《分解纖維素的微生物的分離》教學(xué)設(shè)計(jì)

郭繼紅

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)知識;教學(xué)設(shè)計(jì);高中生物;操作技術(shù);展示評價

中圖分類號：G633.91? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? ?文章編號：1009-010X（2019）02-0060-02

一、教學(xué)內(nèi)容與目標(biāo)分析

人教版高中生物學(xué)教材（選修1）專題2“微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用”中課題3“分解纖維素的微生物的分離”是按照《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于“活動建議”的要求設(shè)置的，即學(xué)生基于微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)技術(shù)，利用稀釋涂布平板法分離某種特定的微生物。課題3的主要內(nèi)容包括：“微生物的培養(yǎng)技術(shù)”基礎(chǔ)知識的應(yīng)用;“分解纖維素的微生物的分離”實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)的評價;實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示與評價和課題知識的綜合運(yùn)用。

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

簡述纖維素酶的種類及其作用;從土壤中分離出分解纖維素的微生物;概述分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)流程，闡明實(shí)驗(yàn)操作的原理。

2.能力目標(biāo)

掌握從土壤中分離某種特定微生物的操作技術(shù)。

3.情感目標(biāo)

掌握科學(xué)探究的方法，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

（二）教學(xué)重點(diǎn)

樣品的梯度稀釋和稀釋涂布平板法的實(shí)驗(yàn)操作以及分析與評價。

（三）教學(xué)難點(diǎn)

從土壤中分離分解纖維素的微生物的實(shí)驗(yàn)操作與分析。

二、教學(xué)過程與活動組織

完成該課題的教學(xué)需要兩周的時間，整個教學(xué)活動分為三個階段：（1）基礎(chǔ)知識的復(fù)習(xí)與前期準(zhǔn)備階段;（2）實(shí)驗(yàn)室操作、實(shí)驗(yàn)過程的評價、相關(guān)知識的運(yùn)用階段;（3）結(jié)果的展示與評價階段。該活動充分體現(xiàn)了學(xué)生的自主性和主體地位，同時落實(shí)了多元化評價機(jī)制，即引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評價和自我反思的同時，還突出了實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，即獲得了真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時還注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因分析與知識運(yùn)用，即把實(shí)驗(yàn)結(jié)果與操作過程結(jié)合起來分析，把基礎(chǔ)知識與實(shí)踐應(yīng)用結(jié)合起來理解。

（一）“微生物的培養(yǎng)技術(shù)”基礎(chǔ)知識

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前一周，安排學(xué)生復(fù)習(xí)課題1和課題2中的知識，其主要包括培養(yǎng)基的配制、無菌操作技術(shù)、稀釋涂布平板法、選擇培養(yǎng)基的作用和土壤取樣等。

（二）實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前一周，教師提出基本的指導(dǎo)要求，然后安排學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)要求，閱讀教材，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案后交給指導(dǎo)教師，隨后教師提出修改意見，學(xué)生按修改意見修改實(shí)驗(yàn)方案后保存?zhèn)溆谩?shí)驗(yàn)方案主要包括：（1）實(shí)驗(yàn)原理，所需儀器、材料、用具和藥品等;（2）土壤取樣：地點(diǎn)、時間、保存方法;（3）培養(yǎng)基的配制與無菌操作;（4）樣本的擴(kuò)大培養(yǎng);（5）實(shí)驗(yàn)操作的流程和注意事項(xiàng);（6）培養(yǎng)觀察、結(jié)果分析與評價;（7）總結(jié)報(bào)告;（8）自主內(nèi)容。

上述實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)要求學(xué)生完成，實(shí)驗(yàn)方案（1）～（4）由生物興趣小組完成，（5）～（8）由全體學(xué)生完成。

（三）土壤取樣與培養(yǎng)基的配制

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的前一天，組織生物興趣小組成員采集土壤樣本，并在“纖維素分解菌的選擇培養(yǎng)基”上進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)備用。實(shí)驗(yàn)器材滅菌，并根據(jù)教材“鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基”配方配制培養(yǎng)基25套備用。

（四）實(shí)驗(yàn)操作與過程評價

學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，在實(shí)驗(yàn)室完成樣品的梯度稀釋，并在選擇培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。教師在指導(dǎo)過程中錄制具有代表性的學(xué)生操作視頻，待操作完成后，教師把現(xiàn)場錄制的具有代表性的學(xué)生操作視頻通過投影儀播放回顧，然后師生共同從操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)原理、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響等方面對其進(jìn)行評價，以期對教材的操作流程進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，由此培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造能力和科學(xué)精神。

（五）實(shí)驗(yàn)原理和知識的運(yùn)用

設(shè)計(jì)系列問題：（1）纖維素能被土壤中的某些微生物分解利用的原因？（2）纖維素分解菌的取樣環(huán)境有哪些特點(diǎn)？用哪些方法可以得到富含纖維素的物質(zhì)？（3）如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明纖維素酶的分解作用？（4）纖維素分解菌選擇培養(yǎng)基的特點(diǎn)，為什么選擇培養(yǎng)基能夠“濃縮”所需的微生物？（5）篩選纖維素分解菌的方法是剛果紅染色法，該方法可以通過顏色反應(yīng)直接篩選嗎？其原理是什么？（6）在實(shí)驗(yàn)過程中使用的培養(yǎng)基類型是什么？培養(yǎng)的目的是什么？（7）在實(shí)驗(yàn)操作中為什么要嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)范？（8）“稀釋涂布平板法” 為什么要涂布無菌水、104、105、106各3組？（9）樣品培養(yǎng)應(yīng)注意的事項(xiàng)有哪些？（10）為了確定分離得到的是纖維素分解菌，還需要做哪些工作？

通過解決上述問題，可進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的興趣和主動性，由此可幫助學(xué)生構(gòu)建知識體系，培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力。

（六）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示與評價

實(shí)驗(yàn)2～3天后，學(xué)生觀察自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并互相展示，然后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師統(tǒng)計(jì)全班學(xué)生（25組）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中給予評價。統(tǒng)計(jì)的結(jié)果大致分為三類：在“剛果紅選擇培養(yǎng)基”上形成明顯透明圈的占60%、較明顯的占20%、不明顯的占20%，由此說明大部分學(xué)生都掌握了無菌操作的規(guī)范、稀釋涂布平板法和樣品的培養(yǎng)技能。

三、教學(xué)反思

在教學(xué)中合理安排教學(xué)時段是成功的基礎(chǔ)，指導(dǎo)學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案是成功的關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)操作與過程評價是本課落實(shí)“在做中學(xué)”的措施;實(shí)驗(yàn)原理和基礎(chǔ)知識的運(yùn)用是構(gòu)建知識體系和提高學(xué)生能力的有效途徑;實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示與評價是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和科學(xué)精神的重要方式。