《細(xì)菌的繁殖規(guī)律和菌落》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)背景分析

《細(xì)菌的繁殖規(guī)律和菌落》是人教版生物選修課本《微生物類群》中的“細(xì)菌”和《微生物的生長(zhǎng)》中的“微生物群體增長(zhǎng)規(guī)律”兩部分教學(xué)內(nèi)容的重新整合。本節(jié)課是教材內(nèi)容的重新整合，整合后進(jìn)一步突出了知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，形成了合理的知識(shí)遷移，利于學(xué)生將新知識(shí)納入到已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)中。

由于本節(jié)內(nèi)容是學(xué)習(xí)微生物與發(fā)酵工程的基礎(chǔ)，知識(shí)性較強(qiáng)，學(xué)生往往由于缺乏相應(yīng)的感性知識(shí)而難于理解。因此，教學(xué)中盡可能提供圖片、視頻等具體形象的教學(xué)信息，以增強(qiáng)教學(xué)直觀性。

二、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

(一)教學(xué)目標(biāo)

1 知識(shí)與技能

(1)理解細(xì)菌的分裂方式、繁殖規(guī)律。

(2)認(rèn)識(shí)細(xì)菌的菌落特征，理解菌落在科學(xué)研究中的實(shí)踐意義。

2 過(guò)程與方法

(1)利用黑豆模擬細(xì)菌增殖過(guò)程，學(xué)生分組活動(dòng)，總結(jié)細(xì)菌繁殖規(guī)律，培養(yǎng)其探索精神和實(shí)踐能力。

(2)學(xué)生用數(shù)學(xué)圖像總結(jié)和描述數(shù)字規(guī)律，提高用圖表形式闡述生物學(xué)規(guī)律的能力，增強(qiáng)其處理、解釋數(shù)據(jù)以及根據(jù)數(shù)據(jù)做出合理判斷的能力。

(3)通過(guò)學(xué)生活動(dòng)與問(wèn)題設(shè)置，使他們能夠深刻地領(lǐng)會(huì)微生物存在的廣泛性與繁殖的驚人速度。

(4)通過(guò)圖片和視頻的展示，使學(xué)生對(duì)細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)和菌落形態(tài)有直觀的感性認(rèn)識(shí)。

3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能建立生物體結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的生物學(xué)基本觀點(diǎn)；培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、積極的探索精神以及創(chuàng)新意識(shí)，使學(xué)生領(lǐng)悟觀察、比較、分析等方法在科學(xué)研究中的作用。

(二)教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

理解并描述細(xì)菌繁殖規(guī)律。

三、教學(xué)過(guò)程

1 創(chuàng)設(shè)情境

師：生活中，我們可以看到很多種類的生物，同時(shí)我們周?chē)€存在著無(wú)法數(shù)計(jì)的、肉眼看不到的生物，比如細(xì)菌。(展示圖片資料：①吉百利巧克力被沙門(mén)氏菌污染事件；②腐敗食物中的主要細(xì)菌；④胃潰瘍的病原體的發(fā)現(xiàn)。)

師：(提出問(wèn)題)你還能舉出生活中接觸卻看不見(jiàn)的生物的例子嗎?

學(xué)生舉例并總結(jié)結(jié)論：細(xì)菌在土壤、水體、空氣中無(wú)處不在。

設(shè)計(jì)意圖：教師展示的三個(gè)例子隱含了細(xì)菌的三種主要形態(tài)：桿菌、球菌、螺旋茵。利用直觀教學(xué)手段幫助學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)。

2 溫故知新

師：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)細(xì)菌的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)同學(xué)們簡(jiǎn)單描述一下。

學(xué)生回憶所學(xué)知識(shí)，回答細(xì)菌的結(jié)構(gòu)。細(xì)菌結(jié)構(gòu)分為基本結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)。基本結(jié)構(gòu)主要有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和擬核等部分；特殊結(jié)構(gòu)包括莢膜、鞭毛和芽孢。

3 新課講解

(1)細(xì)菌分裂方式

教師活動(dòng)：展示正在分裂的細(xì)菌圖片，指導(dǎo)學(xué)生觀察。

學(xué)生活動(dòng)：回憶學(xué)過(guò)的生物生殖方式，說(shuō)出細(xì)菌的繁殖方式：分裂生殖(二分裂)。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生觀察細(xì)菌分裂的圖片，在回顧原有知識(shí)的同時(shí)引出新課內(nèi)容。

(2)實(shí)踐操作，模擬細(xì)菌分裂

師：細(xì)菌的分裂大約每20分鐘就會(huì)產(chǎn)生一代。假如現(xiàn)在給你一些試管和豆子，你能設(shè)計(jì)一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)解釋細(xì)菌的繁殖速度嗎?

教師活動(dòng)：分發(fā)給學(xué)生細(xì)菌繁殖代數(shù)與菌體數(shù)目坐標(biāo)圖和一些黑豆。

學(xué)生討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行操作，探究細(xì)菌的繁殖規(guī)律，利用坐標(biāo)圖和黑豆模擬細(xì)菌繁殖，并做出細(xì)菌繁殖代數(shù)與菌體數(shù)目的柱形圖和曲線圖。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)小組合作，把生物理論用數(shù)學(xué)方法模擬出來(lái)。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析的能力。

(3)分享交流。

各小組展示總結(jié)出的細(xì)菌繁殖代數(shù)與菌體數(shù)目柱形圖(圖1)和曲線圖(圖2)，總結(jié)繪圖時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

設(shè)計(jì)意圖：把學(xué)生的討論結(jié)果用多媒體展示出來(lái)，并用動(dòng)畫(huà)模擬繪圖過(guò)程。學(xué)生可間接體會(huì)細(xì)菌的繁殖速度，為直接觀察、體驗(yàn)細(xì)菌繁殖速度做鋪墊。

(4)總結(jié)細(xì)菌繁殖規(guī)律

師：假設(shè)一個(gè)細(xì)菌每隔20分鐘就進(jìn)行一次二分裂，而子細(xì)胞都存活并以相同的速率增殖。圖3顯示了在5小時(shí)內(nèi)，每隔20分鐘統(tǒng)計(jì)的菌體數(shù)目與細(xì)菌繁殖代數(shù)。

師：你能從表格顯示的數(shù)據(jù)，總結(jié)出細(xì)菌菌體數(shù)目的變化規(guī)律嗎?(圖3，最右列部分為學(xué)生總結(jié)部分)請(qǐng)用表中的數(shù)據(jù)做柱狀圖和曲線圖(橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為細(xì)菌菌體數(shù)量)。與剛剛用黑豆所做的模擬試驗(yàn)圖進(jìn)行對(duì)比。

學(xué)生思考、討論，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)總結(jié)規(guī)律，指出其符合指數(shù)函數(shù)。根據(jù)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，作圖(圖4)，并根據(jù)線性圖解釋細(xì)菌繁殖規(guī)律。

學(xué)生總結(jié)：細(xì)菌呈指數(shù)形式繁殖。

師：理論上，一個(gè)霍亂細(xì)菌繁殖一晝夜后，累計(jì)得到4.7×10²¹個(gè)，即分裂成470000億億個(gè)，重量可達(dá)2000噸。有人計(jì)算過(guò)，如果細(xì)菌在適宜的情況下順利繁殖，三天就可以把全世界的海洋填滿。要是真的這樣繁殖下去，不到一周，細(xì)菌就能夠把人類擠出地球?？墒窃诂F(xiàn)實(shí)生活中，我們直到現(xiàn)在仍然安然無(wú)恙地生活在地球上，沒(méi)有被細(xì)菌擠出地球，這是為什么呢?請(qǐng)大家來(lái)思考。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生用圖表和函數(shù)圖象形式闡述生物學(xué)規(guī)律，處理、解釋數(shù)據(jù)以及根據(jù)數(shù)據(jù)做出合理判斷的能力，并為學(xué)生在后面學(xué)習(xí)固定容積中細(xì)菌的群體增長(zhǎng)規(guī)律做鋪墊。

(5)演示顯微鏡下細(xì)菌繁殖過(guò)程(播放細(xì)菌繁殖視頻。)

師：細(xì)菌以指數(shù)形式繁殖，繁殖速度驚人。這一點(diǎn)為我們觀察和利用它提供了便利條件。用肉眼無(wú)法直接看見(jiàn)細(xì)菌單個(gè)細(xì)胞，但細(xì)菌長(zhǎng)成集群——菌落以后，我們就可以用肉眼直接觀察了。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)觀看細(xì)茵繁殖過(guò)程的視頻，學(xué)生獲得對(duì)細(xì)菌繁殖速度的直接體驗(yàn)，引出下面將要講解的內(nèi)容。

(6)介紹菌落

教師演示利用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)的具有不同特殊結(jié)構(gòu)的細(xì)菌菌落圖片，提出問(wèn)題：你能結(jié)合細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)識(shí)別出對(duì)應(yīng)的細(xì)菌菌落嗎?

學(xué)生分析各種不同特殊結(jié)構(gòu)的細(xì)菌菌落具有的特征，并由組長(zhǎng)記錄討論結(jié)果。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力，使其探討并理解細(xì)菌茵落特征在科學(xué)研究中的作用。

師：細(xì)菌個(gè)體微小，采用二分裂方式繁殖，繁殖速度快，所形成的菌落因特殊結(jié)構(gòu)不同而具有不同的特征，我們可以依據(jù)菌落的特征對(duì)其進(jìn)行分類。

4 總結(jié)、拓展與提高

師：細(xì)菌的繁殖速度非常快。那么，現(xiàn)實(shí)生活中有哪些方法可以抑制細(xì)菌的繁殖?又有哪些方面，可以利用細(xì)菌繁殖為我們服務(wù)呢?

生：細(xì)菌有不利的方面，也有很多有益的方面，我們要正確認(rèn)識(shí)細(xì)菌，并合理利用它。

設(shè)計(jì)意圖：教師展示生活中發(fā)酵產(chǎn)品的圖片，結(jié)合本節(jié)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)拓展，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、辯證認(rèn)識(shí)客觀事物的能力。

四、教學(xué)反思

其一，采用探究式教學(xué)，讓學(xué)生充分參與教學(xué)過(guò)程，加深其對(duì)知識(shí)的理解。在學(xué)習(xí)細(xì)菌的繁殖規(guī)律時(shí)，通過(guò)實(shí)踐操作，學(xué)生畫(huà)出柱狀圖并通過(guò)柱狀圖描點(diǎn)畫(huà)出曲線圖，從而初步體驗(yàn)細(xì)菌的繁殖速度?？偨Y(jié)細(xì)菌菌體數(shù)目與繁殖代數(shù)之間的指數(shù)規(guī)律，使學(xué)生自覺(jué)運(yùn)用數(shù)學(xué)模型描述生物學(xué)規(guī)律。最后播放細(xì)菌繁殖的視頻，讓學(xué)生直接體驗(yàn)細(xì)菌繁殖的速度。

其二，通過(guò)問(wèn)題設(shè)置，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)規(guī)律，并探究新知識(shí)。激發(fā)學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的興趣。在教師的引導(dǎo)下，使學(xué)生自覺(jué)學(xué)習(xí)，主動(dòng)參與討論，達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

其三，信息技術(shù)在課堂中的應(yīng)用，不僅增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性，同時(shí)使探究式學(xué)習(xí)的開(kāi)展更為順利和有效。本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，重視學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的體驗(yàn)，層層推進(jìn)加深對(duì)新知識(shí)的理解、拓展，有助于學(xué)生形成正確的生物學(xué)觀點(diǎn)，從而正確認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界。