程中还有哪些因素会导致实验值与实际值有偏差？偏大还是偏小？（3）总结：通过实验，我们已经初步得到了问题1的答案。教室窗纱的细菌种类较多、数量庞大，也许里面某些细菌还有致病性，所以，平时还是少触摸、勤洗换。回顾上节课内容观看、思考、回答（1）观看P
14、PT。（2）对数据进行分析和判断。窗纱中不同细菌数量不同，稀释倍数较低时所有细菌类型基本都能出现；稀释倍数高时，数量少的细菌菌落不能出现。且稀释倍数升高，细菌数量减少，生存斗争减小，菌落较大。在没有杂菌污染的前提下，出现的菌落类型都计数。 菌液摇匀与否、接种量不等、涂布不均、多人操作存在个体差异等因素都会造成数据差距较大；由一人严格按操作要求操作，多次实验，才可能出现较为准确的数据。平均值10稀释度水洗液总量/窗纱面积窗纱清洗不彻底；有些细菌不适宜在此培养基环境生存；多个细菌形成一个菌落等因素会导致实验值的偏大或偏小。细菌培养需要时间，两节课间隔了多天，带领学生简单回顾上节课的流程，勾起学生的
15、回忆学会处理实验数据、分析误差的原因。同时养成严谨、诚实、实事求是的科学态度。强调还有哪些因素导致误差可以避免与前面内容的重复，也促使学生将分析实验误差的角度放宽总结具有承上启下作用。3. 抛出第二个大问题“窗纱中的不同细菌对常见的抗生素是否有抗药性”？提问：解决这个问题的大致思路是什么？思考、回答：首先要分离、纯化菌株；然后做细菌抗药性实验。分清解决问题的流程。4.讲解纯化细菌常用的两种方法；明示下一个任务是用平板划线法对细菌进行纯化。 (1) 微课演示平板划线法的操作。(2) 提问平板划线法的注意事项(3)提出实验操作要求。观看、倾听、回答(1)观看视频(2) 回答：每次划线前及最后一次划
16、线结束均要灼烧接种环；接种环冷却后再划线；下一区划线起点是上一区划线末端；划线首末区不能相连等等。倾听学生明确操作流程、注意事项和实验要求，以便后续操作顺利进行。5.指导学生实验操作.嘱咐学生收拾操作台分组实验，每组成员在平板挑取同一个菌落进行划线操作，每人在平板上划三个区或划S型曲线。37恒温培养确保每组都能分离出单菌落。6.本课小结。包括对学生实验操作的肯定和指出学生操作过程中出现的问题。倾听课下延伸叮嘱学生定期观察、拍照，接种；1.培养、观察、拍照；2.每小组挑取一个单菌落接种到液体培养基培养24h；为下节课涂布接种做准备第三课时课前准备收集每组纯化的细菌照片，和学生一起配制培养基。配制
17、普通培养基和含抗生素的培养基、倒平板便于课堂展示培养基课堂需要课堂教学1. 简要回顾上节课流程。2.展示学生平板划线的部分实验结果，引导学生评价哪个最好？为什么？不好，原因是什么？怎么避免？1.回顾2.从实验操作的角度和实验目的（分离单菌落、纯化菌种）的角度评价实验结果和提出解决问题的方法。在实验结果的评价过程中，体会到操作规范性的重要性。3.提问学生本节课的教学任务?4.利用阿莫西林分散片说明书上的信息，创设情境，提出具体问题“细菌X对血药峰值浓度的阿莫西林是否有抗药性？” 要求学生研讨设计实验方案。5.展示老师预实验结果，引导学生对结果进行分析判断。鼓励学生谈谈对使用抗生素的认识。3.回答
18、：要进行细菌抗药性实验。4.小组研讨实验方案，三分钟后交流、汇报:实验要设置对照组和实验组，即普通培养基和含抗生素的培养基；每组多做几个平板；每个平板接种量相等；相同条件下培养相同时间，统计菌落数进行比较。5.分析实验结果，谈谈对使用抗生素的启示：（1）对症下药，不能滥用抗生素；（2）按照药品说明的频率使用，不能吃一顿停一顿。第2第3课时相差3天，通过提问，让学生回到课题背景中来。发展科学探究能力，学会设计可行的实验方案。 本节课学生的实验结果不能出来，通过对老师实验结果的分析，可以提高学生收集证据、解释数据的能力；同时对抗生素的正确使用有一定的认识。6.总结前两次实验的不足之处，提出实验要求
19、。指导学生操作倾听进行抗药性实验操作7.本课小结和单元小结倾听系统回顾单元教学课下延伸叮嘱学生观察、记录、完成实验报告每隔24h观察、统计，完成实验报告在实验报告的填写中对探究的问题有系统的认识。学习效果评价设计1.学生是否能明确每节课的活动目的。2.课上是否积极参与课堂回答问题，回答问题的方向是否正确。在小组同学的合作下能否规范的完成实验操作。 3.课下能否及时观察、记录实验现象、填写实验报告。教学设计特色说明与教学反思1.创设现实生活情境，利用两个具体的问题驱动学生进行探究活动，在解决实际问题的过程中逐步落实课程标准规定的具体内容，不拘泥于教材；教师的主要任务不是详细讲解，而是给学生提供实验条件，指导学生设计和进行实验，参与和辅导学生的讨论。2.教学过程重实践。每个学生在每节课都有充分的动手和动脑机会，学生在实践活动中提高了实验设计、动手操作、收集数据并处理数据等科学探究能力。尤其是本次平板划线操作整体效果比往届好很多，究其原因学生在具体而又感兴趣的任务驱动下，态度非常重视，操作比较细心认真。3.活动实践过程中突出小组合作。每节课课上课下都是以组为单位学习、动手操作，每位成员的实验结果关乎实验的整体效果，增强了组内的合作精神。9