“培養液中酵母菌種群數量的動態變化”的實驗教學反思

本實驗是高中生物新教材(人教版)必修3《穩態與環境》的探究實驗，要求學生能夠討論出實驗探究方案和制定出實驗計劃，通過7d的連續培養觀察，探究酵母菌種群的數量變化，統計數據，繪制變化曲線，最終能建構數學模型，這對學生的知識基礎、實驗能力和運用數學解決生物學問題的能力都提出了較高要求。通過此實驗培養學生的探究問題的能力、實驗能力和思維能力。經過實際的實驗教學，筆者對本實驗的教學需注意的地方做深入探討。

1 實驗準備

1.1實驗前的知識準備

在本實驗中涉及到的生物學知識主要包括微生物的生長周期及各時期的生長特點，種群數量增長的兩種曲線——J型和S型曲線的增長特點及數學模型的建構，種群數量的測定方法中用到的取樣調查法，還用到微生物細胞計數的常用工具——血球計數板的具體用法。有了這些知識的準備，學生才能很好地理解實驗原理，做出實驗假設，進行具體的實驗操作。

1.2實驗操作的準備

本實驗是微生物的實驗，因此掌握微生物的培養過程是一個基本要求，學生必須學會配制培養基，對培養基進行滅菌，接種，最后在適宜條件下對微生物進行無菌培養等實驗流程。在實驗過程酵母菌不被污染是完成本探究實驗的前提。

2 實驗方案的設計

有了較好的知識和實驗操作的準備后，關鍵是選擇好實驗材料和實驗用具，設計合理可行的實驗步驟。根據實驗要求，需要連續觀察7d，同時每天在同一時間，要進行攪拌、取樣和計數操作，另外需要有平行實驗，計算平均值，從而盡量避免誤差。

在教學中，如果要求每個學生都參加這個過程，需要的材料多，時間長，操作的可行性差。教師可以帶領學生共同配制好7組培養基，滅菌，再將學生分為7個小組，在1～7d中，每個小組負責接一次種，再放入相同條件下進行培養。則7d后得到7組培養不同天數的酵母菌培養液，在第八天，每個小組同時進行取樣并計數，則可以在同一時間得到數據，進行統計。最后學生通過討論建構出數學模型，使實驗過程簡單、緊湊，并且有利于培養學生樂于合作的團隊精神和合作技能，學會交流和分享探究的信息及成果的能力。在最后的數據分析中，學生通過探討和質疑，最終解決問題，完成實驗，培養了他們解決問題的能力。

3 實驗中應提醒學生注意的其他問題

3.1計數時易出現的問題

當血球計數板中細胞數目較多時，必須要經過稀釋，最后計算數目時要將稀釋的倍數算進去；對于帶芽體的酵母菌計數，若芽體達到母細胞大小的一半時，即可作為2個菌體計數，若芽體小于母細胞一半時為1個酵母細胞；對于正好位于血球計數板中格邊框的個體遵循左上原則，即位于格線上的酵母菌一般只計此格的上方線及左方線上的菌體。

3.2培養時易出現的問題

為得到酵母菌菌體，應使之進行有氧呼吸，因此應進行震蕩培養，用搖床是最好的選擇，如不具備條件的學校，可以在每天同一時間進行輕輕震蕩相同時間。在培養過程中，還必須注意觀察分析酵母菌培養過程中影響其種群數量增長的因素。

3.3分析數據時易出現的問題

教師必須引導學生先設計好表格，再繪制曲線，得到微生物生長曲線，最后分析數據和曲線的特點，建構的數學模型有表格、公式和曲線圖。在這個過程中，教師一定要引導學生分段進行，得出每個階段的特點，得出結論。

最后，注意培養液的處理，要滅菌后丟棄，實驗用的瓶皿包括血球計數板必須清洗干凈，完成實驗報告。

4 通過此實驗的教學，引導學生設計探究性生物學實驗

在實驗教學中，教師應當盡量鼓勵學生運用所學的知識，進行實驗設計。指導實驗設計的一般方法，包括：提出問題——作出假設——實驗設計——進行實驗——分析結果——得出結論——表達交流。在設計實驗過程中，教師要指導學生注意以下幾點：(1)要求學生根據教材中相關探究實驗內容、原理和目的要求，結合實際可行性情況，確立研究目標。(2)根據實驗所提出的問題，運用已具備的知識或實驗技能，設計解決問題的方案，包括材料用具的選擇、具體的實驗步驟、實施計劃過程、觀察記錄的內容、實驗結果呈現形式和實驗設計的原則。教師在學生進行實驗設計時，不要束縛學生的思路，也不一定局限于教材中提供的材料用具，要鼓勵學生大膽設想、求異創新，設計出既簡便易行，又科學準確的實驗設計方案。(3)引導學生進行總結，組織實驗小組進行討論交流，確定最佳方案，指導學生從方案的科學合理性、設計簡潔性、效果明顯性和聯系實際原則展開評價，鼓勵新穎巧妙、有創意的方案。