生物微生物的实验室培养第1课时教学设计

这是一份生物微生物的实验室培养第1课时教学设计，共6页。教案主要包含了学会制备牛肉膏蛋白胨培养基，平板划线法纯化酵母菌等内容，欢迎下载使用。
让学生了解培养基的基础知识，进行无菌技术的操作，重点是学会规范的无菌操作技术。
2、设计思路
2.1 问题的提出
问题1：由于微生物实验对实验室的硬件要求较高，如仪器、药品、菌种的购置和实验仪器的清洁与维护工作等，投入较大，所以许多学生之前几乎从未接触过微生物实验，缺乏对微生物进行操作的感性认识。不仅如此，微生物实验操作本身规范要求较高，也易出错，仅靠教师的示范指导和学生一节课的实验操作练习，未必能使学生真正领会正确的操作要领。有的学生即使依葫芦画瓢，当场正确地完成了实验，但由于未能理解实验的基本原理和规范操作的道理，对无菌技术的操作也就一知半解。
问题2：本课题内容的重点是通过制备牛肉膏蛋白胨固体培养基和通过平板划线法纯化一种微生物，掌握规范的无菌操作技术。而由于实验室条件和教学课时的限制，有些操作如牛肉膏蛋白胨的溶化、高压蒸汽灭菌等很难在课堂上由学生来完成，而这些步骤的操作规范直接影响到实验的成功与否，是微生物培养的重要技术，其中的注意事项如何能让学生直观感知，需要采取合适的方法和手段。
2.2 对策
根据本课题内容的特点和客观条件的限制，为了提高实验教学的有效性，笔者以纠错为主线，以学生评价为突破口，设计了本课题教学。
①通过充分的课前准备和科学地安排实验程序，优化教学环节。
②借用实物投影展现操作细节，借助拍照、摄像、微视频等多媒体手段，捕捉实验中出现的错误,并进行分类或集中展示，动静结合，方式适宜。
③把正确的操作与有错误的操作对比展示，并设计关键性问题引导学生思考，使学生既要明白怎样做，也要明白为什么这样做，培养学生理性思维。
④运用现代技术手段及时上传展示学生的操作，让学生在客观真实的教学情境中即时找错、纠错，通过自评、互评和教师评价而相互学习，相互促进，提高教学效果。
3、教学程序设计
3.1学习制备牛肉膏蛋白胨固体培养基——策略：教师有意设错，让学生纠错
设计意图：
本课时是在第1课时完成基础知识的教学的基础上，学习制备牛肉膏蛋白胨固体培养基和通过平板划线法纯化大肠杆菌。
制备牛肉膏蛋白胨固体培养基包括5个步骤，即计算→称量→溶化→灭菌→倒平板，其中有些操作如在课堂上由学生来完成有诸多困难，比如：高压蒸汽灭菌需要15～30min，灭菌后培养基冷却到50℃左右才能倒平板需要等待时间等，所以需要注意将课上课下时间统筹安排，并采用相应的策略弥补不足。根据预实验测算后，依次设计了如下教学任务：
①前四步操作（即计算→称量→溶化→灭菌）不安排全班学生操作，为了强化其中的操作要领，教师在课前先进行模拟操作，将易出错处有意做错，并录制成录像，准备在课堂上播放。
②实验课前利用学生自由活动时间（如自习课等）组织每一小组组长在教师指导下完成前三个步骤（即计算→称量→溶化），并学会使用高压蒸汽灭菌锅，再由小组长教会本小组学生学会使用（灭菌锅可带到学生教室内在课间随时进行）。
③灭菌步骤由教师在本节实验课前20min开始进行（因为灭菌连同冷却过程约需30min，而完成后续教学任务④⑤⑥大概需要15min，加上课前20min，正好可让学生练习倒平板。）
④上课开始先让学生回忆制备牛肉膏蛋白胨培养基有哪些步骤，再布置本节实验课的主要任务。
⑤播放实验操作视频，让学生观看正确的操作流程。
⑥播放教师设错录像，让学生找错、纠错。（提醒学生仔细观察，可相互讨论，每找出并改正1处错误，可给以适当的小奖励）
任务一、学会制备牛肉膏蛋白胨培养基
制备培养基包括5个步骤：即计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。
展示：牛肉膏、蛋白胨，了解其特性：牛肉膏粘稠，二者容易吸潮，取用后及时盖好瓶盖。
Ⅰ.计算——介绍牛肉膏蛋白胨培养基配方，并进行计算称量。
Ⅱ.称量、溶化——学生观看正确的“称量-溶化”操作录像后，再提供有错误的一段录像，让大家迅速找错。
录像中教师的故意设错举例如下： •称量牛肉膏蛋白胨未及时盖上瓶盖； •未将称好的牛肉膏连同称量纸一同放入烧杯； •未称取氯化钠、琼脂；
•加热溶化过程中未用玻璃棒不断搅拌。
Ⅲ灭菌——课前辅导，课上观看录像。 课前分组熟悉高压蒸汽灭菌锅构造。
课上观看正确的高压蒸汽灭菌锅的使用操作录像。
首先将内层灭菌桶取出，再向外层锅内加入适量水，没过水位器
放回灭菌桶，装入待灭菌物品。注意不要装得太挤。试管等用牛皮纸或报纸包扎。
加盖，两两对称拧紧固定盖子的螺栓，使螺栓松紧一致
加热灭菌锅，打开放气阀，排出锅内冷空气，当桶内温度达到100℃以上，关闭放气阀
继续加热，在压力为100kPa、温度为121℃条件下，灭菌15～30min
灭菌终了，关闭电源，让锅内温度自然冷却到压力为0，打开放气阀，旋松螺栓，打开盖子，取出物品。
提供以下错误操作图片，学生找错。
•加水水位不够
•灭菌桶内放置物品太挤
•物品未用牛皮纸包好
•未两两对称旋紧（松）锅盖的螺栓
•开始加热——未打开排气阀排出高压蒸汽灭菌锅锅内冷空气
•灭菌终了——压力未降到0就打开排气阀。
以上这些错误即使非常典型，但由于大多数学生未进行实际操作，如果只是观看正确的操作视频是不可能引起重视的。但通过两段录像的对比，错误之处直观明了，而且让学生从老师的操作中找错，热情较高，印象深刻。
Ⅳ倒平板——播放录像，并提供思考题引导学生分析思考，学生操作，教师抓拍学生操作错误，集中展示分析。
思考题：
哪些操作要领是防止杂菌污染的？
（在酒精灯火焰旁打开锥形瓶瓶盖和打开培养皿一条缝/打开盛有菌液的锥形瓶口通过火焰/平板冷却凝固后倒置）
靠近酒精灯火焰的距离和培养皿打开的角度如何把握？
①播放录像（从倒平板开始播放），让学生观察正确的操作要领。
②学生讨论总结防止杂菌污染的操作要领，教师补充并板书在黑板上，引起学生注意。 ③学生分组练习平板划线操作，教师巡视，并抓拍学生操作实况，特别是出错的操作。注意：最好每一组都能拍到，哪怕是一张照片也行，这样既能起到相互学习的作用，又可消除出错学生可能引起的心理不安。
由于平板冷却凝固大约需要5～10min，这段时间可以继续完成下面的教学内容。 倒平板P17页讨论题。
播放学生操作实况照片，让学生互相找错、纠错。
主要错误如下：
•未在酒精灯火焰旁操作；
•倒平板时培养皿打开角度太大；
•平板冷却凝固后未倒置。
3.2学习平板划线法纯化酵母菌——策略：抓拍学生操作实况，让学生相互纠错
平板划线操作要让学生在课堂上完成，要给出充足的时间让学生练习和体会。教学程序如下：
有了培养基就可以进行微生物的接种培养。什么是接种？常用的接种工具？
我们今天提供了酵母菌菌种，接种酵母菌用的培养基是马铃薯琼脂培养基，菌种是市场上买来的，酵母菌培养液中可能混有其它微生物，就需要进行分离纯化。常见的纯化接种方法有两种：平板划线法和稀释涂布平板法。
任务二、平板划线法纯化酵母菌
给出2组图片，介绍平板划线法和稀释涂布平板法的纯化原理，今天的任务是练习用平板划线法纯化酵母菌。
思考题：
•接种环如何灭菌？
•如果连续划线5次，灭菌几次？
•几次划线操作要领及意义——P18页思考题（第一次划线前、第二（第三、第四）次划线前及划线操作结束都需要灼烧接种环，每次灼烧的目的有何不同？在灼烧接种环后为什么要冷却后再进行划线？在做第二次以及其后的划线操作时为什么总是从上一次划线末端开始划线？）
•在灼烧接种环之后，为什么要等其冷却后再进行划线？
•对每次划线起点和划线区域有何要求？
•打开的试管盖怎样放置？
•瓶口如何处理?
•划线的力度如何把握？为什么不能划破培养基？
•记号笔记号划在培养皿盖上还是皿底上？为什么？
Ⅰ观看平板划线法正确的操作录像
Ⅱ学生讨论分析思考题
Ⅲ学生操作。
Ⅳ播放学生操作实况录像，让学生互相找错、纠错。
主要错误如下：
试管口未通过酒精灯火焰；
试管盖放在了桌子上（应该用右手无名指和小指夹住）；
接种环灼烧后未冷却直接蘸取菌液或直接划线；
（第一次划线后再次蘸取菌液；）
连续划线5次，每一次划线之前未灼烧接种环。
Ⅴ提供培养结果图片，学生分析原因。
划线太用力，划破培养基；
划线最后一区与第一区相连；
记号画错位置（未倒置）。
由于本实验录像情境真实，学生参与热情较高，在帮助别人纠错的同时，也看到自己的不足，不管是别人做错的地方还是自己的失误，都会留下深刻的印象，以后再出现同样错误的机率大大降低。学生在愉快的学习氛围中学习了知识，培养了合作学习的能力，掌握了实验操作技能。
3.3 实验结果的分析和评价——策略：展示培养结果，让学会观察纠错
①划线操作后的微生物培养过程在课后完成。
将接种过的培养基和未接种的培养基都放入37℃培养箱中，培养12h和24h。
②教师将培养结果带到课堂让学生观察，特别是将实验未成功的培养基编号，让学生分析原因。常见失败如下：
菌落连在一起，未分离；
未接种的培养基也有菌落生长；
菌落的颜色、形状、大小不一致；
培养12h和24h的菌落大小无差别等。
学生通过观察结果，反思自己的实验操作，分析不同的失败原因，进一步强化了对无菌技术的理解，培养了细微的观察能力和良好的科学态度与习惯。