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一、教学背景分析
《细菌的繁殖规律和菌落》是人教版生物选修课本《微生物类群》中的“细菌”和《微生物的生长》中的“微生物群体增长规律”两部分教学内容的重新整合。本节课是教材内容的重新整合，整合后进一步突出了知识点之间的内在联系，形成了合理的知识迁移，利于学生将新知识纳入到已有的知识结构中。
由于本节内容是学习微生物与发酵工程的基础，知识性较强，学生往往由于缺乏相应的感性知识而难于理解。因此，教学中尽可能提供图片、视频等具体形象的教学信息，以增强教学直观性。
二、教学目标和教学重点、难点
(一)教学目标
1 知识与技能
(1)理解细菌的分裂方式、繁殖规律。
(2)认识细菌的菌落特征，理解菌落在科学研究中的实践意义。
2 过程与方法
(1)利用黑豆模拟细菌增殖过程，学生分组活动，总结细菌繁殖规律，培养其探索精神和实践能力。
(2)学生用数学图像总结和描述数字规律，提高用图表形式阐述生物学规律的能力，增强其处理、解释数据以及根据数据做出合理判断的能力。
(3)通过学生活动与问题设置，使他们能够深刻地领会微生物存在的广泛性与繁殖的惊人速度。
(4)通过图片和视频的展示，使学生对细菌的特殊结构和菌落形态有直观的感性认识。
3 情感、态度与价值观
通过学习，学生能建立生物体结构和功能相统一的生物学基本观点；培养学生实事求是的科学态度、积极的探索精神以及创新意识，使学生领悟观察、比较、分析等方法在科学研究中的作用。
(二)教学重点、难点
理解并描述细菌繁殖规律。
三、教学过程
1 创设情境
师：生活中，我们可以看到很多种类的生物，同时我们周围还存在着无法数计的、肉眼看不到的生物，比如细菌。(展示图片资料：①吉百利巧克力被沙门氏菌污染事件；②腐败食物中的主要细菌；④胃溃疡的病原体的发现。)
师：(提出问题)你还能举出生活中接触却看不见的生物的例子吗?
学生举例并总结结论：细菌在土壤、水体、空气中无处不在。
设计意图：教师展示的三个例子隐含了细菌的三种主要形态：杆菌、球菌、螺旋茵。利用直观教学手段帮助学生获得感性认识。
2 温故知新
师：我们已经学习过细菌的结构，请同学们简单描述一下。
学生回忆所学知识，回答细菌的结构。细菌结构分为基本结构和特殊结构。基本结构主要有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等部分；特殊结构包括荚膜、鞭毛和芽孢。
3 新课讲解
(1)细菌分裂方式
教师活动：展示正在分裂的细菌图片，指导学生观察。
学生活动：回忆学过的生物生殖方式，说出细菌的繁殖方式：分裂生殖(二分裂)。
设计意图：引导学生观察细菌分裂的图片，在回顾原有知识的同时引出新课内容。
(2)实践操作，模拟细菌分裂
师：细菌的分裂大约每20分钟就会产生一代。假如现在给你一些试管和豆子，你能设计一个模拟实验来解释细菌的繁殖速度吗?
教师活动：分发给学生细菌繁殖代数与菌体数目坐标图和一些黑豆。
学生讨论、设计实验并进行操作，探究细菌的繁殖规律，利用坐标图和黑豆模拟细菌繁殖，并做出细菌繁殖代数与菌体数目的柱形图和曲线图。
设计意图：学生通过小组合作，把生物理论用数学方法模拟出来。培养学生实验设计以及对实验现象和结果进行分析的能力。
(3)分享交流。
各小组展示总结出的细菌繁殖代数与菌体数目柱形图(图1)和曲线图(图2)，总结绘图时应注意的问题。
设计意图：把学生的讨论结果用多媒体展示出来，并用动画模拟绘图过程。学生可间接体会细菌的繁殖速度，为直接观察、体验细菌繁殖速度做铺垫。
(4)总结细菌繁殖规律
师：假设一个细菌每隔20分钟就进行一次二分裂，而子细胞都存活并以相同的速率增殖。图3显示了在5小时内，每隔20分钟统计的菌体数目与细菌繁殖代数。
师：你能从表格显示的数据，总结出细菌菌体数目的变化规律吗?(图3，最右列部分为学生总结部分)请用表中的数据做柱状图和曲线图(横坐标为时间，纵坐标为细菌菌体数量)。与刚刚用黑豆所做的模拟试验图进行对比。
学生思考、讨论，根据表格中的数据总结规律，指出其符合指数函数。根据要求进行数据分析，作图(图4)，并根据线性图解释细菌繁殖规律。
学生总结：细菌呈指数形式繁殖。
师：理论上，一个霍乱细菌繁殖一昼夜后，累计得到4.7×1021个，即分裂成470000亿亿个，重量可达2000吨。有人计算过，如果细菌在适宜的情况下顺利繁殖，三天就可以把全世界的海洋填满。要是真的这样繁殖下去，不到一周，细菌就能够把人类挤出地球。可是在现实生活中，我们直到现在仍然安然无恙地生活在地球上，没有被细菌挤出地球，这是为什么呢?请大家来思考。
设计意图：培养学生用图表和函数图象形式阐述生物学规律，处理、解释数据以及根据数据做出合理判断的能力，并为学生在后面学习固定容积中细菌的群体增长规律做铺垫。
(5)演示显微镜下细菌繁殖过程(播放细菌繁殖视频。)
师：细菌以指数形式繁殖，繁殖速度惊人。这一点为我们观察和利用它提供了便利条件。用肉眼无法直接看见细菌单个细胞，但细菌长成集群——菌落以后，我们就可以用肉眼直接观察了。
设计意图：通过观看细茵繁殖过程的视频，学生获得对细菌繁殖速度的直接体验，引出下面将要讲解的内容。
(6)介绍菌落
教师演示利用固体培养基培养的具有不同特殊结构的细菌菌落图片，提出问题：你能结合细菌的特殊结构识别出对应的细菌菌落吗?
学生分析各种不同特殊结构的细菌菌落具有的特征，并由组长记录讨论结果。
设计意图：培养学生分析问题的能力，使其探讨并理解细菌茵落特征在科学研究中的作用。
师：细菌个体微小，采用二分裂方式繁殖，繁殖速度快，所形成的菌落因特殊结构不同而具有不同的特征，我们可以依据菌落的特征对其进行分类。
4 总结、拓展与提高
师：细菌的繁殖速度非常快。那么，现实生活中有哪些方法可以抑制细菌的繁殖?又有哪些方面，可以利用细菌繁殖为我们服务呢?
生：细菌有不利的方面，也有很多有益的方面，我们要正确认识细菌，并合理利用它。
设计意图：教师展示生活中发酵产品的图片，结合本节所学内容进行知识拓展，培养学生理论联系实际、辩证认识客观事物的能力。
四、教学反思
其一，采用探究式教学，让学生充分参与教学过程，加深其对知识的理解。在学习细菌的繁殖规律时，通过实践操作，学生画出柱状图并通过柱状图描点画出曲线图，从而初步体验细菌的繁殖速度。总结细菌菌体数目与繁殖代数之间的指数规律，使学生自觉运用数学模型描述生物学规律。最后播放细菌繁殖的视频，让学生直接体验细菌繁殖的速度。
其二，通过问题设置，让学生自主设计实验，总结规律，并探究新知识。激发学生运用生物学知识解决实际问题的兴趣。在教师的引导下，使学生自觉学习，主动参与讨论，达到最佳的教学效果。
其三，信息技术在课堂中的应用，不仅增强了教学的直观性，同时使探究式学习的开展更为顺利和有效。本节教学设计基于建构主义学习理论，重视学生学习过程中的体验，层层推进加深对新知识的理解、拓展，有助于学生形成正确的生物学观点，从而正确认识物质世界。
《细菌的繁殖规律和菌落》是人教版生物选修课本《微生物类群》中的“细菌”和《微生物的生长》中的“微生物群体增长规律”两部分教学内容的重新整合。本节课是教材内容的重新整合，整合后进一步突出了知识点之间的内在联系，形成了合理的知识迁移，利于学生将新知识纳入到已有的知识结构中。
由于本节内容是学习微生物与发酵工程的基础，知识性较强，学生往往由于缺乏相应的感性知识而难于理解。因此，教学中尽可能提供图片、视频等具体形象的教学信息，以增强教学直观性。
二、教学目标和教学重点、难点
(一)教学目标
1 知识与技能
(1)理解细菌的分裂方式、繁殖规律。
(2)认识细菌的菌落特征，理解菌落在科学研究中的实践意义。
2 过程与方法
(1)利用黑豆模拟细菌增殖过程，学生分组活动，总结细菌繁殖规律，培养其探索精神和实践能力。
(2)学生用数学图像总结和描述数字规律，提高用图表形式阐述生物学规律的能力，增强其处理、解释数据以及根据数据做出合理判断的能力。
(3)通过学生活动与问题设置，使他们能够深刻地领会微生物存在的广泛性与繁殖的惊人速度。
(4)通过图片和视频的展示，使学生对细菌的特殊结构和菌落形态有直观的感性认识。
3 情感、态度与价值观
通过学习，学生能建立生物体结构和功能相统一的生物学基本观点；培养学生实事求是的科学态度、积极的探索精神以及创新意识，使学生领悟观察、比较、分析等方法在科学研究中的作用。
(二)教学重点、难点
理解并描述细菌繁殖规律。
三、教学过程
1 创设情境
师：生活中，我们可以看到很多种类的生物，同时我们周围还存在着无法数计的、肉眼看不到的生物，比如细菌。(展示图片资料：①吉百利巧克力被沙门氏菌污染事件；②腐败食物中的主要细菌；④胃溃疡的病原体的发现。)
师：(提出问题)你还能举出生活中接触却看不见的生物的例子吗?
学生举例并总结结论：细菌在土壤、水体、空气中无处不在。
设计意图：教师展示的三个例子隐含了细菌的三种主要形态：杆菌、球菌、螺旋茵。利用直观教学手段帮助学生获得感性认识。
2 温故知新
师：我们已经学习过细菌的结构，请同学们简单描述一下。
学生回忆所学知识，回答细菌的结构。细菌结构分为基本结构和特殊结构。基本结构主要有细胞壁、细胞膜、细胞质和拟核等部分；特殊结构包括荚膜、鞭毛和芽孢。
3 新课讲解
(1)细菌分裂方式
教师活动：展示正在分裂的细菌图片，指导学生观察。
学生活动：回忆学过的生物生殖方式，说出细菌的繁殖方式：分裂生殖(二分裂)。
设计意图：引导学生观察细菌分裂的图片，在回顾原有知识的同时引出新课内容。
(2)实践操作，模拟细菌分裂
师：细菌的分裂大约每20分钟就会产生一代。假如现在给你一些试管和豆子，你能设计一个模拟实验来解释细菌的繁殖速度吗?
教师活动：分发给学生细菌繁殖代数与菌体数目坐标图和一些黑豆。
学生讨论、设计实验并进行操作，探究细菌的繁殖规律，利用坐标图和黑豆模拟细菌繁殖，并做出细菌繁殖代数与菌体数目的柱形图和曲线图。
设计意图：学生通过小组合作，把生物理论用数学方法模拟出来。培养学生实验设计以及对实验现象和结果进行分析的能力。
(3)分享交流。
各小组展示总结出的细菌繁殖代数与菌体数目柱形图(图1)和曲线图(图2)，总结绘图时应注意的问题。
设计意图：把学生的讨论结果用多媒体展示出来，并用动画模拟绘图过程。学生可间接体会细菌的繁殖速度，为直接观察、体验细菌繁殖速度做铺垫。
(4)总结细菌繁殖规律
师：假设一个细菌每隔20分钟就进行一次二分裂，而子细胞都存活并以相同的速率增殖。图3显示了在5小时内，每隔20分钟统计的菌体数目与细菌繁殖代数。
师：你能从表格显示的数据，总结出细菌菌体数目的变化规律吗?(图3，最右列部分为学生总结部分)请用表中的数据做柱状图和曲线图(横坐标为时间，纵坐标为细菌菌体数量)。与刚刚用黑豆所做的模拟试验图进行对比。
学生思考、讨论，根据表格中的数据总结规律，指出其符合指数函数。根据要求进行数据分析，作图(图4)，并根据线性图解释细菌繁殖规律。
学生总结：细菌呈指数形式繁殖。
师：理论上，一个霍乱细菌繁殖一昼夜后，累计得到4.7×1021个，即分裂成470000亿亿个，重量可达2000吨。有人计算过，如果细菌在适宜的情况下顺利繁殖，三天就可以把全世界的海洋填满。要是真的这样繁殖下去，不到一周，细菌就能够把人类挤出地球。可是在现实生活中，我们直到现在仍然安然无恙地生活在地球上，没有被细菌挤出地球，这是为什么呢?请大家来思考。
设计意图：培养学生用图表和函数图象形式阐述生物学规律，处理、解释数据以及根据数据做出合理判断的能力，并为学生在后面学习固定容积中细菌的群体增长规律做铺垫。
(5)演示显微镜下细菌繁殖过程(播放细菌繁殖视频。)
师：细菌以指数形式繁殖，繁殖速度惊人。这一点为我们观察和利用它提供了便利条件。用肉眼无法直接看见细菌单个细胞，但细菌长成集群——菌落以后，我们就可以用肉眼直接观察了。
设计意图：通过观看细茵繁殖过程的视频，学生获得对细菌繁殖速度的直接体验，引出下面将要讲解的内容。
(6)介绍菌落
教师演示利用固体培养基培养的具有不同特殊结构的细菌菌落图片，提出问题：你能结合细菌的特殊结构识别出对应的细菌菌落吗?
学生分析各种不同特殊结构的细菌菌落具有的特征，并由组长记录讨论结果。
设计意图：培养学生分析问题的能力，使其探讨并理解细菌茵落特征在科学研究中的作用。
师：细菌个体微小，采用二分裂方式繁殖，繁殖速度快，所形成的菌落因特殊结构不同而具有不同的特征，我们可以依据菌落的特征对其进行分类。
4 总结、拓展与提高
师：细菌的繁殖速度非常快。那么，现实生活中有哪些方法可以抑制细菌的繁殖?又有哪些方面，可以利用细菌繁殖为我们服务呢?
生：细菌有不利的方面，也有很多有益的方面，我们要正确认识细菌，并合理利用它。
设计意图：教师展示生活中发酵产品的图片，结合本节所学内容进行知识拓展，培养学生理论联系实际、辩证认识客观事物的能力。
四、教学反思
其一，采用探究式教学，让学生充分参与教学过程，加深其对知识的理解。在学习细菌的繁殖规律时，通过实践操作，学生画出柱状图并通过柱状图描点画出曲线图，从而初步体验细菌的繁殖速度。总结细菌菌体数目与繁殖代数之间的指数规律，使学生自觉运用数学模型描述生物学规律。最后播放细菌繁殖的视频，让学生直接体验细菌繁殖的速度。
其二，通过问题设置，让学生自主设计实验，总结规律，并探究新知识。激发学生运用生物学知识解决实际问题的兴趣。在教师的引导下，使学生自觉学习，主动参与讨论，达到最佳的教学效果。
其三，信息技术在课堂中的应用，不仅增强了教学的直观性，同时使探究式学习的开展更为顺利和有效。本节教学设计基于建构主义学习理论，重视学生学习过程中的体验，层层推进加深对新知识的理解、拓展，有助于学生形成正确的生物学观点，从而正确认识物质世界。