4.3 微生物 教学设计-2023-2024学年沪教版生命科学第二册

《微生物》教学设计 一、教学设计的依据 （一）依据新课标 《2022版义务教育生物学课程标准》的“课程目标”和“课程实施”（教学建议和课程资源开发与利用）等部分都提出了“通过探究实践，引导学生做中学，以发展学生科学思维”的要求。新课标在关注知识技能学习的同时，也注重学生的学习体验。 （二）依据教材 本课选自上海教育出版社《生命科学》初中第二册（试用本）第四章生物的类群、第三节微生物、第一部分真菌。教材中“真菌”部分先呈现“酵母菌和青霉的形态结构、繁殖方式和营养方式”等内容，再通过“培养、观察青霉和酵母菌实验”验证以上学习内容。在实际授课中，酵母菌的营养方式“有氧和无氧的情况下酵母菌呼吸产生的物质”等内容比较抽象，初中学生不易理解。 （三）依据学情 本校学生具有一定显微观察的经验，在生活中对干酵母有一定了解，但缺少对酵母菌的微观认知；学生经历过探究性学习过程，但未设计和操作过微生物培养实验。 二、实验创新要点 （一）单元教学再设计，实践体验获新知 基于教材、课标和学情，教师对“真菌”单元内容进行了重新设计与整合，本课《酵母菌》是第一课时，用探究实验的方式认识酵母菌：通过观察酵母菌，认识酵母菌的形态和繁殖；并增设探究实验，检测酵母菌呼吸产物，以探索酵母菌的营养方式。这样重组后，学生基于真实的实践体验，在做中学，成为知识建构的主体，极大提升学习兴趣。 （二）创新实验装置仪器，定量分析简化操作 传统检测二氧化碳的方式是澄清石灰水等，实验装置复杂，且有氧和无氧两种呼吸方式均产生二氧化碳，对照实验现象没有明显差异。本实验用无线传感器检测二氧化碳浓度，三口烧瓶作反应容器，便捷、低成本的恒温壶代替水浴锅。该实验装置简化了实验步骤，提高了实验效率，且两种呼吸方式现象对比明显，有助于开展定量分析，有效实现增效减负。 （三）利用数字化技术，创新实验教学策略 （1）发挥传感器蓝牙技术，对照分析得出结论：本实验设置组间对照，不同小组的传感器通过蓝牙连接在同一电脑上，通过实时数据和折线图，对比有氧和无氧条件下二氧化碳产生量的不同。 （2）开发直观图表程序，创新数据收集方式：教师提前建立能将对应位置的数据引用于散点图的Excel程序，课堂上学生在汇总输入数据的同时，表格数据实时呈现为散点图显示在大屏幕上。该图表程序让数据呈现更加快速、直观，提高课堂效率。 （3）利用希沃附加功能，加速实验教学进程：利用希沃白板的拖动功能，学生先进行模拟搭建，提高实际搭建的效率。利用希沃白板投屏、放大、圈画等功能，将酵母菌形态和繁殖特征展现在大屏幕上，让学生与该微小生物之间建立了直观的视觉关联。 三、教学目标 围绕生物学核心素养，教师制定了以下五条教学目标： （1） 通过观察酵母菌引起馒头膨胀的现象，发现问题，会用科学探究的方式解决问题。 （2） 经历显微镜观察酵母菌实验，说出酵母菌的形态特征和繁殖方式。 （3） 运用分析、建模、比较方法，制定酵母菌呼吸实验方案，发展科学思维和探究实践能力。 （4） 经历不同供氧环境下酵母菌呼吸实验，初步学会培养酵母菌的方法，经历记录和处理数据的过程，初步形成物质与能量的生命观念。 （5） 全面看待酵母菌在食品生产等方面的应用，提升对科学、技术和社会关系的理解。 四、教学过程 （一）创设情境，提出问题 教师创设蒸馒头的真实情境，学生感受加入和不加酵母菌的馒头，发现体积和松软程度不同，发现问题：酵母菌为什么会使面团膨胀？由这一核心问题，引发一系列思考，并据此开展科学探究活动。 （二）亲身观察，认识形态 首先是认识酵母菌。学生将干酵母颗粒溶解，无法用肉眼看到酵母菌个体。接着制作临时装片，用显微镜观察，但是由于它较微小，仍不能清晰分辨。教师借助手机支架，拍照放大，再利用希沃白板，投屏再放大，将卵圆形单细胞的形态结构特征清晰地展现在大屏幕上。利用希沃白板的圈画的功能，引导学生关注正在出芽的酵母菌，直观感受它旺盛的生命活动。学生从真实情境中开展体验式学习，与该微小生物之间建立了直观的视觉关联。 （三）实验探究，解决问题 这部分为本课重难点，教学过程分四个层次，引导学生用探究实验的方式解决核心问题。 （1）启发教学：教师通过类比人的呼吸，引导学生回忆学习过的气体受热膨胀知识，猜测酵母菌能进行呼吸，并产生二氧化碳气体。由此进入实证环节。 （2）仪器支持：教师介绍无线二氧化碳传感器这一数字化定量测量工具（图1），并让学生初步体验。 图1 威尼尔无线二氧化碳传感器及其显示界面 （3）建构设计： 1）确定实验器材：教师介绍酵母菌的液体培养方式，引导学生基于实验目标，综合考虑有氧呼吸和无氧呼吸的实验条件，以及所生成气体的收集要求，选择三口烧瓶作培养酵母菌的容器。 2）模拟搭建装置：实际搭建装置前，学生先在电脑上利用希沃白板的拖动功能进行模拟搭建（图2），加