探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化的創(chuàng)新設(shè)計

1、探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的創(chuàng)新設(shè)計吉林省安圖縣第二中學(xué) 金春蘭一、教材分析1、內(nèi)容與地位 本節(jié)內(nèi)容包括兩個方面：一是構(gòu)建種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模 型以及種群數(shù)量增長的類型，二是探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。本章是 教材首次向?qū)W生介紹有關(guān)生態(tài)學(xué)的知識，是后面學(xué)習(xí)群落和生態(tài)系統(tǒng)知識的基礎(chǔ) 和前哨，而本節(jié)內(nèi)容又是其中的重點和難點，知識點較多而且較難。在教學(xué)深度 的把握上應(yīng)定位在讓學(xué)生嘗試去構(gòu)建種群增長的數(shù)學(xué)模型，理解有關(guān)專業(yè)術(shù)語， 并用數(shù)學(xué)模型（數(shù)學(xué)公式和坐標曲線圖）解釋種群數(shù)量的變化，語言力求形象生 動，避免不適當?shù)臄U展。二、課標要求：種群和群落的課標中要求： 嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的

2、變化； 解釋種 群數(shù)量的變化類型及原因，指出影響種群數(shù)量變動的因素。三、教學(xué)實踐針對本節(jié)課標要求的 “嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變化” ，我們學(xué)習(xí)了“種 群數(shù)量的變化”一節(jié)。首先給同學(xué)們介紹建構(gòu)種群增長模型的方法， 包括： 數(shù)學(xué)模型概念； 研 究方法；意義；表現(xiàn)形式-數(shù)學(xué)方程式和曲線圖；步驟：以探索“細菌 每 20min 分裂一次”的規(guī)律，合理假設(shè)，假設(shè)細菌以指數(shù)函數(shù)增長。然后，選用 數(shù)學(xué)語言進行表達，并作出數(shù)學(xué)模型的表達形式即數(shù)學(xué)方程式表示： Nn=2n，其中 N 代表細菌數(shù)量， n 表示第 n 代。然后引導(dǎo)同學(xué)們以數(shù)學(xué)的另一種表達形式即曲線圖表示，即以時間為橫軸， 以細菌數(shù)量為縱軸而畫

3、出的細菌種群增長的曲線圖。 看圖總結(jié)：理想條件下“j” 型增長；現(xiàn)實條件下“ S”型增長。然后再引導(dǎo)學(xué)生探究影響種群數(shù)量的因素， 總結(jié)出種群數(shù)量變化除增長外還有波動和下降等， 以及研究種群數(shù)量變化的實踐 意義，如適時捕撈等。四、創(chuàng)新設(shè)計活動方案 結(jié)合“嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變化”的課標要求，以及“種群數(shù)量變 化”的課程教學(xué)實踐創(chuàng)新設(shè)計關(guān)于 “探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化” 的活化 可行方案。此方案思路是：老師指導(dǎo)，由學(xué)生獨立探究完成。五、教學(xué)過程1 引入 首先圍繞“探究實驗方案的設(shè)計一般包括哪些內(nèi)容？”組織學(xué)生開 展討論，使學(xué)生能回顧、說出探究實驗的一般步驟和特點，引出新課。2 提出

4、問題 有些探究實驗，課題即問題，非常明確，如：探究植物生長調(diào) 節(jié)劑對扦插枝條生根的作用等，而本實驗的課題籠統(tǒng)，研究的方向不夠確定，因 而在進行探究實驗之前，首先必須提出具體問題，問題可以有好多種，本探究實 驗也就可以演化為多個不同的子實驗。因此要引導(dǎo)學(xué)生圍繞“探究培養(yǎng)液中酵母 菌種群數(shù)量的變化”嘗試提出不同問題，如：培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？溫度(pH培養(yǎng)液中某養(yǎng)分的濃度、不同培養(yǎng)液、 Q等)對酵母菌種群數(shù) 量變化是如何影響的？兩種不同類型的酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？等等。3 討論交流 從學(xué)生提出的若干問題中選出一個較簡單和典型的問題， 如上述 提出的第一個問題“培

5、養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？”，作為 實例展開討論。(1) 作出假設(shè) 針對提出的這一問題， 指導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)。 作出假設(shè)既要立足于 已有知識，更要充分發(fā)揮想像力和創(chuàng)造力。因此在教學(xué)中要鼓勵學(xué)生“合理提出 假設(shè)”，圍繞問題，根據(jù)預(yù)期結(jié)果作出符合邏輯的假設(shè)。(2) 討論探究思路 可以引導(dǎo)學(xué)生由粗到細進行討論，找出自變量(時間) 和因變量(培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量)，因此，該實驗需要持續(xù) 7 天，要保證 每天在同一時間進行觀察，而要計數(shù)培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量則需要使用顯微 鏡和血球計數(shù)板， 7 天后還要對實驗結(jié)果進行處理和分析，最終得出實驗結(jié)論。(3) 制定計劃 學(xué)生在明確了探究思路

6、后，就可以在教師的指導(dǎo)下按小組討 論制定計劃，然后進行交流，從材料準備、人員分工、實驗方法與步驟等幾個方 面考慮，最后修改完善計劃。4 實驗探究 這是計劃的實施階段。由于學(xué)生缺乏微生物培養(yǎng)的相關(guān)知識，又 是首次接觸血球計數(shù)板，因而獨立實施實驗探究難度較大，不能離開教師的指導(dǎo) 和示范。可采用如下一系列的方法 :師生共同準備：學(xué)生的分組、棉塞的制作、無菌馬鈴薯培養(yǎng)液的配制、分 裝和滅菌等在實驗課之前完成。教師課堂演示：教師演示接種、取樣、用血球計數(shù)板進行初始酵母菌數(shù)量 的計數(shù)等操作。師生共同討論：圍繞教師的上述演示展開討論，接種為什么要在酒精燈火 焰的上方進行？血球計數(shù)板有哪兩種規(guī)格？結(jié)構(gòu)如何？如

7、何使用血球計數(shù)板進行 酵母菌計數(shù)？使用血球計數(shù)板進行計數(shù)是采用了什么檢測的方法？記錄的表格如 何設(shè)計？等等。在關(guān)于血球計數(shù)板及其使用的討論中，要充分利用多媒體技術(shù)展 示計數(shù)室的圖片，指導(dǎo)學(xué)生弄清不同規(guī)格的血球計數(shù)板隨機選取中方格的原則和 方法，明確計數(shù)的方法，能進行 1ml 培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的推導(dǎo)計算。學(xué)生獨立操作：在教師演示和師生討論的基礎(chǔ)上，學(xué)生再獨立進行接種、 取樣、用血球計數(shù)板進行初始酵母菌數(shù)量的計數(shù)、酵母菌的培養(yǎng)等操作。六、本人在教學(xué)實施中的創(chuàng)新點：1 本節(jié)課的教學(xué)，課前能很好地利用本地的教學(xué)條件，課堂上能突出引導(dǎo)學(xué) 生自主解決所收集的數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，探究變化規(guī)律，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，繪制變化 曲線，并嘗試解釋種群數(shù)量變化的原因。在教師設(shè)計的教學(xué)過程中，各學(xué)生在類 似于科學(xué)研究的活動中，通過有序地開展自主進行數(shù)型轉(zhuǎn)換、討論分析、交流等 活動，并與生產(chǎn)實踐應(yīng)用緊密結(jié)合，保證了知識、技能和情感等方面的課堂教學(xué) 目標的質(zhì)量。2 該實驗涉及血球計數(shù)板的使用，教材中也沒有關(guān)于血球計數(shù)板及其使用的 詳