探究培养液中酵母菌种群数量的变化的创新设计

1、探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的创新设计吉林省安图县第二中学 金春兰一、教材分析1、内容与地位 本节内容包括两个方面：一是构建种群数量增长的数学模 型以及种群数量增长的类型，二是探究培养液中酵母菌种群数量的变化。本章是 教材首次向学生介绍有关生态学的知识，是后面学习群落和生态系统知识的基础 和前哨，而本节内容又是其中的重点和难点，知识点较多而且较难。在教学深度 的把握上应定位在让学生尝试去构建种群增长的数学模型，理解有关专业术语， 并用数学模型（数学公式和坐标曲线图）解释种群数量的变化，语言力求形象生 动，避免不适当的扩展。二、课标要求：种群和群落的课标中要求： 尝试建立数学模型解释种群的

2、变化； 解释种 群数量的变化类型及原因，指出影响种群数量变动的因素。三、教学实践针对本节课标要求的 “尝试建立数学模型解释种群的数量变化” ，我们学习了“种 群数量的变化”一节。首先给同学们介绍建构种群增长模型的方法， 包括： 数学模型概念； 研 究方法；意义；表现形式-数学方程式和曲线图；步骤：以探索“细菌 每 20min 分裂一次”的规律，合理假设，假设细菌以指数函数增长。然后，选用 数学语言进行表达，并作出数学模型的表达形式即数学方程式表示： Nn=2n，其中 N 代表细菌数量， n 表示第 n 代。然后引导同学们以数学的另一种表达形式即曲线图表示，即以时间为横轴， 以细菌数量为纵轴而画

3、出的细菌种群增长的曲线图。 看图总结：理想条件下“j” 型增长；现实条件下“ S”型增长。然后再引导学生探究影响种群数量的因素， 总结出种群数量变化除增长外还有波动和下降等， 以及研究种群数量变化的实践 意义，如适时捕捞等。四、创新设计活动方案 结合“尝试建立数学模型解释种群的数量变化”的课标要求，以及“种群数量变 化”的课程教学实践创新设计关于 “探究培养液中酵母菌种群数量变化” 的活化 可行方案。此方案思路是：老师指导，由学生独立探究完成。五、教学过程1 引入 首先围绕“探究实验方案的设计一般包括哪些内容？”组织学生开 展讨论，使学生能回顾、说出探究实验的一般步骤和特点，引出新课。2 提出

4、问题 有些探究实验，课题即问题，非常明确，如：探究植物生长调 节剂对扦插枝条生根的作用等，而本实验的课题笼统，研究的方向不够确定，因 而在进行探究实验之前，首先必须提出具体问题，问题可以有好多种，本探究实 验也就可以演化为多个不同的子实验。因此要引导学生围绕“探究培养液中酵母 菌种群数量的变化”尝试提出不同问题，如：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？温度(pH培养液中某养分的浓度、不同培养液、 Q等)对酵母菌种群数 量变化是如何影响的？两种不同类型的酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？等等。3 讨论交流 从学生提出的若干问题中选出一个较简单和典型的问题， 如上述 提出的第一个问题“培

5、养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？”，作为 实例展开讨论。(1) 作出假设 针对提出的这一问题， 指导学生作出假设。 作出假设既要立足于 已有知识，更要充分发挥想像力和创造力。因此在教学中要鼓励学生“合理提出 假设”，围绕问题，根据预期结果作出符合逻辑的假设。(2) 讨论探究思路 可以引导学生由粗到细进行讨论，找出自变量(时间) 和因变量(培养液中酵母菌种群的数量)，因此，该实验需要持续 7 天，要保证 每天在同一时间进行观察，而要计数培养液中酵母菌种群的数量则需要使用显微 镜和血球计数板， 7 天后还要对实验结果进行处理和分析，最终得出实验结论。(3) 制定计划 学生在明确了探究思路

6、后，就可以在教师的指导下按小组讨 论制定计划，然后进行交流，从材料准备、人员分工、实验方法与步骤等几个方 面考虑，最后修改完善计划。4 实验探究 这是计划的实施阶段。由于学生缺乏微生物培养的相关知识，又 是首次接触血球计数板，因而独立实施实验探究难度较大，不能离开教师的指导 和示范。可采用如下一系列的方法 :师生共同准备：学生的分组、棉塞的制作、无菌马铃薯培养液的配制、分 装和灭菌等在实验课之前完成。教师课堂演示：教师演示接种、取样、用血球计数板进行初始酵母菌数量 的计数等操作。师生共同讨论：围绕教师的上述演示展开讨论，接种为什么要在酒精灯火 焰的上方进行？血球计数板有哪两种规格？结构如何？如

7、何使用血球计数板进行 酵母菌计数？使用血球计数板进行计数是采用了什么检测的方法？记录的表格如 何设计？等等。在关于血球计数板及其使用的讨论中，要充分利用多媒体技术展 示计数室的图片，指导学生弄清不同规格的血球计数板随机选取中方格的原则和 方法，明确计数的方法，能进行 1ml 培养液中酵母菌数量的推导计算。学生独立操作：在教师演示和师生讨论的基础上，学生再独立进行接种、 取样、用血球计数板进行初始酵母菌数量的计数、酵母菌的培养等操作。六、本人在教学实施中的创新点：1 本节课的教学，课前能很好地利用本地的教学条件，课堂上能突出引导学 生自主解决所收集的数据的分析总结，探究变化规律，建构数学模型，绘制变化 曲线，并尝试解释种群数量变化的原因。在教师设计的教学过程中，各学生在类 似于科学研究的活动中，通过有序地开展自主进行数型转换、讨论分析、交流等 活动，并与生产实践应用紧密结合，保证了知识、技能和情感等方面的课堂教学 目标的质量。2 该实验涉及血球计数板的使用，教材中也没有关于血球计数板及其使用的 详