李 徑

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括：生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任四個方面，其課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生通過觀察和體驗(yàn)生物學(xué)系列實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對生命的認(rèn)知和頓悟，進(jìn)而通過教學(xué)及引導(dǎo)能夠理性探討生命現(xiàn)象及規(guī)律，從而具備對特定的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、提問、方案策劃及結(jié)果驗(yàn)證的能力，最終能夠?qū)⑸镏R和社會現(xiàn)象緊密結(jié)合及科學(xué)應(yīng)用，掌握解決生活中生物學(xué)問題的能力，提高適應(yīng)社會的能力。基于生物學(xué)科實(shí)踐教學(xué)的改革和探索，選取細(xì)菌與真菌課程中實(shí)驗(yàn)課標(biāo)要求為知識要素，設(shè)計了探究香皂的除菌效果的實(shí)驗(yàn)案例，以貼近生活的實(shí)驗(yàn)形式對相關(guān)課程知識點(diǎn)進(jìn)行直觀解析，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)、科學(xué)探索、生活實(shí)踐、知識掌握的有機(jī)結(jié)合，通過多角度實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論，提高生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，增強(qiáng)學(xué)生對生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的理解，掌握把生物知識和社會現(xiàn)象緊密結(jié)合進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

一、細(xì)菌與真菌實(shí)驗(yàn)開發(fā)的背景

傳統(tǒng)的細(xì)菌與真菌實(shí)驗(yàn)是一個驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，其教學(xué)目的是通過學(xué)生的動手觀測和親身體驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識到細(xì)菌和真菌的分布范圍。細(xì)菌與真菌的整個實(shí)驗(yàn)過程包括分組實(shí)施、場景選擇、接種、培養(yǎng)四個步驟，從以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果反饋看，課標(biāo)配套的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計簡單，實(shí)驗(yàn)過程的探究性不強(qiáng)，學(xué)生的求知欲早已超越課本的內(nèi)容，尤其是學(xué)生根據(jù)日常的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識水平，已經(jīng)知道細(xì)菌和真菌的分布范圍很廣泛，因此普遍感覺課標(biāo)配套的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏新鮮感和挑戰(zhàn)性。因此，實(shí)驗(yàn)形式和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革，更應(yīng)該貼近學(xué)生的社會生活和好奇焦點(diǎn)。課堂調(diào)研表明：學(xué)生更想了解的知識內(nèi)容是在當(dāng)前細(xì)菌和真菌無處不在的環(huán)境下，如何更安全衛(wèi)生地生活和學(xué)習(xí)，日常使用的香皂實(shí)際除菌效果怎樣。諸如此類帶有強(qiáng)烈質(zhì)疑性的問題來源于日常生活實(shí)踐，學(xué)生充滿了對各種新生事物的好奇感，而準(zhǔn)確直觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會對青春成長期的學(xué)生形成良好生活習(xí)慣產(chǎn)生巨大的引導(dǎo)作用。

二、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新開發(fā)的目的

1.實(shí)驗(yàn)課程目的和教學(xué)目標(biāo)

(1)初中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中對細(xì)菌與真菌課程掌握的要求是：嘗試從日常生活、生產(chǎn)實(shí)際或?qū)W習(xí)中發(fā)現(xiàn)與真菌、細(xì)菌相關(guān)的生物學(xué)問題，拉近知識和生活的距離，進(jìn)而讓學(xué)生明白知識從生活中來，走向生活中去的道理。因此將原實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行生活化改進(jìn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程，將細(xì)菌和真菌的分布觀察修改為探索驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)“探究香皂的除菌效果”。

(2)新實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)主要使學(xué)生養(yǎng)成熱愛生活，善于從生活中發(fā)現(xiàn)問題且樂于探究、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神，讓學(xué)生初步形成情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)；通過親自動手實(shí)踐了解培養(yǎng)細(xì)菌、真菌的方法，運(yùn)用科學(xué)方法探究香皂的除菌效果，實(shí)現(xiàn)知識掌握的目標(biāo)。

(3)豐富教法和學(xué)法：該實(shí)驗(yàn)的教學(xué)重點(diǎn)是理解菌落的定義并能區(qū)分細(xì)菌和真菌的菌落，知道細(xì)菌和真菌的分布范圍?；诎四昙壍膶W(xué)情分析，采用情景教學(xué)法，在教學(xué)中采用創(chuàng)設(shè)問題情境，利用課前情景劇夯實(shí)基礎(chǔ)，再利用視頻引入新課，充分調(diào)動和提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性；采用互動實(shí)踐法，學(xué)生通過動手實(shí)踐、合作探究、歸納總結(jié)、交流分享等積極地參與到課堂教學(xué)中，真正做到實(shí)現(xiàn)把課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生成為課堂的主人，同時達(dá)到寓教于樂的教學(xué)效果。

2.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式

(1)構(gòu)建生動活潑的課前自主先學(xué)模式。例如課前要求學(xué)生自主編演情景劇《小細(xì)和小真的故事》，學(xué)生通過上網(wǎng)查閱有關(guān)細(xì)菌和真菌的菌落特征、分布范圍以及生活環(huán)境等資料，在微信群交流、貼吧討論，最后以組為單位制作視頻，將搜集到的資料穿插進(jìn)情景劇中并加以創(chuàng)新。教師在每班選擇最好的一組在課前表演，檢查自學(xué)效果同時達(dá)到夯實(shí)基礎(chǔ)的目的，生動活潑的形式也極大地調(diào)動了學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

(2)創(chuàng)設(shè)問題情境，實(shí)現(xiàn)思考探索式實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式，通過分階段的提問和思考，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生懸念式、引導(dǎo)式的教學(xué)。例如利用生活中常見的香皂廣告視頻創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生首先會自發(fā)思考以下問題：香皂的除菌效果真的那么好嗎？如何檢測細(xì)菌數(shù)量？進(jìn)一步拓展出問題：如何確定監(jiān)測的一定是手上的細(xì)菌？水中是否也存在細(xì)菌從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？各式各樣的問題交織匯總，使學(xué)生產(chǎn)生想要親自檢測香皂除菌效果的學(xué)習(xí)動機(jī)。

(3)突出生活體驗(yàn)型實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性意圖。首先，新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更加貼近生活，更能體現(xiàn)知識生活化，使生活情境躍然于課本之上，極大地調(diào)動學(xué)生的積極性，使學(xué)生自發(fā)生成繼續(xù)學(xué)習(xí)細(xì)菌和真菌結(jié)構(gòu)特征的情感基礎(chǔ)。其次，學(xué)生通過親歷整個實(shí)驗(yàn)過程，能夠提高科學(xué)探究的能力，塑造科學(xué)思維雛形，所獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)論又能夠很好地指導(dǎo)學(xué)生的生活，增強(qiáng)中學(xué)生的社會生活責(zé)任感，在親歷直觀的實(shí)驗(yàn)中提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。

三、新實(shí)驗(yàn)過程設(shè)計

(1)真菌與細(xì)菌新實(shí)驗(yàn)開發(fā)的思路：通過實(shí)驗(yàn)過程驗(yàn)證香皂洗手的除菌效果，最終對菌落數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，比較洗手前的菌落數(shù)和洗手后的菌落數(shù)，根據(jù)洗手后菌落數(shù)量減少的值證明香皂的除菌效果。在實(shí)驗(yàn)中解決學(xué)生疑問：如何對細(xì)菌觀察和計數(shù)？怎樣避免雜菌污染？有無可能是直飲水產(chǎn)生的殺菌效果？直飲水中是否有細(xì)菌？最后對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

(2)細(xì)菌采集方案：采集三個手指上的細(xì)菌，以在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上摁手印的方式接種。利用牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌和真菌，材料常見且便于接種和觀察。細(xì)菌和真菌在恒溫環(huán)境且25～30攝氏度生長最快，所以在25攝氏度恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)。

(3)細(xì)菌計數(shù)方法：采用兩種計數(shù)方法，總菌落計數(shù)和顏色分類計數(shù)。給出總菌落數(shù)可以快速準(zhǔn)確地計數(shù)；顏色分類允許菌落根據(jù)顏色、大小和形狀分開。對膜過濾紙上生長的菌落也可以使用網(wǎng)格移除功能進(jìn)行計數(shù)，以保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，且操作方便簡潔，容易掌握。在統(tǒng)計菌落時，利用全自動菌落計數(shù)器可幫助學(xué)生更加精確地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，此過程涉及對菌落計數(shù)、抑菌圈測量、過濾膜、PetrifilmTM微生物測試片等的應(yīng)用。從拓展學(xué)生知識面和答疑解惑角度考慮，可以額外加一組對照實(shí)驗(yàn)：用自來水洗手，洗手前接種，洗手后再次接種，統(tǒng)計自來水洗手前后的細(xì)菌數(shù)量，與香皂洗手實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前后對照。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

1.實(shí)驗(yàn)觀察基本結(jié)果

直飲水洗手后菌落數(shù)量有所減少，香皂洗手后菌落數(shù)量明顯減少。實(shí)驗(yàn)結(jié)論如圖1所示：香皂洗手有顯著的除菌效果。

圖1 實(shí)驗(yàn)效果對比圖

2.實(shí)驗(yàn)觀察和知識拓展

統(tǒng)計結(jié)果顯示香皂洗手后，不同分組的除菌效果并不相同，甚至有的差距很大，因此學(xué)生會質(zhì)疑洗手的方式可能會對除菌效果產(chǎn)生影響，為了進(jìn)一步獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，重新分組對原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行細(xì)化設(shè)計：區(qū)分洗手時間(分別設(shè)置1分鐘和10秒)、洗手方法(普通洗手法和七步洗手法)，設(shè)計了四個拓展對比實(shí)驗(yàn)。接種、培養(yǎng)三天后拍下的照片如圖2所示，結(jié)論是洗手方式對除菌效果影響不十分明顯，洗手時間長短對香皂的除菌效果產(chǎn)生顯著的影響。

圖2 拓展實(shí)驗(yàn)結(jié)果對照圖

3.實(shí)驗(yàn)拓展結(jié)果

相比直飲水，自來水中的細(xì)菌較多，實(shí)驗(yàn)中如采用自來水，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果不穩(wěn)定，說明自來水的含菌量不是固定的；流水沖洗或盆水洗以及香皂的品牌種類均對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響。

五、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體會

從教學(xué)效果方面看，整個實(shí)驗(yàn)過程完全由學(xué)生自主參與，主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、完成實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論并展示交流，他們親身經(jīng)歷了整個科學(xué)探究的過程；在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生又對新發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了深入探究，學(xué)生的科學(xué)探究能力得到了充分發(fā)揮、提升；對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析鍛煉了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，最終得出的結(jié)論有力地指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成健康的生活習(xí)慣，體現(xiàn)了初中生的社會責(zé)任，使得生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)根植入學(xué)生的靈魂深處。因此，本節(jié)課讓生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)真正融入了生物教學(xué)課堂。