尊敬的评委老师,大家好!我今天授课的题目是“探究抗生素对细菌的选择作用”,将从以下四个方面展开。
首先是实验教学背景与目标。本节课选自人教版高中生物学必修2《遗传与进化》第六章第三节“探究与实践”,本实验是新教材新增的内容,同时与选择性必修3《生物技术与工程》中的“微生物的实验室培养技术”密切相关。高一还未开设此课程,且本节教材未对共识菌株、抗生素的选择以及微生物的实验室培养技术作具体说明。因此,实施该探究活动是师生不断探索、共同进步的过程。基于对教材和学情的分析,本课例依据新课标理念确定教学目标,发展学生的生物学学科核心素养。
二、实验创新改进
在课前探究中,我通过一名17岁少年因一场小感冒引发严重呼吸衰竭的病例,引出超级细菌,进而引出本课题——探究抗生素对细菌的选择作用。学生通过研读教材实验方案,提出了诸多问题。针对这些问题,我组织学生分组查阅资料、调查研究、小组讨论,确定实验方案,并创新性地在以下三个方面作出改进。
首先是材料用具的创新。本课题所给的细菌菌株为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌,但普通高中实验室并无菌株保存。于是,我给出资料,引导学生寻找经济安全的实验菌株。最后学生经过讨论,选择了健康人鼻腔细菌作为实验菌株,并查阅资料,最终确定了菌种获取以及富集的方法。如下所示:
首先,使用注射器吸取5毫升无菌生理盐水冲洗健康人鼻腔,用烧杯装入鼻腔冲洗液,多次重复获得共计60毫升的冲洗液。
然后,对上述冲洗液进行扩大培养,以提高菌体浓度。如图所示,我们可以看到培养后的菌液变浑浊,说明菌体大量繁殖。接下来,将上述培养液进行离心收集,得到菌体沉淀,再加2毫升无菌生理盐水,得到的便是实验用菌液。
接下来是抗生素的选择。为了贴近实际生活,学生走访医院、诊所,选择了8种临床使用频率较高的抗生素,来探究新的课题——探究不同抗生素对健康人鼻腔细菌的选择作用。
接着是实验方法的创新。为了获得大小一致的滤纸片,学生选择用打孔器,但在实际操作中发现,普通的叶片打孔器因滤纸较厚很难操作。于是,学生继续寻找,发现用线圈笔记本打孔器可以打出直径为6毫米的滤纸片,经过干热灭菌以后,浸泡在无菌的抗生素溶液中,即可获得抗生素纸片。但这种方法的缺点是不能确切知道滤纸片上抗生素溶液的体积,于是学生继续合作探究,寻找解决办法。
用微量移液器吸取一定量抗生素溶液滴加到无菌滤纸片上,然后将上述滤纸片放置在平板的相应区域中央,并最后确定了最佳的体积为10微升,在这一过程中体现了学生严谨的科学思维在实践中的应用。
在预实验的过程中,学生发现滤纸片法操作繁琐,于是想寻找一种更为简便的操作方法。接下来,我给学生提供了2022年高考全国甲卷第37题,学生对题目中所涉及的培养基打孔法非常感兴趣。接下来他们通过小组合作探究、查阅资料并预实验,最终确定了培养基打孔法的操作步骤和注意事项:即用刚才的叶片打孔器,经过灭菌以后,垂直按压在固体培养基表面打出小孔,然后再用镊子将孔内残留的培养基夹出。注意一定要夹干净,否则会影响最后形成的抑菌圈形状。用微量移液器吸取10微升抗生素溶液滴加到已经打好的孔内。打好孔以后再施加抗生素。如刚才所示,这是我们最终处理好的两个平板,把两种方法处理好的平板,在各位评委桌上也有。本实验,我们同时探究两种方法,以探究两种方法的优缺点。
第三方面是课题选择的创新。本课例引导学生多维度思考、小组合作探究,以培养学生的科学探究能力、团队合作能力,进而形成科学思维。
