6.3 探究抗生素对细菌的选择作用教学设计-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修二

《探究抗生素对细菌的选择作用》教学设计 一、教材分析 《探究抗生素对细菌的选择作用》是人教版高中生物学必修二教材《遗传与进化》第6章第3节“探究实践”内容。该实验的实验操作是必修课程中全新的内容，同时与选修课程《生物技术与工程》中的微生物的实验室培养技术密切相关，但本节教材中未对供试菌株、抗生素的选择、微生物培养技术进行具体说明，因此，实施该探究活动具有较大难度。本课例老师引导学生就以上问题进行了探究、创新并进行实践操作。本实验包含了科学的实验设计思路和方法，可通过引导学生层层探究，让学生自己得出结论，同时还能感受科学探究的魅力；通过探究抗生素对细菌的选择作用，帮助学生理解抗生素对细菌的逐代筛选，可以促进细菌耐药性的进化；理解滥用抗生素会导致耐药菌增加，了解"超级细菌"产生的原因和后果，从而形成合理使用抗生素的意识。 二、学情分析 该拓展实验需要配备标准化的实验室，需要较长时间才能得到结果和结论，因此实验难度较大。高一学生虽有一定的学习基础，但该实验涉及的微生物培养技术学生还未学习，探究能力也不够强，因此在教学中，除了引导学生自主学习、合作探究外，还通过启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣和进一步培养他们的分析、归纳、概括能力，通过实验操作锻炼学生动手实践和思维探究能力，通过对实验结果的分析重点提升学生的数据统计分析能力。 三、实验创新要点 1．材料用具创新 （1）改进所用菌株种类和来源。教材提供的细菌菌株为大肠杆菌或金黄色葡萄球菌，但普通高中实验室并无菌株的储存，从大学实验室或科研院所借用又比较麻烦，购买会加大经济负担，所以我给出资料引导学生寻找安全、经济的菌种来源。最终学生选择健康人鼻腔细菌做为实验材料，并查阅资料，最终确定了菌种获取、富集的方法。 （2）抗生素选择。因为我们选择了健康人鼻腔细菌作为菌种，那么在抗生素的选择上更应该贴近实际生活，为此学生走访多家医院诊所，最终选出8种临床使用频率高的抗生素，并提出新课题——探究不同抗生素对健康人鼻腔细菌的选择作用。 2．实验方法创新 （1）科学制备抗生素纸片。为确保滤纸片大小一致，学生选择用打孔器，实际操作过程中发现由于滤纸较厚，传统的叶片打孔器很难操作，后来学生通过小组讨论得出可以用学习中用到的线圈笔记本打孔器，并对比了不同直径的打孔器，最后选择直径6mm的圆形滤纸片，干热灭菌后即可将无菌滤纸片浸泡在一定浓度的抗生素溶液中获得抗生素纸片。此方法的缺点是不清楚滤纸片上的抗生素溶液确切值。学生继续合作探究得出可以用微量移液器吸取等体积抗生素溶液滴加到无菌滤纸片上，以确保滤纸片上抗生素的量更精确，并最终确定10μl为最佳值。 （2）拓展抗生素施加方法。学生在预实验中发现抗生素纸片法操作较繁琐，于是想寻找一种较简便的操作方法。我给学生展示了2022年全国乙卷第37题，学生对该题中涉及的培养基打孔法非常感兴趣，进一步查阅资料、小组讨论、实验探究最终确定了培养基打孔法的操作步骤和注意事项。本课例两种方法同时进行，探究不同抗生素施加方法的优缺点。值得注意的是已经对进行了深度考查，这也提示我们教师在日常授课中应适度拓展、挖掘延伸，拓宽学生的视野，这是新高考模式下科学备考的有效措施。 3．课题选择创新 本课例学生通过小组讨论最后确定了三个探究课题： （1）探究连续处理多代后抗生素对细菌的选择作用； （2）探究不同抗生素对细菌的选择作用； （3）探究不同抗生素施加方法的优缺点。 通过引导学生多维度思考、小组合作探究等培养学生的科学探索精神和团队协作精神，学生的科学探究能力也得到了极大的提升。 四、实验教学目标 课程标准与本节对应的“内容要求”是：“探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系”。“学业要求”是：“能针对具体的情境，设计探究滥用抗生素的危害的活动方案等；能运用生物变异和自然选择学说的基本观念，理解滥用抗生素药物的危害，形成正确的相关认识”。结合教材内容，确定本节的教学目标如下： 1．通过查阅资料、改进实验方案、实验操作锻炼学生思维探究能力和动手实践能力。 2． 通过对数据的统计分析，探究自然选择对种群基因频率变化的影响。本拓展实验更注重学生科学思维的培养，对科学探究能力的全面提高具有独特价值。 3． 帮助学生在进一步理解种群基因组成变化、自然选择等知识的基础上形成进化观、适应观。 4．感知滥用抗生素的危害，提高合理使用抗生素的意识，认同生物学研究对生产生活的指导意义。 五、实验教学重点和难点 1．重点：实验操作《探究抗生素对细菌的选择作用》。 2．难点：分析实验结果、得出结论。 六、实验教学过程 （一）导入新课 展示17岁少年罗地朋的病例，让学生猜测他患了什么病能出现这么严重的呼吸衰竭，小组讨论后再播放视频揭示答案“这其实是一场小感冒引发的”，引出超级细菌。提问：人类