2.3.1 微生物的分布 教学设计-2026-2027学年人教版生物七年级上册

微生物的分布 ——第二单元第三章第1节 教学设计 教材 人教版（2024）七年级上册 单元 第二单元《多种多样的生物》 章节 第三章《微生物》第1节 课时 第1课时（40分钟） 创设情境 · 探究学习 · 贴近生活 · 守护健康 一、教材与学情分析 1. 内容地位与作用 本节是人教版2024年新版七年级上册第二单元《多种多样的生物》第三章《微生物》的起始节。从大单元逻辑看，学生在第二章已经学习了植物、动物等肉眼可见的生物类群，第三章则把目光引向肉眼看不见、需要借助显微镜才能观察的微生物世界。本节作为微生物单元的开篇，先回答“微生物是什么”“它们生活在哪里”两个基本问题，再通过“培养细菌、真菌的一般方法”和“检测不同环境中的细菌和真菌”探究实验，为后续学习细菌、真菌、病毒的具体类群奠定方法和认识基础。本课时以“我们的手上有多少细菌”为真实情境主线，引导学生通过亲身探究认识微生物分布的广泛性。 2. 知识结构与前后联系 本课时的核心知识包括三大模块：微生物的概念与主要类群（个体微小、结构简单，包括细菌、真菌、病毒等）、微生物的分布特点（分布极其广泛，土壤、水、空气、动植物体表和体内乃至极端环境中都有）、培养细菌和真菌的一般方法（配制培养基、高温灭菌、接种、恒温培养）。前置知识为显微镜的使用和“生物圈是所有生物的共同家园”的初步认识；后续延伸为细菌、真菌、病毒的结构、营养、生殖以及与人类生活的关系。本课时掌握的“培养微生物”实验技能，是后续几节观察实验的方法基础。 3. 课标要求解读 《义务教育生物学课程标准（2022年版）》在“生物的多样性”学习主题中要求学生“描述细菌、真菌和病毒的主要特征以及它们与人类生活的关系”，并在探究实践方面强调“能够提出问题、设计简单的探究方案、实施探究并得出结论”。新课标倡导在真实情境中开展探究学习。本课时以“洗手前后手上的细菌”为驱动性问题，组织学生完成“检测不同环境中的细菌和真菌”探究实验，让学生在真实的实验操作中认识微生物的分布，正是对课标理念的具体落实。 4. 已有知识基础 学生在日常生活中对“细菌”“微生物”并不陌生，知道“洗手能洗掉细菌”“食物放久了会发霉”“喝酸奶有益健康”等生活常识，也听说过细菌会让人得病。在前面的学习中，学生已经掌握了显微镜的基本使用方法，能够制作简单的临时装片。但学生普遍存在三个认识误区：一是认为细菌“很脏”“很可怕”，对微生物有负面刻板印象；二是认为微生物只存在于不干净的地方，不知道健康人身上、甚至清洁的桌面上也有微生物；三是不知道肉眼看不见的微生物可以通过培养形成肉眼可见的菌落。 5. 认知特点与困难预测 七年级学生对“看不见的世界”充满好奇，但抽象思维能力有限。预计本课时有三个认知难点：一是微生物个体微小、肉眼不可见，学生难以建立“一个微生物如何变成肉眼可见的菌落”的表象，需要通过培养基培养实验让学生亲眼观察到菌落的形成；二是“接种”“培养基”“无菌操作”等实验概念较为专业，学生第一次接触，需要教师详细示范；三是探究实验需要较长的培养时间（一般1-2天），课堂上无法立即看到结果，需要教师提前培养好示范菌落，并让学生在课后持续观察记录。 6. 生活经验与情感基础 勤洗手、讲卫生是学生从小接受的健康教育内容，七步洗手法几乎人人会做，但“为什么要洗手”“手上到底有什么”却少有人深究。新冠疫情之后，学生对手卫生、戴口罩、环境消毒有了切身经历和直观感受。这些生活经验是本课时最宝贵的情境资源。教师应善用这一契机，把“洗手”这一日常行为转化为科学探究的起点，让学生在“看不见的微生物世界”面前，既建立科学认识，又养成良好卫生习惯。 二、教学目标（基于核心素养四维度） 1. 生命观念 通过“检测不同环境中的细菌和真菌”探究实验，建构“微生物分布极其广泛”的生命观念：认同微生物个体微小、结构简单，广泛存在于土壤、水、空气、动植物体表和体内乃至极端环境中，生物圈是包括微生物在内的所有生物的共同家园。初步形成“微生物既有害也有益”的辩证认识。 2. 科学思维 通过设计“洗手前后手上细菌数量比较”的对照实验，运用控制变量、设置对照的科学思维方法，初步学会基于探究证据进行推理和结论。通过对不同环境菌落数量和形态的比较分析，运用比较、归纳的思维方法概括微生物的分布特点，提升从实验现象中抽象出一般规律的能力。 3. 探究实践 通过配制培养基（或教师演示）、高温灭菌、接种、恒温培养等实验操作，初步掌握培养细菌和真菌的一般方法。以小组为单位完成“检测不同环境中的细菌和真菌”探究实验，经历“提出问题—作出假设—制定计划—实施实验—观察记录—得出结论”的完整探究过程，学会规范使用培养皿、无菌棉棒等实验器材。 4. 态度责任 基于手上微生物检测的真实结果，认识到讲究个人卫生、勤洗手、保持环境清洁的重要性，养成良好的卫生习惯和健康生活方式。能够辩证看待微生物，既不“谈菌色变”，也不掉以轻心。在实验中养成严谨、规范、实事求是的科学态度和爱护实验器材的良好习惯。 三、教学重难点 1. 教学重点 微生物的分布特点；培养细菌和真菌的一般方法；“检测不同环境中的细菌和真菌”探究实验的设计与实施。这三项是本课时的核心知识与核心技能，其中探究实验既是认识微生物分布的重要途径，也是培养学生科学探究能力的重要载体。教学中需通过教师示范、小组分工、规范操作确保实验安全有效。 2. 教学难点 对照实验的设计与控制变量；理解“菌落”的概念以及从“单个微生物”到“肉眼可见菌落”的过程。前者难在学生第一次系统设计对照实验，需要教师提供结构化的实验设计单加以引导；后者难在微观过程与宏观现象之间的跨越，需要教师借助提前培养好的示范菌落和显微图片帮助学生建立表象。 四、教学过程 本课时以“我们的手上有多少细菌”为主情境，设计五个环节：从“为什么要洗手”的日常问题切入，引导学生认识微生物、学习培养方法，再通过亲手接种检测不同环境中的微生物，最后落实到卫生习惯养成。各环节紧扣“情境—问题—实验—证据—结论”的逻辑，实现“教—学—评”一致性。下表为教学过程整体框架。 表 1 教学过程整体框架一览表 环节 时间 情境/任务 对应素养 环节一 5分钟 问题导入：手上到底有多少细菌？ 生命观念、态度责任 环节二 8分钟 认识微生物：看不见的“邻居”是谁 生命观念、科学思维 环节三 10分钟 学习培养方法：怎样让微生物“现形” 探究实践、科学思维 环节四 12分钟 动手探究：检测不同环境中的细菌和真菌 探究实践、态度责任 环节五 5分钟 结果预测、小结与卫生倡议 态度责任、科学思维 环节一 情境导入：手上有多少细菌（5分钟） 【情境创设】 课堂开始，教师举起两只手，说：“同学们，老师这双手，刚才按过黑板、拿过粉笔、摸过门把手。大家看，它干净吗？”学生纷纷说“干净”或“看上去干净”。教师话锋一转：“可是老师要告诉大家，这双看上去干干净净的手上，可能生活着成千上万的小生命。它们小到我们肉眼根本看不见。它们是谁？它们到底有多少？今天，我们就来当一回”微生物侦探“，把这些看不见的小家伙们”揪“出来。” 【师生互动】 教师提问：“说到手上的细菌，大家觉得我们为什么要勤洗手？”预设学生回答：“因为手上有细菌，吃进肚子会生病。”“洗手可以把细菌冲掉。”教师追问：“那你们觉得，洗干净的手上还有没有细菌？用洗手液洗手和用清水洗手，效果一样吗？”学生议论纷纷，有的说“洗干净了就没有了”，有的说“还有”。教师把这个悬念记下：“这个问题，我们今天就用实验来回答。” 【设计意图】 以“看不见的手上细菌”这一与学生日常密切相关的真实问题切入，制造“看上去干净却可能藏着成千上万小生命”的认知冲突，激发学生的探究欲望。“洗手效果比较”的悬念贯穿后续探究活动，为对照实验设计埋下伏笔。 环节二 认识微生物：看不见的“邻居”（8分钟） 【资料观察】 教师播放一组显微图片：电子显微镜下的大肠杆菌、发霉面包上的青霉、切开的橘子上长出的霉菌、电子显微镜下的新冠病毒。教师讲解：“这些肉眼看不见、必须借助显微镜甚至电子显微镜才能看清的小生命，就是微生物。它们个体微小、结构简单，主要包括细菌、真菌和病毒等类群。虽然我们看不见它们，但它们无处不在。” 【师生互动】 教师提问：“请大家开动脑筋想一想，在我们周围，哪些地方可能生活着微生物？”学生分组讨论后自由发言，预设答案有：“手上、皮肤上。”“水里、土里。”“空气中。”“食物放久了发霉。”“口腔里、肚子里。”教师把答案板书在黑板上，追问：“那在炎热的温泉里、在寒冷的南极冰盖下、在很深的海底，有没有微生物呢？”学生惊讶。教师补充：“科学考察发现，即使在这些极端环境中，也有微生物的身影。可以说，微生物分布极其广泛，几乎无处不在。” 表 2 微生物主要类群与分布特点一览表 项目 内容 概念 个体微小、结构简单的低等生物，需借助显微镜观察 主要类群 细菌（如大肠杆菌）、真菌（如酵母菌、青霉、蘑菇）、病毒（如流感病毒） 大小 细菌一般0.5-5微米，病毒比细菌小得多，需电子显微镜观察 分布 广泛分布于土壤、水、空气、动植物体表和体内，乃至温泉、极地等极端环境 【设计意图】 通过显微图片和头脑风暴，把学生从“微生物=脏东西”的刻板印象中解放出来，建立“微生物无处不在、种类繁多”的科学认识。教师补充极端环境中的微生物，为“微生物分布极其广泛”提供充分证据。 环节三 学习培养方法：让微生物“现形”（10分钟） 【方法讲解】 教师说：“微生物太小了，肉眼看不见。可是科学家有办法让它们”现形“——就是把它们培养起来。一个细菌或真菌在适宜的条件下，会迅速繁殖，形成一个肉眼可见的集合体，这就是菌落。”教师出示提前培养好的菌落培养皿，让学生传看：“大家看，这些五颜六色、大小不一的斑点，就是一个个菌落。通过观察菌落的形态、大小、颜色，我们就能知道哪里有微生物、有多少。” 【示范操作】 教师边演示边讲解培养细菌和真菌的一般方法：“第一步，配制培养基——用牛肉汁（或牛奶）和琼脂混合，为微生物提供营养；第二步，高温灭菌——把培养基和培养皿高温处理，杀死其中原有的微生物，防止干扰；第三步，接种——把要检测的微生物转移到培养基上；第四步，恒温培养——把培养皿放在温暖的地方，让微生物生长繁殖。”教师重点示范接种操作：“注意，要用无菌棉棒，打开培养皿盖要留一条缝，动作要快，培养皿盖不能全部打开，防止空气中杂菌落入。” 表 3 培养细菌和真菌的一般方法与目的对照表 步骤 操作 目的 1. 配制培养基 牛肉汁+琼脂加热融化后倒入培养皿 为细菌、真菌提供营养和附着场所 2. 高温灭菌 培养基和培养皿高温高压处理 杀死原有微生物，排除杂菌干扰 3. 接种 用无菌棉棒将待测物涂抹到培养基上 把要检测的微生物转移到培养基上 4. 恒温培养 放入恒温箱或温暖处培养1-2天 在适宜温度下让微生物繁殖形成菌落 【设计意图】 菌落概念是理解本课时的关键。教师出示提前培养好的示范菌落，让学生亲眼看到“微生物现形”的结果，化解“单个微生物如何变成肉眼可见菌落”的认知难点。四步培养方法的讲解与示范，为学生后续动手接种做好方法铺垫。 环节四 动手探究：检测不同环境中的细菌和真菌（12分钟） 【活动：设计并实施探究实验】 教师发布探究任务：“现在，请各组选择你们想检测的一个环境——可以是洗手前的手指、洗手后的手指、硬币表面、门把手、桌面上、教室空气等，设计并实施一个对照实验。想一想：怎样设置对照？怎样保证变量唯一？”学生分组讨论，填写实验设计单，教师巡视指导。 【学生动手接种】 学生按设计方案进行接种操作：洗手前组用无菌棉棒在未洗的手指上擦拭后，轻轻涂抹到A培养皿的培养基上；洗手后组用同样方法涂抹到B培养皿上；空气组打开培养皿盖暴露在教室空气中5分钟。教师巡回提醒：“注意无菌操作，培养皿盖只开一条缝，做完立即盖上，贴上标签写上组别和环境。”教师强调：“这些培养皿课后会放在恒温箱里培养，明天我们再来观察结果。” 表 4 “检测不同环境中的细菌和真菌”实验设计单 项目 内容 提出问题 不同环境中都有细菌和真菌吗？洗手能减少手上的细菌吗？ 作出假设 不同环境中都有微生物；洗手后手上的微生物比洗手前少 实验材料 已灭菌的培养基培养皿、无菌棉棒、标签纸、放大镜 实验组 用棉棒擦拭洗手前手指/门把手/硬币后接种到A培养皿 对照组 用棉棒擦拭洗手后手指/未擦拭对照培养皿 变量控制 除检测环境不同外，其他条件（温度、时间、培养基）完全相同 观察记录 培养1-2天后，观察并记录各培养皿中菌落的数量、大小、颜色、形态 【设计意图】 本环节是本课时的核心“做中学”活动。学生在真实问题驱动下设计对照实验、亲手接种，完整经历科学探究过程。实验设计单作为认知支架，帮助学生理解“控制变量”“设置对照”的科学方法。由于培养需要时间，本环节只完成接种，结果观察放在课后和下一课时。 环节五 结果预测、小结与卫生倡议（5分钟） 【结果预测与小结】 教师提问：“请大家预测一下，明天打开培养皿，哪一个里面的菌落最多？为什么？”预设学生回答：“洗手前的手指最多，因为没洗手。”“门把手可能也多，因为很多人摸。”“空气组可能少一些。”教师小结：“很好。通过今天的学习，我们认识到微生物个体微小、结构简单，主要包括细菌、真菌、病毒，它们分布极其广泛，几乎无处不在。我们还学会了用培养的方法让它们”现形“，亲手做了检测不同环境中微生物的实验。” 【课堂评价】 采用“三星自评”方式，学生在学习单上勾选：我能说出微生物的概念和主要类群；我能说出培养细菌真菌的四个步骤；我能设计一个简单的对照实验检测环境中的微生物；我知道了为什么要勤洗手。教师根据学生自评和实验操作表现，评选“最佳探究小组”“规范操作奖”。 【卫生倡议】 教师结合开课问题发出倡议：“等明天我们看到培养皿里密密麻麻的菌落，大家就会明白，为什么老师反复强调要勤洗手、要用洗手液认真洗手、要保持环境清洁。讲卫生不是一句空话，而是保护我们自己远离病菌的科学选择。当然，大家也要知道，微生物不都是坏的——后面我们会学习，制作酸奶的乳酸菌、发面的酵母菌，都是我们的好朋友。” 【设计意图】 结果预测环节锻炼学生的推理能力，也为课后观察留下悬念。课堂小结帮助学生梳理知识脉络。卫生倡议把科学学习与健康生活方式有机结合，落实态度责任素养；同时辩证看待微生物，为后续学习埋下伏笔。 五、板书设计 表 5 板书设计示意图 主题 我们的手上有多少细菌？——微生物的分布 认识微生物 培养与探究 概念：个体微小、结构简单 类群：细菌、真菌、病毒 分布：广泛（土壤、水、空气、 动植物体表体内、极端环境） 菌落：肉眼可见的集合体 培养四步： 配培养基→高温灭菌→接种→恒温培养 探究：检测不同环境中的细菌真菌 要点：对照实验、控制变量、无菌操作 启示：勤洗手、讲卫生、辩证看待微生物 六、教学评价设计 1. 评价原则 遵循“教—学—评”一致性原则，采用过程性评价与结果性评价相结合。评价不仅关注学生能否说出微生物的类群和分布特点，更关注学生能否设计规范的对照实验、能否规范完成接种操作、能否基于实验证据得出结论。由于探究结果在课后才能观察到，评价需延伸至课后观察环节。 2. 评价维度与指标 表 6 教学评价指标一览表 素养维度 评价指标 评价方式 生命观念 能否说出微生物的概念、类群和分布特点；能否理解微生物无处不在 课堂提问、学习单、观察记录 科学思维 能否设计对照实验并控制变量；能否基于预测和实验结果进行推理 实验设计单、预测发言、结论分析 探究实践 能否规范完成接种操作；能否正确使用培养皿和无菌棉棒；能否持续观察记录 教师巡视、操作评价、课后观察记录 态度责任 是否认同勤洗手讲卫生的重要性；是否辩证看待微生物；是否规范安全操作 课堂观察、行为表现、倡议参与度 3. 过程性评价记录表 教师在学生接种过程中，使用“实验操作记录卡”记录各小组的操作规范性，包括：是否正确设置对照、是否做到无菌操作、标签是否规范、小组成员分工是否合理。课后培养完成后，组织学生观察并填写“菌落观察记录表”，统计各环境中菌落数量，比较实验组与对照组，得出结论。该记录纳入学生学习档案。 七、教学反思 1. 预期亮点 本课时以“手上有多少细菌”这一学生身边的真实问题贯穿始终，把“勤洗手”这一日常行为转化为科学探究的起点。学生不是被动接受“微生物分布广泛”的结论，而是通过亲手接种、等待观察，亲眼看到不同环境中长出的菌落，在证据基础上自主建构概念。对照实验的设计和无菌操作的实践，让学生经历了完整的科学探究过程，真正体现了“做中学”“学中思”。课后观察环节把课堂延伸到课外，培养了学生持续观察的科学习惯。 2. 预期困难与应对 预计可能出现的困难有三方面。其一，课堂上学生只能完成接种，看不到结果，部分学生可能“吊不起胃口”，教师需提前准备好上一届学生或教师预先培养好的示范菌落，让学生课堂上就能看到“微生物现形”的效果。其二，无菌操作要求高，七年级学生动手能力有限，接种时可能打开培养皿盖过大、动作过慢，教师需提前详细示范并巡回指导，必要时提供操作图示。其三，实验培养需要时间和恒温条件，若学校没有恒温箱，可将培养皿放在温暖的暖气片旁或教师家中培养，但需注意安全和后续消毒处理。 3. 改进思路 后续教学中可从三方面进一步优化。第一，将本课时探究实验与学校健康教育月结合，组织“洗手前后菌落对比”成果展示，让实验结果成为全校同学的卫生教育素材。第二，引入“微生物无处不在”的长周期观察项目，让学生检测校服、书包、水杯、钥匙等随身物品上的微生物，进一步深化对微生物分布的认识。第三，与信息技术课结合，让学生用延时摄影记录菌落从无到有的生长过程，制作“微生物成长记”短视频，增强探究的趣味性和可视化程度。 学科网（北京）股份有限公司 $