“培養(yǎng)、觀察青霉與酵母菌”的教學(xué)設(shè)計(jì)

劉雅清

（上海市華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)附屬初級(jí)中學(xué) 上海 200241）

1 教材分析

本節(jié)是《上海市中學(xué)生生命科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》初中階段主題三“生物的主要類群”中“微生物”部分的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)習(xí)水平要求為A級(jí)。微生物是繼植物、動(dòng)物兩大類群以后學(xué)習(xí)的第三大類群，該部分的學(xué)習(xí)要求學(xué)生由宏觀到微觀，逐步認(rèn)識(shí)身邊的生物類群。由于真菌的體型較大，學(xué)生日常生活中容易看到，有一定的感性認(rèn)識(shí)，因此“微生物家族”的學(xué)習(xí)從體型相對(duì)較大的真菌講起，然后再講述更微小的細(xì)菌和病毒。對(duì)于微觀領(lǐng)域的學(xué)習(xí)，安排從體型大的種類到體型小的種類，充分考慮了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生理解?！芭囵B(yǎng)、觀察青霉和酵母菌”是學(xué)生在初中階段首次經(jīng)歷的微生物實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生構(gòu)建微生物方面的知識(shí)體系有著重要作用。通過青霉和酵母菌的培養(yǎng)與觀察，學(xué)生從中體會(huì)微生物的微小和無處不在，感悟微生物在自然界中的重要意義，為后續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)做好鋪墊。實(shí)驗(yàn)加深了學(xué)生對(duì)真菌的理解，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，也進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)微生物的興趣。

2 學(xué)情分析

本節(jié)的教學(xué)年級(jí)是初二年級(jí)，學(xué)生有一定的生活經(jīng)驗(yàn)和動(dòng)手實(shí)踐能力，生活中看到過食物發(fā)霉后的菌落，也存在利用酵母菌發(fā)面的認(rèn)知，但缺乏觀察菌落細(xì)微結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)。因此，本節(jié)從“尋找微生物”的活動(dòng)開始，學(xué)生容易獲得利用食物成功培養(yǎng)青霉的體驗(yàn)，能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。在青霉和酵母菌的顯微觀察前，學(xué)生已經(jīng)通過植物葉表皮和橫切臨時(shí)裝片的制作，學(xué)會(huì)了裝片制作的基本步驟，也掌握了一定的顯微觀察技術(shù)，但是微生物的觀察與植物臨時(shí)裝片的觀察是有區(qū)別的，因此學(xué)會(huì)觀察酵母與青霉菌的顯微結(jié)構(gòu)也是本節(jié)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。

3 教學(xué)目標(biāo)

學(xué)會(huì)培養(yǎng)酵母菌的方法，知道酵母菌的營養(yǎng)方式與發(fā)酵現(xiàn)象；學(xué)會(huì)觀察酵母菌形態(tài)結(jié)構(gòu)的方法，知道酵母菌是單細(xì)胞真菌，繁殖方式是出芽生殖；初步建立起對(duì)酵母菌的感性認(rèn)識(shí)，關(guān)注生命科學(xué)知識(shí)與日常生活的聯(lián)系和應(yīng)用。

學(xué)會(huì)在生活中獲得青霉和實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)青霉的方法，知道青霉的營養(yǎng)方式；學(xué)會(huì)觀察青霉形態(tài)結(jié)構(gòu)的方法，知道青霉的形態(tài)結(jié)構(gòu)和孢子生殖方式；通過青霉的觀察和培養(yǎng)，體會(huì)微生物的微小和無處不在，感悟腐生微生物在自然界中的重要意義。

通過分類比較真菌的異同，能歸納總結(jié)出真菌的主要特征。

4 教學(xué)準(zhǔn)備

學(xué)生準(zhǔn)備：提前培養(yǎng)好青霉與酵母菌并拍照。

教師準(zhǔn)備：醫(yī)用葡萄糖培養(yǎng)的酵母菌、實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的青霉、顯微鏡、載玻片、蓋玻片、透明膠帶、剪刀、鑷子、吸水紙、紗布。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境：顯微數(shù)碼互動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。

5 教學(xué)策略

由于微生物的生長(zhǎng)和繁殖受到環(huán)境溫度、濕度的影響，不同的營養(yǎng)條件也會(huì)適宜不同的菌株生長(zhǎng)。因此，教師在實(shí)驗(yàn)開始前提供給學(xué)生如何較易獲得青霉的指導(dǎo)建議，如材料的選擇可以是橘子皮、面包、饅頭、土豆等，培養(yǎng)的條件要溫暖潮濕，使學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)更深刻、更順暢。

教材提供的培養(yǎng)和觀察青霉的實(shí)驗(yàn)方法是新鮮橘皮放在溫暖、潮濕的環(huán)境中一周左右，用解剖針在橘子皮上長(zhǎng)有青霉的部分挑取菌落制作臨時(shí)裝片進(jìn)行顯微觀察。該實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)際操作過程中存在一定的困難。如，青霉在橘皮上的生長(zhǎng)情況不可控，很難找到白色菌絲和綠色孢子共存的最佳培養(yǎng)時(shí)間；利用解剖針挑取菌落邊緣帶有少量孢子的菌絲并制成臨時(shí)裝片時(shí)，技術(shù)難度較高，且孢子很容易散落，較難觀察到完整的分生孢子囊的結(jié)構(gòu)。針對(duì)上述問題，本實(shí)驗(yàn)對(duì)青霉的培養(yǎng)和觀察方法進(jìn)行了改進(jìn)。首先，觀察用的青霉菌皆來源于利用PDA培養(yǎng)基實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)所得的培養(yǎng)皿菌落，利用PDA培養(yǎng)基大大縮短了青霉菌的培養(yǎng)時(shí)間，經(jīng)過多次試驗(yàn)也得到了觀察青霉形態(tài)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)培養(yǎng)時(shí)間。其次，優(yōu)化了制作青霉臨時(shí)裝片的方法，采用透明膠帶粘附法使學(xué)生較容易制得目標(biāo)裝片，并觀察到完整的青霉菌結(jié)構(gòu)，大大降低了實(shí)驗(yàn)操作難度，減短了實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間。最后，在實(shí)驗(yàn)操作過程中，青霉菌始終生長(zhǎng)在培養(yǎng)皿基質(zhì)內(nèi)，避免了霉菌孢子散落在空氣中被學(xué)生吸入而引發(fā)身體不適，也方便實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的菌種保藏和霉菌處理。

真菌的異同是本節(jié)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。學(xué)生通過觀察圖片能讓直觀地看到異同，教師同時(shí)以問答的方式引導(dǎo)學(xué)生一步步比較真菌的異同，降低了知識(shí)點(diǎn)的理解難度，有利于突破教學(xué)難點(diǎn)。

6 教學(xué)過程

課前一周，教師下發(fā)實(shí)驗(yàn)任務(wù)單，學(xué)生自主培養(yǎng)青霉菌與酵母菌，認(rèn)真記錄真菌的生長(zhǎng)過程并做好PPT準(zhǔn)備課上分享經(jīng)驗(yàn)。

6.1 學(xué)生分享真菌的培養(yǎng)過程

6.1.1 青霉菌的培養(yǎng)

首先，教師請(qǐng)2或3位學(xué)生分享自己培養(yǎng)霉菌的過程。如果學(xué)生培養(yǎng)成功，就描述霉菌的形態(tài)特點(diǎn)以及培養(yǎng)條件；如未成功，就分析可能原因。進(jìn)而，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)適宜青霉生長(zhǎng)的環(huán)境。接著，教師展示實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的青霉菌，介紹青霉培養(yǎng)的條件，并提出問題：①食物放在冰箱冷藏室是否絕對(duì)安全呢？②食物發(fā)霉后能否去除掉發(fā)霉部位，剩下的繼續(xù)吃？

設(shè)計(jì)意圖：通過自主培養(yǎng)霉菌的過程，學(xué)生對(duì)青霉菌的生活環(huán)境有了初步了解，鍛煉了主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。學(xué)生通過了解實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)青霉的條件要求，樹立嚴(yán)謹(jǐn)正確的科學(xué)觀，并學(xué)會(huì)利用所學(xué)來指導(dǎo)生活。

6.1.2 酵母菌的培養(yǎng)

教師先請(qǐng)1或2位學(xué)生向同學(xué)分享自己在家中培養(yǎng)酵母菌的過程，并說明培養(yǎng)條件。隨后，教師介紹實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)酵母菌的最佳培養(yǎng)條件。

設(shè)計(jì)意圖：增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，使學(xué)生形成“實(shí)驗(yàn)—現(xiàn)象—結(jié)論”的科學(xué)思維。

6.2 真菌的營養(yǎng)方式

教師給出腐生的定義：不論是青霉菌還是酵母菌，它們都是分解有機(jī)物或已死的生物體來攝取養(yǎng)分以維持生活，把這種生活方式稱為腐生。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生自主培養(yǎng)了青霉和酵母菌之后，對(duì)于其攝取食物中現(xiàn)成有機(jī)物來維持生活的方式已經(jīng)有了初步了解。此時(shí)，學(xué)生更易接受和理解“腐生”的定義。

6.3 真菌的觀察

6.3.1 青霉的觀察

教師出示實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的青霉菌，并演示臨時(shí)裝片的制作過程：剪一條1～2 cm長(zhǎng)的透明膠帶，輕輕沾取青霉菌培養(yǎng)皿中略帶有綠色孢子囊的白色菌絲部分（切勿用手按壓膠帶），將沾有青霉菌的膠帶粘在載玻片上。沾取青霉菌后立即蓋好培養(yǎng)皿蓋，以防誤吸入大量孢子。隨后，教師介紹青霉菌顯微觀察的操作步驟，說明觀察要點(diǎn)，組織學(xué)生在顯微鏡下觀察青霉菌。接著，展示學(xué)生學(xué)案，師生歸納青霉的主要特征。學(xué)生學(xué)案相關(guān)內(nèi)容見表1。

表1 青霉菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生殖方式

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過觀察來認(rèn)識(shí)青霉的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生殖方式，并推斷其營養(yǎng)方式，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方法和操作技能，提高分析比較歸納的能力。

6.3.2 青霉菌觀察結(jié)果呈現(xiàn)

利用數(shù)碼互動(dòng)平臺(tái)，將學(xué)生端觀察到的顯微圖像進(jìn)行投屏交流。

6.3.3 酵母菌的觀察

教師展示酵母菌在顯微鏡下的形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，介紹實(shí)驗(yàn)操作步驟，組織學(xué)生在顯微鏡下觀察酵母菌。接著，展示學(xué)生學(xué)案（表2），師生歸納酵母菌的形態(tài)特征、生殖方式。最后，教師介紹酵母菌的呼吸方式，使學(xué)生了解發(fā)酵概念。

設(shè)計(jì)意圖：為了避免酵母培養(yǎng)液中雜質(zhì)對(duì)學(xué)生的干擾，因此教師預(yù)先出示酵母菌在顯微鏡下的圖示，能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，對(duì)發(fā)酵概念的介紹能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于生命科學(xué)知識(shí)與生活之間的認(rèn)識(shí)與聯(lián)系。

表2 酵母菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生殖方式

6.4 真菌的主要特征

教師以列表說異同的方式，組織學(xué)生比較青霉、酵母菌的異同，歸納真菌的主要特征。

設(shè)計(jì)意圖：鍛煉學(xué)生總結(jié)歸納能力，對(duì)新知識(shí)進(jìn)行小結(jié)、反饋。

6.5 拓展

教師要求學(xué)生課后閱讀“真菌的孢子繁殖方式以及大型真菌——蕈”。

設(shè)計(jì)意圖：拓寬學(xué)生對(duì)于微生物學(xué)習(xí)的知識(shí)范圍，引導(dǎo)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域感興趣的學(xué)生在課外去探究生命科學(xué)的知識(shí)。

7 教學(xué)反思

針對(duì)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，筆者設(shè)計(jì)了學(xué)生自主實(shí)踐和課堂實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)這兩個(gè)環(huán)節(jié)。教學(xué)環(huán)節(jié)的反饋效果良好，很好地達(dá)成了預(yù)期效果。在自主實(shí)踐培養(yǎng)真菌的過程中，學(xué)生提出了很多真菌生長(zhǎng)過程中出現(xiàn)的問題，能幫助更加深入了解真菌的生活特征。在課堂實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以直觀地看到單細(xì)胞酵母菌的形態(tài)及其出芽的生殖狀態(tài)，也清晰地看到了青霉菌的菌絲和分生孢子囊，對(duì)真菌形態(tài)、繁殖等問題有了全面清晰的認(rèn)識(shí)。

筆者在觀察青霉菌菌絲的方法上做了創(chuàng)新，利用了膠帶粘的方法，大大減低了學(xué)生操作的難度，且實(shí)驗(yàn)效果很好。這保障學(xué)生有充足的時(shí)間去觀察菌絲和分生孢子囊。