李 径

生物学学科核心素养包括：生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个方面，其课程标准要求学生通过观察和体验生物学系列实验，实现对生命的认知和顿悟，进而通过教学及引导能够理性探讨生命现象及规律，从而具备对特定的生物学现象进行观察、提问、方案策划及结果验证的能力，最终能够将生物知识和社会现象紧密结合及科学应用，掌握解决生活中生物学问题的能力，提高适应社会的能力。基于生物学科实践教学的改革和探索，选取细菌与真菌课程中实验课标要求为知识要素，设计了探究香皂的除菌效果的实验案例，以贴近生活的实验形式对相关课程知识点进行直观解析，实现课堂教学、科学探索、生活实践、知识掌握的有机结合，通过多角度实验结果的分析讨论，提高生物学实验教学水平，增强学生对生物学学科核心素养的理解，掌握把生物知识和社会现象紧密结合进行科学探究的能力。

一、细菌与真菌实验开发的背景

传统的细菌与真菌实验是一个验证型实验，其教学目的是通过学生的动手观测和亲身体验让学生认识到细菌和真菌的分布范围。细菌与真菌的整个实验过程包括分组实施、场景选择、接种、培养四个步骤，从以往的实验教学效果反馈看，课标配套的实验内容设计简单，实验过程的探究性不强，学生的求知欲早已超越课本的内容，尤其是学生根据日常的生活经验和已有的知识水平，已经知道细菌和真菌的分布范围很广泛，因此普遍感觉课标配套的实验内容缺乏新鲜感和挑战性。因此，实验形式和实验内容的改革，更应该贴近学生的社会生活和好奇焦点。课堂调研表明：学生更想了解的知识内容是在当前细菌和真菌无处不在的环境下，如何更安全卫生地生活和学习，日常使用的香皂实际除菌效果怎样。诸如此类带有强烈质疑性的问题来源于日常生活实践，学生充满了对各种新生事物的好奇感，而准确直观的实验结果将会对青春成长期的学生形成良好生活习惯产生巨大的引导作用。

二、实验创新开发的目的

1.实验课程目的和教学目标

(1)初中生物学课程标准中对细菌与真菌课程掌握的要求是：尝试从日常生活、生产实际或学习中发现与真菌、细菌相关的生物学问题，拉近知识和生活的距离，进而让学生明白知识从生活中来，走向生活中去的道理。因此将原实验内容进行生活化改进，创新实验过程，将细菌和真菌的分布观察修改为探索验证型实验“探究香皂的除菌效果”。

(2)新实验课程学习目标主要使学生养成热爱生活，善于从生活中发现问题且乐于探究、勇于实践的科学精神，让学生初步形成情感态度与价值观目标；通过亲自动手实践了解培养细菌、真菌的方法，运用科学方法探究香皂的除菌效果，实现知识掌握的目标。

(3)丰富教法和学法：该实验的教学重点是理解菌落的定义并能区分细菌和真菌的菌落，知道细菌和真菌的分布范围。基于八年级的学情分析，采用情景教学法，在教学中采用创设问题情境，利用课前情景剧夯实基础，再利用视频引入新课，充分调动和提高学生学习的积极性和主动性；采用互动实践法，学生通过动手实践、合作探究、归纳总结、交流分享等积极地参与到课堂教学中，真正做到实现把课堂还给学生，让学生成为课堂的主人，同时达到寓教于乐的教学效果。

2.创新实验教学形式

(1)构建生动活泼的课前自主先学模式。例如课前要求学生自主编演情景剧《小细和小真的故事》，学生通过上网查阅有关细菌和真菌的菌落特征、分布范围以及生活环境等资料，在微信群交流、贴吧讨论，最后以组为单位制作视频，将搜集到的资料穿插进情景剧中并加以创新。教师在每班选择最好的一组在课前表演，检查自学效果同时达到夯实基础的目的，生动活泼的形式也极大地调动了学习的主动性和积极性。

(2)创设问题情境，实现思考探索式实验教学形式，通过分阶段的提问和思考，实现对学生悬念式、引导式的教学。例如利用生活中常见的香皂广告视频创设问题情境，学生首先会自发思考以下问题：香皂的除菌效果真的那么好吗？如何检测细菌数量？进一步拓展出问题：如何确定监测的一定是手上的细菌？水中是否也存在细菌从而影响实验结果？各式各样的问题交织汇总，使学生产生想要亲自检测香皂除菌效果的学习动机。

(3)突出生活体验型实验的实用性意图。首先，新实验内容更加贴近生活，更能体现知识生活化，使生活情境跃然于课本之上，极大地调动学生的积极性，使学生自发生成继续学习细菌和真菌结构特征的情感基础。其次，学生通过亲历整个实验过程，能够提高科学探究的能力，塑造科学思维雏形，所获得的实验结论又能够很好地指导学生的生活，增强中学生的社会生活责任感，在亲历直观的实验中提升学生的生物学学科素养。

三、新实验过程设计

(1)真菌与细菌新实验开发的思路：通过实验过程验证香皂洗手的除菌效果，最终对菌落数量进行统计，比较洗手前的菌落数和洗手后的菌落数，根据洗手后菌落数量减少的值证明香皂的除菌效果。在实验中解决学生疑问：如何对细菌观察和计数？怎样避免杂菌污染？有无可能是直饮水产生的杀菌效果？直饮水中是否有细菌？最后对实验结果进行分析。

(2)细菌采集方案：采集三个手指上的细菌，以在牛肉膏蛋白胨固体培养基上摁手印的方式接种。利用牛肉膏蛋白胨固体培养基培养细菌和真菌，材料常见且便于接种和观察。细菌和真菌在恒温环境且25～30摄氏度生长最快，所以在25摄氏度恒温箱内培养。

(3)细菌计数方法：采用两种计数方法，总菌落计数和颜色分类计数。给出总菌落数可以快速准确地计数；颜色分类允许菌落根据颜色、大小和形状分开。对膜过滤纸上生长的菌落也可以使用网格移除功能进行计数，以保证学生实验结果的准确性，且操作方便简洁，容易掌握。在统计菌落时，利用全自动菌落计数器可帮助学生更加精确地记录实验结果，此过程涉及对菌落计数、抑菌圈测量、过滤膜、PetrifilmTM微生物测试片等的应用。从拓展学生知识面和答疑解惑角度考虑，可以额外加一组对照实验：用自来水洗手，洗手前接种，洗手后再次接种，统计自来水洗手前后的细菌数量，与香皂洗手实验进行前后对照。

四、实验结果分析

1.实验观察基本结果

直饮水洗手后菌落数量有所减少，香皂洗手后菌落数量明显减少。实验结论如图1所示：香皂洗手有显著的除菌效果。

图1 实验效果对比图

2.实验观察和知识拓展

统计结果显示香皂洗手后，不同分组的除菌效果并不相同，甚至有的差距很大，因此学生会质疑洗手的方式可能会对除菌效果产生影响，为了进一步获得准确的实验结论，重新分组对原实验进行细化设计：区分洗手时间(分别设置1分钟和10秒)、洗手方法(普通洗手法和七步洗手法)，设计了四个拓展对比实验。接种、培养三天后拍下的照片如图2所示，结论是洗手方式对除菌效果影响不十分明显，洗手时间长短对香皂的除菌效果产生显著的影响。

图2 拓展实验结果对照图

3.实验拓展结果

相比直饮水，自来水中的细菌较多，实验中如采用自来水，对实验结果有影响，且实验结果不稳定，说明自来水的含菌量不是固定的；流水冲洗或盆水洗以及香皂的品牌种类均对实验结果有影响。

五、创新实验教学体会

从教学效果方面看，整个实验过程完全由学生自主参与，主动发现问题、提出问题、设计实验、完成实验、得出结论并展示交流，他们亲身经历了整个科学探究的过程；在实验过程中，学生又对新发现的问题进行了深入探究，学生的科学探究能力得到了充分发挥、提升；对于实验数据的统计分析锻炼了学生严谨的科学思维，最终得出的结论有力地指导学生养成健康的生活习惯，体现了初中生的社会责任，使得生物学学科核心素养根植入学生的灵魂深处。因此，本节课让生物学学科核心素养真正融入了生物教学课堂。