观察青霉和酵母菌的实验教学设计

张 超 (上海市向明初级中学 上海 200020)

1 教材和学情分析

本实验是沪教版初中《生命科学》八年级第二册“微生物”中的学生实验，实验要求学生初步学会培养青霉和酵母菌的方法。那么如何把学生的培养过程呈现出来，促进同伴之间的交流、讨论和分享？这是本节课要解决的第一个问题。另外教材的实验建议中有关青霉的培养与观察是采用新鲜橘皮作为天然培养基来培养青霉，观察方法是用解剖针或镊子挑取少许菌丝制成临时装片。这个方法实施下来对学生有一定难度，显微镜观察效果不够理想。一是利用橘皮培养青霉，培养时间难以控制，如果培养时间过长会导致橘皮表面布满青绿色孢子，难以取材观察菌丝。二是用解剖针挑取的方法对学生来说“少许”的量较难把握，挑取时孢子容易散落，在显微镜下常观察到大量的孢子堆在一起，较难观察到菌丝及扫帚状的孢子梗。因此本节内容将通过活动单及相关评价的设计来促进学生的课前实验，同时通过改进青霉临时装片的制作方法，利用信息技术等手段提高青霉的课堂观察效果。

2 教学目标

(1) 初步学会通过制作青霉和酵母菌的临时装片观察青霉和酵母菌的方法。认知青霉和酵母菌的形态结构与生殖方式。

(2) 经历青霉的培养及小组交流过程，初步学会青霉培养、科学观察、记录实验等科学研究方法。

(3) 通过培养和观察青霉，体会微生物的微小和无处不在，感悟腐生微生物在自然界中的重要意义。

3 教学过程

3.1 课前准备 具体包括以下几个步骤：

3.1.1 活动单设计与评价 活动单的设计分为课前培养观察记录和课堂实验观察两个部分。学生可将青霉培养的观察过程记录在活动单上，同时活动单可在实验中有效指导学生课堂观察。课前培养部分活动单内容如下： “课前用新鲜橘皮等有机物培养青霉。我选择的实验材料是_________________，将其置于_________________的环境中。温度约_________________，培养了大约_________________(天)。是否培养出了青霉？_________________(是/否)。观察记录在下方空白处(图片或文字)。”

表1为课前观察培养部分的评价设计，需由学生在实验课前完成相关评价内容。活动单的评价部分更可促进学生在课前对青霉的培养活动，通过自评、家长评价及小组互评增进同学之间的交流、合作与分享。

3.1.2 青霉培养和酵母菌培养 学生和教师分别准备。

(1) 青霉培养 学生用橘皮或其他天然有机物培养并观察青霉。将培养过程通过拍照、绘图、文字等形式记录在活动单上。并以小组为单位，可制作PPT分享组员的实验过程和结果。

表1 课前活动单评价设计

教师利用PDA培养基平板培养学生实验用青霉。利用橘皮培养青霉可能会有其他霉菌的生长，此外，青霉在橘皮上的生长情况不可控，很难找到白色菌丝和绿色孢子共存的最佳培养时间，不利于后续实验观察。因此，可利用平板培养解决这个问题： ①配制PDA培养基(马铃薯葡萄糖培养基)： 土豆200 g，葡萄糖20 g，琼脂15～20 g，水补足1 000 mL， pH值自然。将培养基经高压蒸汽灭菌后分装在培养皿中待用。②点植法接种和培养： 在培养皿底部用记号笔标记三个接种位点，然后用接种环沾取少量橘皮表面绿色的青霉孢子，分别在三个位点上轻轻贴一下即可。然后将培养皿倒置放入恒温箱培养，温度25℃～30℃之间，培养2 d左右，平板上就会长出青霉菌落。此条件下培养的青霉菌落白色菌丝范围较大，绿色孢子区域较少，有利于学生观察青霉结构(图1)。

图1 青霉菌落

(2)酵母菌培养 酵母菌培养液可在课前1 h配制。在温水中加入2%的葡萄糖和少量干酵母，在25℃左右约30 min就会出现大量气体。本节课的酵母菌培养液是提前1 d制备，分装在小试管中，塞入试管塞。这样学生操作前可观察到培养液中的气泡，也可闻到酒味，这是因为酵母菌发酵产生酒精和CO2气体。提前1 d培养也可以获得更多在生殖中的酵母菌。

3.1.3 微视频的录制 Imotion软件是一款可以设置拍照时间间隔，对观察对象进行连续记录的软件。通过架设三脚架，用手机对橘子发霉和培养基中培养的青霉过程进行连续拍摄，可获得橘子发霉及青霉菌落生长的连续变化过程(ⓔ电子资源)。拍摄结束后软件导出文件可选择GIF动图和视频及照片三种形式。教师根据需要选择。

通过录制实验室青霉的培养方法和青霉临时装片的制作方法微视频大大节约了课堂时间，学生能直观快速获取新知。

利用手机拍照和同屏技术可及时将学生显微镜下观察到的结构上传到屏幕上，进行分享和指导，有效打破了没有数码显微镜的限制。

3.2 课内观察 具体分为以下2个教学步骤：

3.2.1 青霉临时装片的制作 本实验采用透明胶带粘贴法制作临时装片。具体步骤为剪一段1～2 cm长的透明胶带，选取青霉菌落周围白色菌丝区域轻轻贴一下，然后直接粘贴在洁净的载玻片上即可放在显微镜下观察。这种方法大大降低了实验操作难度，减短了实验操作时间，并容易观察到完整的青霉结构(图2)，达到了很好的观察效果。此外，在实验操作过程中，青霉始终生长在培养皿基质内，取材结束及时盖上培养皿盖子，避免了霉菌孢子过多散落在空气中而引发身体不适，并且也方便实验结束后的菌种保藏和霉菌处理。

3.2.2 酵母菌观察 学生用前一天培养的酵母菌制作临时装片，在高倍显微镜下观察，可以在显微镜下观察到大量的酵母菌，也可找到出芽生殖中的酵母菌(图3)。

图2 高倍显微镜下青霉结构

图3 高倍显微镜下的酵母菌

4 教学反思

本节课由课前青霉培养的小组展示、课堂实验观察及实验后小结讨论三个环节构成。首先实验方法的改进提高了课堂教学的实效性，达到了较好的观察效果。信息技术手段的运用获得了较好的教学效果，例如对青霉的连续观察录像，实验操作的教学微视频等都能在较短的时间说明问题，对学生起到了较好的指导效果。利用同屏技术可将学生观察到的显微图像及时投屏到屏幕上加以讨论和分析。

笔者在课后也思考学生青霉培养的实验是否可在本节课后进一步持续观察下去，让学生一直观察记录橘皮霉变后到最后的整个过程，有利于更深刻地体会后续腐生微生物对自然界意义。如果时间允许，也可以让学生把自己培养的橘皮带到实验室，用同样的方法制成临时装片进行对比观察。