初中生物学七年级下册《细菌和真菌的分布》探究式教学设计

初中生物学七年级下册《细菌和真菌的分布》探究式教学设计

一、教材与学情分析

（一）教材地位与内容解构

本课题选自人教版初中生物学八年级上册（实际教学中依据课程标准内容常安排于七年级下册或八年级上册）第五单元第四章《细菌和真菌》的第一节。本章内容在整本教材中具有承上启下的关键作用。在此之前，学生已经学习了细胞的结构、植物的类群、动物的类群等内容，对生物多样性有了初步认识。而细菌和真菌作为微生物的主要类群，是生物圈中不可或缺的重要组成部分，它们的分布、结构与功能、与人类的关系等内容，将为学生构建完整的生物多样性和生态系统知识体系奠定基础。本节《细菌和真菌的分布》是开启微生物世界大门的钥匙，【基础】且【重要】，其核心在于引导学生从宏观的观察入手，通过探究实验，初步感知微生物存在的普遍性，并学会区分菌落，为后续深入学习细菌和真菌的细胞结构、营养方式和繁殖方式等微观知识做好铺垫。

【高频考点】菌落的概念及区分（细菌菌落与真菌菌落）、探究实验的设计原则（如设置对照组、控制单一变量）、培养细菌真菌的一般方法。

（二）学情分析

授课对象为七年级学生。他们的思维特点正处于从形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段，对周围世界充满好奇，喜欢动手操作，但观察的持久性和细致性有待加强，实验设计的逻辑性和严谨性需要引导。

1.知识储备：学生已经学习了动植物细胞的结构，知道生物的生活需要营养，但对“微生物”这一概念还比较模糊，对于细菌、真菌的存在形式（特别是肉眼不可见的个体）缺乏直观认识。部分学生可能从生活经验中知道“发霉”、“长毛”，但这些经验是零散的、非科学的。

2.能力基础：具备初步的观察能力和简单的实验操作能力（如显微镜使用），但对于完整的科学探究过程，特别是提出问题、作出假设、设计实验方案、预测结果等环节，尚缺乏系统训练。团队协作能力正在形成中。

3.心理特征：对看不见的生命体有神秘感和好奇感，这是开展探究教学的绝佳心理基础。同时，由于细菌、真菌与疾病、食品腐败相关，部分学生可能存在恐惧或片面的认识，需要教师在教学中进行正确引导，树立辩证唯物主义的生命观。

二、教学目标与核心素养

基于课程标准并体现当前教育改革的最高水平要求，本教学设计旨在将知识传授、能力培养和价值观塑造融为一体，具体目标如下：

1.生命观念：通过对细菌和真菌分布的探究，认识到生物圈中到处都有生命的踪迹，包括我们肉眼难以直接观察的微生物世界，从而建立起“生物与环境是统一整体”的观念。理解细菌和真菌作为分解者在物质循环中的重要作用，认同生命的多样性和复杂性。

2.科学思维：能够基于观察和生活经验提出问题，如“不同环境中细菌和真菌的数量一样吗？”。能够运用比较、分类、归纳、演绎等方法，对菌落的形态特征进行区分，并对探究结果进行分析，得出科学结论。培养实证意识和逻辑推理能力。【难点】如何引导学生设计出科学、可行的探究方案，并准确分析实验结果。

3.科学探究：通过“检测不同环境中的细菌和真菌”的探究活动，【核心】亲历科学探究的一般过程：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。掌握细菌和真菌培养的基本方法，学会设置对照实验，理解重复实验的重要性，提高动手实践能力和合作探究能力。

4.社会责任：通过探究自身生活环境（如教室空气、手背、硬币等）中的微生物分布，养成勤洗手、常通风、讲卫生的良好生活习惯。辩证地看待细菌、真菌与人类的关系，既认识到其有害的一面（如引起疾病、使食品腐败），也认同其有益的一面（如用于食品发酵、生产抗生素、作为分解者参与物质循环），形成健康的生活态度和社会责任感。

三、教学重难点

1.教学重点：【重要】

（1）细菌和真菌菌落的特点及其区别。

（2）设计并实施“检测不同环境中的细菌和真菌”的探究实验。

（3）掌握培养细菌和真菌的一般方法。

2.教学难点：【难点】

（1）如何引导学生提出有探究价值的问题，并设计出科学、严谨、可操作的探究方案，特别是控制变量的思想和设置对照组的方法。

（2）对菌落的观察、区分和描述，以及对实验现象背后的原因进行合理解释。

四、教学方法与准备

（一）教学方法

采用“情境创设-问题驱动-探究主导-建模内化”的教学模式。融合讲授法、讨论法、实验法、合作学习法等多种方法，以学生为主体，教师为引导者，将课堂还给学生。

（二）教学准备

1.教师准备：配置好的牛肉膏蛋白胨培养基平板（或自制培养基，每组2-3个）、高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱、无菌棉签、无菌水、试管、记号笔、标签纸、放大镜、酒精灯、多媒体课件（展示菌落图片、视频、实验注意事项等）。提前制备好典型的细菌和真菌菌落示范平板。

2.学生准备：预习教材，以小组为单位讨论想要探究的问题（如：比较洗手前后手上的细菌真菌数量；比较教室内和走廊上空气中的微生物数量；比较使用过的橡皮和新的橡皮上的微生物数量等），并初步设计实验方案。

五、教学实施过程（核心环节，占绝大部分篇幅）

本环节设计为2课时连堂或分两次进行（第一课时：理论铺垫与实验方案设计；第二课时：观察结果与交流研讨）。整个过程强调学生的深度参与和思维进阶。

（一）创设情境，激趣导入（约5分钟）

教师展示一组对比强烈的图片：一张是美味的面包，另一张是长满霉菌的发霉面包；一张是洁白的墙壁，另一张是墙角滋生的霉斑。提问：“是什么让面包和墙壁发生了这样的变化？这些‘不速之客’是从哪里来的？它们一直存在吗？”引导学生思考，这些导致食物腐败、墙壁发霉的“元凶”就是细菌和真菌。但细菌和真菌个体微小，我们肉眼通常看不见，那么如何证明它们的存在呢？引出本节课的核心内容——我们需要先“看到”它们的“大本营”，即它们的分布。从而引出课题，并激发学生探究微生物世界的兴趣。

（二）基础铺垫，概念建构（约15分钟）

1.菌落概念的建立：【基础】

教师讲解：虽然单个细菌或真菌细胞很小，但它们在适宜的培养基上大量繁殖后，会形成一个肉眼可见的集合体，称为菌落。这就像我们看不到单个的蚂蚁，但能看到庞大的蚁群一样。菌落就是细菌和真菌的“大colony”。引导学生观察教师提前准备好的、在恒温箱中培养好的典型菌落示范平板。

2.区分细菌菌落与真菌菌落：【核心】【高频考点】

指导学生利用放大镜，仔细观察示范平板上的不同菌落。引导学生从形态、大小、颜色、光泽度、透明度等方面进行描述和对比。

教师总结归纳：【非常重要】

（1）细菌菌落：一般较小，表面或光滑粘稠，或粗糙干燥，颜色多呈白色、黄色，与培养基结合不紧密，易挑起。

（2）真菌菌落（主要是霉菌）：一般比细菌菌落大几倍到几十倍，常呈绒毛状、絮状或蜘蛛网状，有的还能呈现红、褐、绿、黑等不同颜色。这是因为霉菌有菌丝，菌落由菌丝构成。

通过对比，帮助学生建立起区分两类微生物宏观形态的标准，为后续的探究观察提供理论依据。

（三）方案研讨，科学设计（约25分钟）——【非常重要】【难点突破】

1.提出问题，聚焦探究：

承接菌落的概念，教师引导：“菌落能帮助我们‘看到’微生物。那么，在我们生活的环境中，是不是到处都有细菌和真菌呢？不同地方的分布情况一样吗？”鼓励学生结合生活经验，提出自己感兴趣的问题。各小组分享预习时设计的探究问题，教师将问题分类板书，如：A组：洗手前后，手上的细菌真菌一样多吗？B组：教室内和走廊上，哪个地方的空气微生物更多？C组：使用过的橡皮和没用过的橡皮上都有微生物吗？D组：我们每天接触的硬币上有没有微生物？

2.聚焦问题，共议方案：

教师选择一个典型问题（例如“洗手能减少手上的细菌真菌吗？”）作为范例，引导学生共同设计实验方案。

（1）作出假设：引导学生根据常识作出假设。例如：洗手可以显著减少手上的细菌和真菌。

（2）制定计划：【难点】这是科学探究的核心，教师需层层递进地引导。

A.材料用具：我们需要什么来培养微生物？（培养基平板）如何保证实验前平板上是干净的？（灭菌）如何取样？（无菌棉签、无菌水）如何培养？（恒温培养箱，温度设定在适合细菌真菌生长的25-37℃）

B.变量控制：【核心】这个实验的变量是什么？（手的清洁程度：洗手前vs洗手后）除了这个变量，其他条件需要一样吗？（如：涂抹的面积、力度、培养基的型号、培养的温度和时间等）——引导学生理解控制单一变量的原则。

C.对照组的设置：【高频考点】是不是只需要一个洗手前、一个洗手后的平板就够了？是否需要有“不涂抹”的平板？引导学生思考：如果不设一个不接种任何东西的平板，我们怎么知道平板上长出的菌落一定是来自手上的，而不是培养基本身灭菌不彻底带来的？从而引出设置空白对照组的必要性和重要性，它能够排除实验误差，增强实验结果的说服力。

D.实验步骤梳理：第一步：准备三套已灭菌的培养基平板，分别标记为A（洗手前）、B（洗手后）、C（空白对照）。第二步：用无菌棉签蘸取无菌水，在手心处涂抹几下，然后在A平板上轻轻涂抹（注意打开皿盖的角度，防止空气中杂菌落入）。第三步：用肥皂或洗手液按七步洗手法洗手后，再用新的无菌棉签蘸取无菌水，在相同手心处涂抹，然后在B平板上涂抹。第四步：C平板不做任何处理，直接封盖。第五步：将所有平板倒置，放入恒温培养箱中培养（例如37℃，培养24-48小时）。第六步：观察并记录菌落数量、形态、颜色等。

3.分组细化，完善方案：

各小组参考范例，结合自己提出的问题，讨论并完善本组的探究方案。教师巡视，参与各组讨论，针对性地指导，如：探究空气中微生物的小组，需要考虑如何暴露平板（打开皿盖暴露在空气中相同时间，然后盖上）；探究硬币的小组，需要考虑如何用无菌棉签擦拭硬币表面等。确保每个小组的方案都具备可操作性和一定的科学性。

（四）实验操作，实践求真（第一课时剩余约5分钟+课后准备或第二课时初）

由于接种操作需要无菌条件，且培养需要时间，此环节可安排在第一课时最后几分钟，简要介绍无菌操作要领后，由教师协助或学生在教师指导下快速完成接种操作，然后统一放入培养箱。若条件允许，也可安排第二课时开始时，先让学生观察已经培养好的实验结果。这里预设为第二课时开始时观察。

*实际操作环节要点（若当堂进行）：

教师再次强调无菌操作的重要性：酒精灯火焰旁操作、棉签不能接触其他物品、打开平板盖的角度要小、时间要短。各小组按照既定方案，迅速、规范地完成接种和标记工作。教师重点关注空白对照组的设置和各组变量的控制，及时纠正不规范操作。完成后，将所有平板倒置放入指定区域的恒温培养箱中。

（五）结果观察，分析论证（第二课时，约30分钟）——【核心】【高频考点】

1.观察现象，获取证据：

教师提前取出培养了48小时左右的各小组平板（注意生物安全，培养后的平板在观察前不要随意打开）。分发到各小组。指导学生再次利用放大镜，仔细观察自己小组和邻组平板上菌落的生长情况。重点观察：哪个平板上菌落最多？哪个最少？菌落形态有何不同？空白对照平板上是否长了菌落？

2.数据记录，小组讨论：

各小组根据观察，将结果记录在预先设计的表格中（记录菌落数量、类型、颜色等），并对实验结果进行分析讨论。讨论题纲：

（1）实验结果是否支持你们最初的假设？

（2）从菌落的数量和类型看，你们探究的环境中存在哪些微生物？有何特点？

（3）空白对照组为什么应该（或不应该）有菌落生长？如果空白对照组长了菌落，说明了什么问题？对你们的实验结果有什么影响？

（4）通过这个实验，你们能得出什么结论？

3.交流展示，思维碰撞：

各小组选派代表，向全班汇报本组的探究问题、假设、简要过程、观察结果和得出的结论。鼓励其他小组质疑、提问。

例如，探究洗手效果的小组可能汇报：A平板（洗手前）长满了大大小小的菌落，有光滑的也有毛茸茸的；B平板（洗手后）菌落数量明显减少，且以光滑的小菌落为主；C平板（空白对照）没有菌落生长。结论是洗手确实能有效减少手上的细菌和真菌，但不能完全杀灭所有微生物，尤其是一些抵抗力较强的细菌芽孢或真菌孢子可能还存在。

再如，探究空气的小组可能汇报：教室角落的平板长出的菌落比窗台的多；走廊上的平板菌落类型与教室内的有所不同。

教师在此过程中，适时引导、点评、追问，将学生的零散发现提升为规律性认识。例如，针对某个小组空白对照也长了菌落的情况，引导学生讨论可能的原因（灭菌不彻底、操作污染、培养箱内污染等），并分析这对实验结论可靠性的影响，培养学生实事求是的科学态度和批判性思维。

（六）归纳总结，迁移提升（约10分钟）

1.归纳发现，形成共识：

基于全班各小组的汇报，教师引导学生共同归纳：

（1）细菌和真菌的分布是【非常】广泛的。无论是空气、水、土壤，还是我们的身体、日常用品上，都有它们的存在。

（2）不同环境中细菌和真菌的分布数量和种类不同。一般来说，营养丰富、潮湿、温暖的场所微生物数量多；而经过严格灭菌、干燥、低温或强紫外线照射的环境，微生物数量少。

（3）细菌和真菌的菌落特征不同，我们可以据此初步鉴别它们。

2.联系生活，价值引领：

教师提问：“了解了细菌和真菌的分布如此广泛，你对日常生活中的卫生习惯有什么新的认识？”

引导学生畅谈：为什么要强调饭前便后洗手？为什么要经常开窗通风？为什么要对医疗器械进行严格灭菌？为什么要将食物放在冰箱里？

同时，教师展示一些图片和视频，介绍细菌和真菌的益处：如酸奶的制作（乳酸菌）、面包的发酵（酵母菌）、抗生素的产生（青霉菌）、自然界中动植物遗体的分解等。引导学生辩证地看待微生物，认识到绝大多数微生物对人类是无害甚至有益的，只有少数病原微生物会引起疾病。从而帮助学生建立科学、理性的生命观，【重要】形成良好的卫生习惯，并认同微生物在生物圈和人类生活中的重要价值。

六、跨学科视野融合

本设计有机融入了跨学科的理念：

1.与数学学科的融合：在实验结果分析环节，引导学生对菌落数量进行统计、比较，可以初步运用数学中的计数、比较、图表绘制等方法，使生物学结论更具说服力。例如，可以尝试计算洗手前后菌落数量的减少百分比。

2.与化学学科的融合：培养基的配制涉及到营养物质（牛肉膏、蛋白胨、琼脂）的选择和比例，可以简单提及这些营养物质为微生物生长提供的碳源、氮源等，渗透化学知识。高压蒸汽灭菌的原理也涉及到水的沸点与气压关系的物理化学知识。

3.与美术学科的融合：鼓励学生在观察菌落时，用绘图的方式记录菌落的形态、颜色和分布特点，这不仅锻炼了观察的细致性，也是一种科学的记录方法，将科学与艺术结合起来。

4.与综合实践活动/劳动教育的融合：本探究活动本身就是一次典型的综合实践活动。在实验准备（如清洗器材、协助配制培养基）、实验操作、结果整理过程中，学生需要动手、动脑、协作，这本身就是劳动教育的一部分。同时，通过对微生物分布的探究，促使学生在日常生活中更好地进行自我管理和环境清洁，这也是劳动素养的体现。

七、教学评价设计

采用过程性评价与终结性评价相结合的方式。

1.过程性评价（占比60%）：

（1）课前预习评价：能否提出有探究价值的问题，初步方案是否合理。

（2）课堂参与评价：在方案研讨环节的参与度、贡献度，能否积极思考、表达观点。

（3）实验操作评价：是否遵守无菌操作规程，小组合作是否默契，能否规范地完成接种。

（4）交流评价：汇报是否清晰、有条理，能否准确描述观察结果，能否对他人的汇报提出有建设性的问题或意见。

2.终结性评价（占比40%）：

（1）实验报告评价：实验报告的撰写是否完整、规范，结果分析是否科学、合理，结论是否基于证据，反思是否有深度。这是【重要】的评价依据。

（2）纸笔测试评价：设计针对菌落概念、区分方法、探究实验原则（如对照、变量）的练习题，考查学生对核心知识的掌握程度。

八、板书设计（提纲挈领）

第四章细菌和真菌

第一节细菌和真菌的分布

一、观察菌落

1.概念：一个细菌或真菌繁殖后形成的肉眼可见的集合体。

2.区分：

细菌菌落：小、表面光滑/粗糙、白/黄

真菌菌落：大、绒毛/絮状、多种颜色

二、探究实验：检测不同环境中的细菌和真菌

3.方法：配制培养基→灭菌→接种→恒温