运用最佳实验方案，提高实验成功效率——“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”实验的改进，本文主要内容关键词为：尿素论文,细菌论文,土壤论文,分解论文,效率论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
浙科版高中生物选修1“生物技术实践”模块中的实验2“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”对学生而言难度较大。该实验是北京市新课程实施后新增加的内容，但教材对实验中某些细节的介绍尚不够具体，如土壤样品的处理、培养基pH的设置和培养时间等，而这些细节往往是决定实验能否成功的关键。教师依据教材及以往实验中的经验进行预实验，对存在问题的地方反复试验，力图找到最佳实验方案，提高实验成功率。
一、实验改进的措施
1.实验过程的优化
组建了生物兴趣小组，让学生参与到实验准备与预实验的过程中来，不仅提高了学生的积极性和参与度，而且对于教师合理安排课堂内容与节奏，优化实验方案提供了帮助。
生物兴趣小组的学生在课前完成培养基的配制、分装及灭菌，课前将要使用的培养基加热至熔化，全年级中第一个上课班级的学生在课堂上直接使用该培养基倒平板，这样就可以在两节课内完成倒板、划线和涂布等微生物实验操作的关键环节，节省了等待的时间，很好地完成了教学目标，而每一个班级配制的培养基又可为下一个班级所用。
2.实验方法的改进
（1）培养基pH研究。该实验的原理为酚红在pH6.8时显黄色，而在培养过程中，产生尿素酶的细菌将分解尿素产生氨，使培养基的pH升高，当pH升至8.4时，指示剂就会转变为深粉红色。因此，配制培养基时可将pH调至6.5左右，此时培养基呈黄色。
（2）培养基配方的改进。选择鉴别培养基。笔者对尿素的含量也进行了改进。浙科版教材培养基配方中尿素的使用较多，人教版中则相应较少，笔者经过反复实验，对尿素含量进行了调整（表1、表2、表3）。调整后既可成功地完成实验，又能减少尿素的使用量，降低了实验成本。
（3）土壤样本的选择与处理。该实验用土壤浸出液进行细菌培养，仅以尿素为氮源，测定能生长的细菌的数量，研究培养基对微生物的选择作用。由于某些土样中并没有或只有极少量的微生物能分解尿素，因此，土壤样本的选择往往导致最后实验的成败。
笔者的经验是要尽量在“动物厕所”附近采集土壤，为了能扩大分解尿素的微生物的数量，笔者还摸索出了用适量黄豆水来浸泡土样的方法。事实证明，这些方法非常有效，大大提高了实验的成功率。
但该方法也存在一定的问题，因为黄豆水进入土壤溶液，当平板涂布时，黄豆中丰富的蛋白质就会随着土壤稀释液进入到培养基中，这样就为不能利用尿素的微生物提供了氮源，培养基就失去了选择作用。教师可以在上课前先做预实验，将不加黄豆水的土壤溶液样品与加了黄豆水的土壤溶液样品分组进行实验，比较实验效果，再决定是否要加入黄豆水。
还有一种方法，就是配制不加琼脂的液体培养基（其他试剂均与固体培养基相同），这种液体培养基同样具有选择性。将土壤样品先置于液体培养基中培养，扩大能分解尿素的微生物的数量，再将一定量的液体培养基均匀涂布在固体培养基上，从而解决了土壤中能分解尿素的微生物数量较少的问题。
（4）培养条件的优化。该实验培养时间较长，培养基容易出现水分散失、开裂等情况，从而严重影响对菌落数的统计。在大专院校和科研院所，研究者们往往用进口的实验专用封口膜来密封培养皿，但该封口膜的成本较贵，因此，笔者试图找到其替代品。经过反复试验，笔者发现家用的保鲜膜可以达到较好的效果，不仅提高了实验的有效性，而且节省了实验费用。
二、改进后的教学效果及实验拓展思考
（1）教学效果。笔者经过近一年的实验研究，在一定程度上提高了实验的成功率；组建了生物兴趣小组，提高了学生的参与度；优化了实验细节及方案，达到了提高微生物实验教学的实效性的目的。
（2）实验拓展。对实验过程及方法进行改进后，实验成功率大大提高，学生进行实验的积极性也随之提高。在选修课上，学生根据已学过的实验“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”，通过小组合作，又提出了一些新的课题并开展了研究，如“水中大肠杆菌菌群的测定”、“校园中不同地点大肠杆菌菌群的测定”、“分离泡菜中的乳酸菌”、“空气中能分解尿素的微生物的分离及计数”、“饮用水大肠杆菌繁殖速率影响因素分析”和“土壤中分解尿素的微生物繁殖速率影响因素分析”等。
因此，通过对实验过程及方法进行改进，不仅让学生掌握了土壤中分解尿素的细菌的分离与计数方法，还能让学生初步了解科学探究的一般步骤，为以后的探究教学打好基础。