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摘 要：“微生物的培养与应用”是近年新加入高考考纲的，而今年首次以非选择题的形式出现，尤其应该引起高中生物教师的注意。本文细致而深刻地描述了“微生物培养与应用”第一课时的教学设计理念与过程。
关键词：微生物；选择培养；教学过程
一、教材分析
“微生物的培养与应用”是人教版高中《生物（选修一）》专题二的内容。本专题在必修课及传统发酵技术应用的基础上，进一步全面深入学习微生物培养的基础知识和基本操作技术，增进学生对微生物的了解。本专题一共分为三个课题：微生物的实验室培养、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数、土壤中纤维素分解菌的分离。其中课题1作为本专题的基础，包括了课程标准中如下要求：简述培养基的用途和种类，说出培养基的基本成分，简述无菌技术的概念含义，说出灭菌与消毒的区别，尝试制备牛肉膏蛋白胨固体培养基以及尝试通过平板划线法纯化一种微生物。学生只有掌握了课题1的内容，才能完成課题2和课题3的学习。
二、设计思想
由于本节内容为“基础+实例”的模式，笔者在设计教学过程时，为了保持教学的连续性，将三个课题作为一个整体处理，即在第一课时介绍有关培养基的种类时，渗透土壤中尿素分解菌和纤维素分解菌的分离原理；而在第二课时讲授平板划线法和稀释涂布平板法时以课题2和课题3为例，使教学过程中更有直观性和目标达成性。有了这样的统筹性安排，再进行过程和细节上的教学设计。
三、学情分析
学生已经完成了必修1、2、3以及选修3的学习，对于微生物可以说是既熟悉又陌生。熟悉了微生物的结构特点、代谢类型和增殖方式，也知道操作过程中应避免杂菌污染，却对微生物的实验室培养、显微镜下微生物的真实面貌非常陌生。
笔者通过引导学生采用回答问题法、讨论法、实物观察法、动手实践法以及分类归纳法学习本课题。学生可以在教师的提问下，集中精力回忆有关知识点，将学过的知识与现在的知识相统一；讨论能培养学生的合作能力和自我表达能力；通过实物观察和动手实践增强学生的兴趣，加深学生对于无菌技术和实验操作过程的理解；通过分类归纳法帮助学生整理和生成属于自己的知识体系。
四、教学目标
1.知识与技能。说出微生物生活必需的营养物质，理解制备细菌培养基的实验原理；说出培养基的种类及用途。
2.过程与方法。阐明在实验室条件下进行微生物培养和分离实验的无菌技术和安全操作要点。
3.情感态度与价值观。体验微生物与现代生物技术之间的密切的关系；培养学生的环保意识，使之养成良好的卫生习惯；通过学习微生物使学生关注微生物与人类的关系，热爱知识，献身科学，形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。
五、教学重难点
培养基的用途和种类；消毒与灭菌。
六、教学策略
先行组织者教学策略；启发式教学策略；协作式教学策略；探究型教学策略；情境—陶冶教学策略。
七、课前准备
将学生分为四人一组，便于实验用具的观察，知识的交流与归纳。每组发放一个培养皿（其中含有牛肉膏蛋白胨固体培养基）、一个锥形瓶（其中含有液体培养基）、一枚接种针及一根试管。
制作相应的PPT课件，准备高压灭菌操作的视频。
八、教学过程
1.以旧“唤”新，引入新课
引导学生回忆以往的生物学习过程中与酵母菌有关的知识点，通过小组讨论，做出归纳。
教师通过课件以概念图的形式进行总结和呈现：
■
2.由一及多，激发兴趣。通过课件展示酵母菌以及其他代表性微生物的显微结构和菌落形态，将学生引入多姿多彩的微观世界，激发学生的学习兴趣。
观察微生物，只要拥有先进的显微设备就能完成，那该如何培养微生物呢？请学生回忆酵母菌的代谢类型，讨论出在实验室培养酵母菌需要为它准备哪些营养物质。
3.集中精力，展开讨论。教师在此过程中预留三到五分钟给学生进行充分的思考和讨论，再让学生以小组的形式回答。学生的答案中通常会包括“葡萄糖、蛋白质、氧气、水、无机盐”等，氧气通常无法直接加入培养基中，因此经常作为微生物培养的外界条件；引导学生将“葡萄糖”“蛋白质”分别归类于“碳源”和“氮源”，并介绍实验室中经常用到的碳源和氮源——牛肉膏蛋白胨。不同的微生物的营养需求有所差异，有些还需要加入“生长因子”，而包含所有这些营养成分的微生物赖以生存的物质基础就叫做培养基。
4.仔细观察，善于比较。请学生以小组为单位观察培养皿和锥形瓶中的培养基，总结出它们的不同点。
学生很容易得出物理形态上的区别“固体”和“液体”，教师补充“半固体”培养基后。继续引导学生，想知道这两种培养基的成分有哪些不同吗？
课件展示二者的配方，使学生了解培养基从化学成分上可以分为“天然培养基”和“合成培养基”，并且讨论出划分依据。
5.升级问题，头脑风暴。请学生想一下自然状态下培养基表面可能有多种微生物的芽孢或孢子，怎样做才能尽量保留我们所需要的微生物呢？
教师引导学生回忆细胞工程中通过在培养基中加入次黄嘌呤筛选杂交瘤细胞的过程，以及基因工程中通过在培养基中加入对应的抗生素筛选出含有重组质粒的受体细胞的过程。以此激发学生得出“选择培养基”的设计思路：在培养基中加入某种化学物质，使之抑制某些微生物生长，而利于另一些微生物的生长，从而使后者从含有杂菌的标本中分离出。
趁着学生学习热情高涨，教师接着补充介绍一些新的筛选实例：在不加有机碳源的培养基中筛选出自养型微生物；在不加氮源的培养基中筛选出自身固氮菌；在培养基中加入高浓度氯化钠，筛选出金黄色葡萄球菌。
再次向学生提问：如果想从土壤中分离出可以分解尿素的细菌以及可以分解纤维素的细菌，应该怎么做呢？
此时，学生不难答出，可以分别采用以尿素为唯一氮源，以纤维素为唯一碳源的方法来筛选。
6.引入新闻资料，换一种方式醒醒脑。教师通过课件展示有关食品安全的报道，某知名品牌罐装水中大肠杆菌严重超标。监测机构如何从众多相似的菌落中鉴别出哪些是大肠杆菌的菌落从而进行计数的呢？
由此引出“伊红美蓝培养基”的鉴别原理并展示相关图片。补充实验室中常用来鉴别微生物的染料——刚果红，请学生通过阅读课题3的相关文字和图片对于染色原理进行自学。
7.无菌技术如何操作？为了尽量避免培养基上出现多种杂菌的菌落，在操作过程中应始终贯彻无菌技术。具体怎么做？请学生观察课桌上的接种针、试管、配置好的培养基，这些在实验准备阶段就要进行灭菌处理，杀灭包括芽孢和孢子在内的一切微生物，根据它们不同的属性和用途，应该选用什么方法呢？
课件展示“灼烧灭菌”、“干热灭菌”、“高压蒸汽灭菌”的图片，引导学生做出对应。播放“高压蒸汽灭菌法”的视频（3分钟）。
8.联系实际，学习消毒。实验进行之前以及操作过程中，操作者的手以及整个实验室内部也应尽量保持干净，避免污染，可以“灭菌”吗？
由此引出酒精消毒法和紫外线消毒法。学生讨论后，通过表格对消毒和灭菌的原理、方法、适用范围做出比较。
9.布置作业，温故知新。预习下节课将要学习的“牛肉膏蛋白胨培养基”配制流程，思考如何在各个环节中渗透无菌技术。
九、教学反思
教师在教学过程中始终以学生为主体，发挥学生的主观能动性，注重知识的贯通，创设情境引发学生思考，鼓励学生用心观察，动脑归纳。虽然实验条件及时间有限，无法让所有学生全程参与微生物的培养过程，只能通过简单的实验用具让大家体验实验操作的真实性，但即使只能瞥见“冰山一角”，教师也应尽力为学生打开通往微生物世界的大门，鼓励他们积极主动地探索。
本节课结束后通过与学生交流以及作业的反馈，发现课前设置的教学目标均已完成。
关键词：微生物；选择培养；教学过程
一、教材分析
“微生物的培养与应用”是人教版高中《生物（选修一）》专题二的内容。本专题在必修课及传统发酵技术应用的基础上，进一步全面深入学习微生物培养的基础知识和基本操作技术，增进学生对微生物的了解。本专题一共分为三个课题：微生物的实验室培养、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数、土壤中纤维素分解菌的分离。其中课题1作为本专题的基础，包括了课程标准中如下要求：简述培养基的用途和种类，说出培养基的基本成分，简述无菌技术的概念含义，说出灭菌与消毒的区别，尝试制备牛肉膏蛋白胨固体培养基以及尝试通过平板划线法纯化一种微生物。学生只有掌握了课题1的内容，才能完成課题2和课题3的学习。
二、设计思想
由于本节内容为“基础+实例”的模式，笔者在设计教学过程时，为了保持教学的连续性，将三个课题作为一个整体处理，即在第一课时介绍有关培养基的种类时，渗透土壤中尿素分解菌和纤维素分解菌的分离原理；而在第二课时讲授平板划线法和稀释涂布平板法时以课题2和课题3为例，使教学过程中更有直观性和目标达成性。有了这样的统筹性安排，再进行过程和细节上的教学设计。
三、学情分析
学生已经完成了必修1、2、3以及选修3的学习，对于微生物可以说是既熟悉又陌生。熟悉了微生物的结构特点、代谢类型和增殖方式，也知道操作过程中应避免杂菌污染，却对微生物的实验室培养、显微镜下微生物的真实面貌非常陌生。
笔者通过引导学生采用回答问题法、讨论法、实物观察法、动手实践法以及分类归纳法学习本课题。学生可以在教师的提问下，集中精力回忆有关知识点，将学过的知识与现在的知识相统一；讨论能培养学生的合作能力和自我表达能力；通过实物观察和动手实践增强学生的兴趣，加深学生对于无菌技术和实验操作过程的理解；通过分类归纳法帮助学生整理和生成属于自己的知识体系。
四、教学目标
1.知识与技能。说出微生物生活必需的营养物质，理解制备细菌培养基的实验原理；说出培养基的种类及用途。
2.过程与方法。阐明在实验室条件下进行微生物培养和分离实验的无菌技术和安全操作要点。
3.情感态度与价值观。体验微生物与现代生物技术之间的密切的关系；培养学生的环保意识，使之养成良好的卫生习惯；通过学习微生物使学生关注微生物与人类的关系，热爱知识，献身科学，形成勇于实践、严谨求实的科学态度和科学精神。
五、教学重难点
培养基的用途和种类；消毒与灭菌。
六、教学策略
先行组织者教学策略；启发式教学策略；协作式教学策略；探究型教学策略；情境—陶冶教学策略。
七、课前准备
将学生分为四人一组，便于实验用具的观察，知识的交流与归纳。每组发放一个培养皿（其中含有牛肉膏蛋白胨固体培养基）、一个锥形瓶（其中含有液体培养基）、一枚接种针及一根试管。
制作相应的PPT课件，准备高压灭菌操作的视频。
八、教学过程
1.以旧“唤”新，引入新课
引导学生回忆以往的生物学习过程中与酵母菌有关的知识点，通过小组讨论，做出归纳。
教师通过课件以概念图的形式进行总结和呈现：
■
2.由一及多，激发兴趣。通过课件展示酵母菌以及其他代表性微生物的显微结构和菌落形态，将学生引入多姿多彩的微观世界，激发学生的学习兴趣。
观察微生物，只要拥有先进的显微设备就能完成，那该如何培养微生物呢？请学生回忆酵母菌的代谢类型，讨论出在实验室培养酵母菌需要为它准备哪些营养物质。
3.集中精力，展开讨论。教师在此过程中预留三到五分钟给学生进行充分的思考和讨论，再让学生以小组的形式回答。学生的答案中通常会包括“葡萄糖、蛋白质、氧气、水、无机盐”等，氧气通常无法直接加入培养基中，因此经常作为微生物培养的外界条件；引导学生将“葡萄糖”“蛋白质”分别归类于“碳源”和“氮源”，并介绍实验室中经常用到的碳源和氮源——牛肉膏蛋白胨。不同的微生物的营养需求有所差异，有些还需要加入“生长因子”，而包含所有这些营养成分的微生物赖以生存的物质基础就叫做培养基。
4.仔细观察，善于比较。请学生以小组为单位观察培养皿和锥形瓶中的培养基，总结出它们的不同点。
学生很容易得出物理形态上的区别“固体”和“液体”，教师补充“半固体”培养基后。继续引导学生，想知道这两种培养基的成分有哪些不同吗？
课件展示二者的配方，使学生了解培养基从化学成分上可以分为“天然培养基”和“合成培养基”，并且讨论出划分依据。
5.升级问题，头脑风暴。请学生想一下自然状态下培养基表面可能有多种微生物的芽孢或孢子，怎样做才能尽量保留我们所需要的微生物呢？
教师引导学生回忆细胞工程中通过在培养基中加入次黄嘌呤筛选杂交瘤细胞的过程，以及基因工程中通过在培养基中加入对应的抗生素筛选出含有重组质粒的受体细胞的过程。以此激发学生得出“选择培养基”的设计思路：在培养基中加入某种化学物质，使之抑制某些微生物生长，而利于另一些微生物的生长，从而使后者从含有杂菌的标本中分离出。
趁着学生学习热情高涨，教师接着补充介绍一些新的筛选实例：在不加有机碳源的培养基中筛选出自养型微生物；在不加氮源的培养基中筛选出自身固氮菌；在培养基中加入高浓度氯化钠，筛选出金黄色葡萄球菌。
再次向学生提问：如果想从土壤中分离出可以分解尿素的细菌以及可以分解纤维素的细菌，应该怎么做呢？
此时，学生不难答出，可以分别采用以尿素为唯一氮源，以纤维素为唯一碳源的方法来筛选。
6.引入新闻资料，换一种方式醒醒脑。教师通过课件展示有关食品安全的报道，某知名品牌罐装水中大肠杆菌严重超标。监测机构如何从众多相似的菌落中鉴别出哪些是大肠杆菌的菌落从而进行计数的呢？
由此引出“伊红美蓝培养基”的鉴别原理并展示相关图片。补充实验室中常用来鉴别微生物的染料——刚果红，请学生通过阅读课题3的相关文字和图片对于染色原理进行自学。
7.无菌技术如何操作？为了尽量避免培养基上出现多种杂菌的菌落，在操作过程中应始终贯彻无菌技术。具体怎么做？请学生观察课桌上的接种针、试管、配置好的培养基，这些在实验准备阶段就要进行灭菌处理，杀灭包括芽孢和孢子在内的一切微生物，根据它们不同的属性和用途，应该选用什么方法呢？
课件展示“灼烧灭菌”、“干热灭菌”、“高压蒸汽灭菌”的图片，引导学生做出对应。播放“高压蒸汽灭菌法”的视频（3分钟）。
8.联系实际，学习消毒。实验进行之前以及操作过程中，操作者的手以及整个实验室内部也应尽量保持干净，避免污染，可以“灭菌”吗？
由此引出酒精消毒法和紫外线消毒法。学生讨论后，通过表格对消毒和灭菌的原理、方法、适用范围做出比较。
9.布置作业，温故知新。预习下节课将要学习的“牛肉膏蛋白胨培养基”配制流程，思考如何在各个环节中渗透无菌技术。
九、教学反思
教师在教学过程中始终以学生为主体，发挥学生的主观能动性，注重知识的贯通，创设情境引发学生思考，鼓励学生用心观察，动脑归纳。虽然实验条件及时间有限，无法让所有学生全程参与微生物的培养过程，只能通过简单的实验用具让大家体验实验操作的真实性，但即使只能瞥见“冰山一角”，教师也应尽力为学生打开通往微生物世界的大门，鼓励他们积极主动地探索。
本节课结束后通过与学生交流以及作业的反馈，发现课前设置的教学目标均已完成。