资源简介

第5单元 生物圈中的动物和微生物
第18章 生物圈中的微生物
《第1节 微生物在生物圈中的作用》教学设计
教材分析 一、教材分析 本节内容是北师大版生物八年级上册第 18 章的开篇之节，在整个微生物章节中起到了基础性和引领性的作用。教材首先介绍了微生物的概念、种类，让学生对微生物有一个初步的整体认识。接着重点阐述了微生物在生物圈中的生产者、消费者和分解者角色，通过详细的实例和图文并茂的展示，使学生理解微生物在物质循环和能量流动中的不可或缺性。此外，教材还提及了微生物与人类生活的密切关系，如酿酒、制作酸奶等发酵现象，为后续深入学习微生物的应用奠定了基础。这部分内容将微生物这一微观世界的生物群体与宏观的生物圈紧密联系起来，有助于学生构建完整的生态系统知识体系，同时也能激发学生对微生物世界探索的兴趣。
学情分析 二、学情分析 八年级的学生已经在之前的生物学学习中对生态系统的组成、生物的营养方式等基础知识有了一定的了解，具备了初步的生物科学素养。他们对周围的生物世界充满好奇，尤其是对一些与日常生活密切相关的生物现象，如食物的变质、发酵食品的制作等有一定的感知经验。然而，微生物个体微小，肉眼难以直接观察到，其生命活动和在生物圈中的作用相对抽象，学生理解起来可能存在一定难度。在教学过程中需要充分利用直观教学手段，将抽象的知识形象化，引导学生从已有的知识经验出发，逐步深入理解微生物在生物圈中的复杂作用。
教学目标 三、教学目标 （一）知识目标 阐述微生物的概念、种类（细菌、真菌、病毒）及其主要特征。 举例说明微生物在生物圈中作为生产者、消费者和分解者的角色及相应的实例。 描述微生物在物质循环（如碳循环、氮循环）中的具体作用过程。 解释微生物与人类生活的密切关系，包括有益和有害方面，如发酵、致病等。 （二）能力目标 通过观察微生物的图片、视频等资料，提高学生的观察能力和信息获取能力。 组织学生进行小组讨论和分析微生物在不同生态情境中的作用，培养学生的逻辑思维能力和合作学习能力。 引导学生设计简单的实验探究微生物对物质分解的作用，提升学生的科学探究能力和实验设计能力。 （三）情感态度与价值观目标 培养学生对微生物世界的好奇心和探索欲望，激发学生学习生物学的兴趣。 使学生认识到微生物在维持生物圈平衡和稳定中的重要性，增强学生保护生态环境的意识。 让学生正确看待微生物与人类的关系，理解科学技术在利用微生物造福人类方面的作用，培养学生的科学价值观。
教学重难点 四、教学重难点 （一）教学重点 微生物的种类及其主要特征。 微生物在生物圈中作为生产者、消费者和分解者的作用。 微生物在物质循环中的关键环节和作用机制。 （二）教学难点 理解微生物在物质循环中与其他生物成分之间的复杂相互关系。 设计并实施探究微生物对物质分解作用的实验，尤其是控制实验变量和分析实验结果。
教法学法 五、教法学法 （一）教法 直观演示法：利用高清显微镜下的微生物图片、微生物生活习性的视频以及实物标本（如发霉的面包、发酵的酸奶等），向学生直观展示微生物的形态结构、生活状态以及在实际生活中的表现，帮助学生建立起对微生物的感性认识，突破微观世界的抽象性。 讲授法：对于微生物的概念、种类特征、在生物圈中的作用机制等较为理论性的知识，通过系统、清晰的讲解，使学生形成准确、完整的知识框架，为后续的深入学习和理解奠定基础。 问题引导法：在教学过程中，设置一系列有层次、有逻辑的问题，如 “微生物如此微小，它们是如何获取营养的呢？”“如果没有微生物参与物质循环，生物圈会变成什么样？” 等，引导学生思考、讨论，激发学生的思维活动，促使学生主动探究知识，提高学生分析问题和解决问题的能力。 小组合作学习法：在讨论微生物在生态系统中的作用以及设计实验探究微生物对物质分解作用等环节，组织学生进行小组合作学习。小组成员之间相互交流、分工协作，共同完成学习任务，培养学生的团队合作精神和沟通交流能力。 （二）学法 自主学习法：在课前布置学生预习教材内容，查阅相关资料，了解微生物的基本概念和常见种类，培养学生的自主学习习惯和信息搜集能力，使学生在课堂学习中能够更好地跟上教学节奏，主动参与到教学活动中来。 观察分析法：在课堂上，学生通过观察教师展示的微生物图片、视频和实物标本，细致地分析微生物的形态结构、生活环境等特征，从中获取有价值的信息，并尝试总结归纳微生物的特点和规律，提高学生的观察能力和分析归纳能力。 合作探究法：在小组合作学习过程中，学生积极参与讨论、共同设计实验方案、实施实验操作并分析实验结果。通过合作探究，学生不仅能够深入理解微生物在生物圈中的作用，还能培养科学探究精神、创新思维能力以及团队协作能力。 总结反思法：在课堂学习结束后，引导学生对所学知识进行总结归纳，梳理微生物在生物圈中的作用脉络，反思自己在学习过程中的收获与不足，及时调整学习方法和策略，提高学习效果。
教学过程 六、教学过程 （一）导入新课（5 分钟） 展示一些自然界中奇特的生物现象图片，如雨后森林中冒出的蘑菇、动物尸体上逐渐腐烂消失的组织、清澈池塘水变绿等，然后提问学生：“是什么力量在背后推动这些现象的发生呢？其实，在我们肉眼难以察觉的微观世界里，有一种神奇的生物群体 —— 微生物在起着关键作用。今天，就让我们一同走进微生物的奇妙世界，探索它们在生物圈中的作用。” 设计意图：通过展示学生熟悉但又充满疑惑的生物现象图片，引发学生的好奇心和求知欲，自然地引出本节课的主题 —— 微生物在生物圈中的作用，为后续教学营造良好的氛围。 （二）新课讲授 1.微生物的概念与种类（10 分钟） （1）概念讲解 通过简单易懂的语言向学生阐述微生物是个体微小、结构简单的低等生物，它们的身体通常只有一个细胞或者没有细胞结构。强调微生物虽然微小，但数量庞大、种类繁多，广泛分布于地球的各个角落，与人类的生活息息相关。 （2）种类介绍 利用多媒体展示细菌、真菌、病毒的结构示意图和形态图片，详细介绍它们的主要特征。例如，细菌具有细胞壁、细胞膜、细胞质等基本结构，但没有成形的细胞核；真菌有单细胞的酵母菌和多细胞的霉菌、蘑菇等，它们具有细胞核；病毒则没有细胞结构，由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。在介绍过程中，穿插一些生活实例，如酸奶中的乳酸菌是细菌，发霉的橘子上的青霉是真菌，引起流感的病原体是病毒，帮助学生更好地理解不同种类微生物的特点。 设计意图：从微生物的概念入手，让学生对微生物有一个总体的认识，然后通过直观的图片和详细的讲解，使学生清晰地了解细菌、真菌、病毒这三大类微生物的主要特征，为后续深入学习微生物在生物圈中的作用奠定基础。 2.微生物在生物圈中的角色（20 分钟） （1）生产者角色 展示蓝藻等光合细菌的图片和视频资料，讲解这些微生物能够利用光能进行光合作用，将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，就像绿色植物一样，是生物圈中的生产者。它们为其他生物提供了食物来源和氧气，在生态系统的物质循环和能量流动中起着重要的起始作用。例如，在一些水域生态系统中，蓝藻大量繁殖时会使水体呈现绿色，它们是该生态系统中初级生产力的重要组成部分。 （2）消费者角色 以根瘤菌为例，介绍有些微生物不能自己制造有机物，而是依赖其他生物获取营养物质，属于消费者。根瘤菌与豆科植物共生，它从植物根部获取有机物，同时能够将空气中的氮气转化为含氮化合物，供植物利用。这种共生关系既体现了微生物作为消费者的特点，又展示了微生物在生态系统中与其他生物相互依存的关系。此外，还可以提及一些寄生性微生物，如引起人类疾病的结核杆菌、艾滋病病毒等，它们寄生在宿主细胞内，从宿主身上获取营养，对宿主造成危害。 （3）分解者角色 展示细菌、真菌分解动植物遗体的动画视频，详细讲解微生物作为分解者在生物圈中的关键作用。当动植物死亡后，它们的遗体和排泄物会被微生物分解，分解过程中，微生物将复杂的有机物分解为简单的无机物，如二氧化碳、水和无机盐等，这些无机物又可以被植物重新吸收利用，从而实现了物质在生物群落和无机环境之间的循环。例如，在森林生态系统中，大量的落叶和枯枝如果没有微生物的分解，将会堆积如山，生态系统的物质循环将无法正常进行。组织学生分组讨论微生物作为分解者对维持生态平衡的重要性，每个小组派代表发言，教师进行总结和补充。 设计意图：通过具体的实例、图片、视频等直观教学手段，详细阐述微生物在生物圈中作为生产者、消费者和分解者的角色，使学生深刻理解微生物在生态系统物质循环和能量流动中的重要作用。小组讨论环节则可以激发学生的思维，培养学生的合作学习能力和语言表达能力。 3.微生物在物质循环中的作用（15 分钟） （1）碳循环中的作用 以森林生态系统为例，讲解微生物在碳循环中的具体过程。绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳合成有机物，当植物被动物采食后，一部分碳元素随着食物链在动物体内流动。而动植物死亡后，遗体中的有机物被微生物分解，产生的二氧化碳重新释放到大气中，完成碳循环。强调微生物在碳循环中的分解者作用是连接生物群落和大气中碳库的关键环节，如果没有微生物的分解作用，大量的碳将被固定在生物遗体中，大气中的二氧化碳含量会逐渐减少，影响地球的温室效应和生态平衡。 （2）氮循环中的作用 详细介绍微生物在氮循环中的多种作用方式。例如，固氮微生物（如根瘤菌、圆褐固氮菌等）能够将大气中的氮气转化为氨，这是氮元素进入生物群落的重要途径；硝化细菌能将氨氧化为亚硝酸和硝酸，为植物提供可吸收的硝酸盐；而反硝化细菌则在缺氧条件下将硝酸盐还原为氮气，返回大气中。通过展示氮循环的示意图，让学生清晰地了解微生物在氮循环各个环节中的作用，以及氮循环对生物生存和生态系统稳定的重要性。组织学生绘制简单的碳循环或氮循环流程图，以巩固所学知识，加深对微生物在物质循环中作用的理解。 设计意图：以森林生态系统中的碳循环和氮循环为例，深入讲解微生物在物质循环中的关键作用环节和作用机制，使学生理解微生物在维持生态系统物质平衡中的不可或缺性。绘制流程图的活动可以帮助学生梳理知识脉络，提高学生的归纳总结能力和动手能力。 4.微生物与人类生活的关系（10 分钟） （1）有益方面 展示各种发酵食品的图片，如面包、酸奶、酒等，讲解这些食品的制作过程都离不开微生物的发酵作用。例如，酵母菌在制作面包和酿酒过程中，通过无氧呼吸产生二氧化碳和酒精，使面包松软多孔，酒具有独特的风味。同时，介绍微生物在医药领域的应用，如利用青霉菌生产青霉素等抗生素，用于治疗人类的各种感染性疾病；在农业生产中，微生物肥料和微生物农药的使用可以提高土壤肥力、防治病虫害，减少化学农药对环境的污染。 （2）有害方面 提及一些由微生物引起的人类疾病，如流感、艾滋病、新冠肺炎等病毒性疾病，以及痢疾、肺炎等细菌性疾病，让学生了解微生物对人类健康的威胁。同时，介绍一些微生物导致的食物腐败变质现象，如夏天食物容易发霉变馊等，使学生认识到微生物在日常生活中的两面性。组织学生讨论如何在日常生活中利用微生物的有益作用，同时预防其有害影响，每个小组分享自己的讨论结果，教师进行点评和总结。 设计意图：通过展示发酵食品、介绍微生物在医药和农业领域的应用，让学生充分认识到微生物对人类生活的有益之处；通过列举微生物引起的疾病和食物腐败现象，使学生了解微生物的有害方面。小组讨论环节则可以引导学生思考如何正确对待微生物与人类的关系，培养学生的科学思维和生活实践能力。 （三）课堂小结（5 分钟） 引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括微生物的概念、种类、在生物圈中的角色（生产者、消费者、分解者）、在物质循环中的作用以及与人类生活的关系。教师进行总结和补充，强调重点知识，如微生物在生态系统物质循环中的关键作用、微生物与人类生活的密切联系等，帮助学生构建完整的知识体系。 设计意图：通过课堂小结，让学生对本节课的内容进行系统的梳理和总结，加深对重点知识的理解和记忆，巩固所学知识。 （四）课堂练习（10 分钟） 布置一些与本节课内容相关的练习题，如选择题、填空题、简答题等，涵盖微生物的种类判断、在生态系统中的角色分析、物质循环过程描述以及与人类生活关系的阐述等方面。让学生在课堂上独立完成练习，教师巡视指导，及时发现学生存在的问题并进行针对性的讲解。 设计意图：通过课堂练习，让学生及时巩固所学知识，检测学生对知识的掌握程度，发现学生在学习过程中的薄弱环节，以便教师调整教学策略，进行有针对性的辅导。 （五）拓展延伸（5 分钟） 介绍一些现代生物技术中微生物的应用新进展，如利用基因工程改造微生物生产新型药物、生物燃料等，拓宽学生的视野，激发学生对生物学前沿领域的兴趣。同时，提出一些开放性问题，如 “如果未来微生物发生大规模变异，可能会对生物圈和人类产生哪些影响？” 引导学生课后进一步思考和探索，培养学生的创新思维和科学探究精神。 设计意图：拓展延伸环节可以让学生了解微生物在现代生物技术中的重要应用和发展前景，激发学生对生物学的学习热情和探索欲望。开放性问题的设置则可以培养学生的批判性思维和独立思考能力，为学生的课外学习提供方向和动力。 （六）布置作业（2 分钟） 让学生制作一份关于微生物在生物圈中作用的手抄报，要求图文并茂，内容包括微生物的种类、在生态系统中的角色、物质循环中的作用以及与人类生活的关系等方面，下节课进行展示和交流。 请学生查阅资料，了解一种新型微生物在生物技术领域的应用实例，并撰写一篇短文介绍其原理和应用前景，字数不少于 300 字。 设计意图：作业的布置旨在培养学生的综合能力，手抄报制作可以锻炼学生的信息整合能力、美术设计能力和文字表达能力；撰写短文则可以进一步加深学生对微生物在生物技术应用方面的认识，提高学生的资料查阅和写作能力。
板书设计 七、板书设计 （一）微生物的概念 个体微小、结构简单的低等生物 （二）微生物的种类 细菌：单细胞，无成形细胞核 真菌：单细胞（酵母菌）或多细胞（霉菌、蘑菇），有细胞核 病毒：无细胞结构，蛋白质外壳 + 遗传物质 （三）微生物在生物圈中的角色 生产者：如蓝藻等光合细菌，光合作用制造有机物和氧气 消费者：根瘤菌（共生）、寄生微生物（结核杆菌、艾滋病病毒等） 分解者：分解动植物遗体，促进物质循环 （四）微生物在物质循环中的作用 碳循环：分解动植物遗体产生二氧化碳 氮循环：固氮、硝化、反硝化作用 （五）微生物与人类生活的关系 有益：发酵食品、医药、农业 有害：致病、食物腐败
教学反思 八、教学反思 在本节课的教学过程中，通过多种教学方法的综合运用，学生对微生物在生物圈中的作用有了较为全面和深入的理解，达到了预期的教学目标。直观演示法有效地帮助学生克服了微生物微观性带来的理解困难，学生在观察图片、视频和实物标本时表现出了浓厚的兴趣，能够积极主动地参与到课堂学习中来。问题引导法和小组合作学习法激发了学生的思维，培养了学生的合作精神和探究能力，学生在讨论和分析问题时能够提出一些有价值的观点和想法。然而，在教学过程中也发现了一些不足之处。例如，在实验探究环节，由于实验条件和时间的限制，部分学生在设计实验和操作过程中存在一些困难，对实验变量的控制和结果分析不够准确，需要在今后的教学中进一步加强实验教学的指导和训练。此外，在拓展延伸环节，虽然学生对微生物在现代生物技术中的应用新进展表现出了一定的兴趣，但由于知识储备有限，对一些前沿技术的理解还不够深入，需要引导学生在课后进一步查阅资料，拓宽知识面。在今后的教学中，将不断优化教学方法和手段，关注学生的学习需求和困惑，提高教学质量，使学生更好地掌握生物学知识，培养学生的生物科学素养和综合能力。

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