促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)生的初中生物學(xué)教學(xué)情境分析
——以“細(xì)菌和病毒”為例

江蘇常州市新北區(qū)安家中學(xué)（213126）常海霞

深度學(xué)習(xí)是指在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題，全身心積極參與、體驗(yàn)成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。深度學(xué)習(xí)是基于理解的學(xué)習(xí)，不僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，還重視學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和獲取知識(shí)的方式及過程，要求學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，提升分析和解決復(fù)雜問題的能力。

情境是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，深度學(xué)習(xí)要求教師為學(xué)生問題的解決和知識(shí)的獲取創(chuàng)設(shè)真實(shí)的、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)情境，在教材中的知識(shí)和現(xiàn)實(shí)中的生活實(shí)踐間建立聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，促使學(xué)生全身心地投入學(xué)習(xí)。在強(qiáng)大動(dòng)力的支持下，學(xué)生主動(dòng)挖掘情境背后的知識(shí)，運(yùn)用相關(guān)知識(shí)分析與解決問題，并在分析與解決問題的過程中建構(gòu)概念、訓(xùn)練思維、習(xí)得方法、提升能力、發(fā)展素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，要求創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)的情境，而李吉林老師關(guān)于情境教育實(shí)施的四個(gè)步驟為深度學(xué)習(xí)的發(fā)生提供了有利的理論依據(jù)：引入情境—優(yōu)化情境—憑借情境—拓展情境。

本文以“細(xì)菌和病毒”的教學(xué)為例，對(duì)初中生物學(xué)教學(xué)情境進(jìn)行分析，旨在研究促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)生的教學(xué)策略。

一、引入情境，促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)

教師應(yīng)尋找教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生活之間的聯(lián)系，通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的教學(xué)情境在二者之間架設(shè)一座橋梁，使學(xué)生產(chǎn)生解決實(shí)際生活問題的愿望并主動(dòng)投入學(xué)習(xí)。

創(chuàng)設(shè)情境：小明去年注射了流感疫苗。今年他感冒后去醫(yī)院看病，為了盡快康復(fù)，他根據(jù)自己的就醫(yī)經(jīng)驗(yàn)，要求醫(yī)生用抗生素輸液。醫(yī)生經(jīng)過化驗(yàn)診斷后，拒絕了他，并告訴他病毒性感冒和細(xì)菌性感冒的治療方法不同，可以用于治療細(xì)菌性感冒的青霉素和頭孢類抗生素并不適用于病毒性感冒。

設(shè)計(jì)問題：為什么醫(yī)生不用抗生素滅殺小明體內(nèi)的流感病毒？小明去年注射的流感疫苗失效的原因是什么？我們應(yīng)該以怎樣的態(tài)度看待細(xì)菌和病毒？

設(shè)計(jì)意圖：優(yōu)質(zhì)的教學(xué)情境應(yīng)力求真實(shí)，貼近學(xué)生生活。為了促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，教師應(yīng)站在學(xué)生的角度創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的教學(xué)情境，引發(fā)學(xué)生對(duì)身體健康方面的關(guān)注。學(xué)生只有感受到是為生活而學(xué)習(xí)，學(xué)有所用，才能體會(huì)到學(xué)習(xí)的價(jià)值，才會(huì)愿意沉浸在學(xué)習(xí)之中，主動(dòng)學(xué)習(xí)要解決問題必須具備的細(xì)菌和病毒的有關(guān)知識(shí)，從課堂“觀光者”轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的主人。

二、優(yōu)化情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行活動(dòng)體驗(yàn)

圍繞情境中的核心問題“為什么醫(yī)生不用抗生素滅殺小明體內(nèi)的流感病毒？”，教師設(shè)置系列情境活動(dòng)幫助學(xué)生分析比較細(xì)菌和病毒的各個(gè)特征。

（一）比較細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)

教師提供描述細(xì)菌和病毒大小的文字資料以及細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題：（1）你要借助哪種顯微鏡觀察細(xì)菌和病毒？用光學(xué)顯微鏡可以看到細(xì)菌和病毒嗎？請(qǐng)比較細(xì)菌和病毒的大小。你能因?yàn)榧?xì)菌和病毒的微小而忽略它們嗎？（2）你能通過細(xì)菌的名字推測(cè)它的形狀嗎？（3）看圖說出細(xì)菌的一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu)，比較細(xì)菌和動(dòng)植物細(xì)胞的異同，推測(cè)細(xì)菌和動(dòng)植物在生物進(jìn)化過程中出現(xiàn)的先后順序。（4）有人說病毒是世界上結(jié)構(gòu)最特殊的一類生物，為什么這么說呢？請(qǐng)你觀察多種不同的病毒，總結(jié)病毒的結(jié)構(gòu)，并比較病毒和細(xì)菌以及動(dòng)植物細(xì)胞的不同。通過閱讀、觀察教師提供的資料文字和結(jié)構(gòu)圖片，學(xué)生發(fā)現(xiàn)細(xì)菌和病毒的大小有很大差異，病毒比細(xì)菌要小得多。通過觀察多種細(xì)菌，學(xué)生發(fā)現(xiàn)細(xì)菌大概有三種形狀，而且在細(xì)菌的名字中也有關(guān)于形狀的字眼。但是即使細(xì)菌的種類和形狀多樣，它們都有著一般的基本結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過將細(xì)菌和動(dòng)植物細(xì)胞進(jìn)行對(duì)比，還發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的細(xì)胞中竟然沒有細(xì)胞核，此時(shí)，教師設(shè)問：你能試著推測(cè)細(xì)菌和動(dòng)植物在生物進(jìn)化過程中出現(xiàn)的先后順序嗎？學(xué)生不難想到生物的進(jìn)化有可能是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。教師趁機(jī)提出問題：細(xì)菌沒有細(xì)胞核，是不是細(xì)菌沒有遺傳物質(zhì)呢？學(xué)生通過討論，肯定細(xì)胞中一定會(huì)有遺傳物質(zhì)控制著細(xì)菌的遺傳。教師指出分散在細(xì)胞質(zhì)中的核質(zhì)是DNA，由此解決了學(xué)生的疑問。學(xué)生觀察多種病毒之后，發(fā)現(xiàn)這些病毒既沒有細(xì)胞核，也沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，僅由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部遺傳物質(zhì)構(gòu)成，教師隨即提出問題：你們學(xué)過的生物中還有沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的嗎？學(xué)生紛紛搖頭。教師進(jìn)行總結(jié)：除病毒外，生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的。教師接著追問：病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，它是如何生長(zhǎng)繁殖的？從而引出細(xì)菌和病毒的營(yíng)養(yǎng)方式的知識(shí)點(diǎn)。

（二）比較細(xì)菌和病毒的營(yíng)養(yǎng)方式

教師出示動(dòng)植物細(xì)胞、細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)圖，指導(dǎo)學(xué)生思考問題：（1）通過比較細(xì)菌和動(dòng)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，你認(rèn)為細(xì)菌能自己制造有機(jī)物嗎？為什么？細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)方式是怎樣的？你知道哪些細(xì)菌營(yíng)寄生，哪些細(xì)菌營(yíng)腐生嗎？（2）根據(jù)病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，你認(rèn)為病毒能制造有機(jī)物嗎？為什么？病毒的營(yíng)養(yǎng)方式是怎樣的？學(xué)生通過觀察細(xì)菌和動(dòng)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)只有綠色植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中有葉綠體，繼而想到植物通過光合作用制造有機(jī)物，而細(xì)菌不具備這樣的能力，只能靠寄生在活的生物體細(xì)胞內(nèi)或者靠分解動(dòng)植物遺體及糞便維持生存。師生總結(jié)生物的營(yíng)養(yǎng)方式分為自養(yǎng)和異養(yǎng)，大部分細(xì)菌是通過腐生或者寄生的方式進(jìn)行異養(yǎng)生活。有了推測(cè)細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)方式的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生很快就能得出病毒的營(yíng)養(yǎng)方式也是異養(yǎng)，這時(shí)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑問：病毒能和細(xì)菌一樣營(yíng)腐生生活嗎？要弄清這個(gè)問題，學(xué)生需要理解細(xì)菌和病毒的生殖特點(diǎn)，于是便過渡到關(guān)于生殖方式的學(xué)習(xí)。

（三）比較細(xì)菌和病毒的生殖方式

教師播放關(guān)于細(xì)菌和病毒生殖方式的動(dòng)畫，引導(dǎo)學(xué)生思考問題：（1）假如你手上有1 個(gè)細(xì)菌，在條件適宜的情況下每10 分鐘繁殖一代，在沒洗手的情況下，2 小時(shí)后你的手上有多少細(xì)菌？病毒的結(jié)構(gòu)比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單，試猜測(cè)它的繁殖速度是否更快，總結(jié)細(xì)菌和病毒在繁殖速度上有什么共同特點(diǎn)。（2）病毒在生殖過程中利用的原材料和酶系統(tǒng)來自哪里？病毒適合營(yíng)腐生生活嗎？學(xué)生觀看關(guān)于細(xì)菌和病毒生殖方式的動(dòng)畫之后，通過計(jì)算2 小時(shí)后手上細(xì)菌的數(shù)目，直觀認(rèn)識(shí)到細(xì)菌的繁殖速度之快，而因?yàn)橐呀?jīng)知道病毒結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單程度，所以不難猜測(cè)出病毒的繁殖速度更快。學(xué)生通過分析病毒繁殖過程中的復(fù)制所需的原料和酶來源，回答出病毒不能營(yíng)腐生生活，只能靠寄生生活繁殖。

設(shè)計(jì)意圖：為幫助學(xué)生完成情境中提出的挑戰(zhàn)性任務(wù)，教師設(shè)計(jì)了遞進(jìn)式的問題串，引領(lǐng)學(xué)生觀察、閱讀、比較、推測(cè)，逐步揭開關(guān)于細(xì)菌和病毒的奧秘。一個(gè)個(gè)啟發(fā)性的小問題猶如一把把鑰匙，開啟一扇扇深度思考的大門。系列問題的解決為完成最終的挑戰(zhàn)性任務(wù)奠定了基礎(chǔ)，猶如為摘到高處的“桃子”而搭建的層層“腳手架”。在帶領(lǐng)學(xué)生一步步從了解事物的現(xiàn)象到深入了解事物的本質(zhì)的過程中，教師的深度教學(xué)促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)了學(xué)生的理性思維。

三、憑借情境，解決核心問題

教師引導(dǎo)學(xué)生解決情境中的核心問題1“為什么醫(yī)生不用抗生素滅殺小明體內(nèi)的流感病毒？”，并對(duì)情境中的核心問題2“小明去年注射的流感疫苗失效的原因是什么？”進(jìn)行分析推測(cè)。

教師提供有關(guān)常見抗生素的作用機(jī)制的資料后請(qǐng)學(xué)生閱讀資料并思考問題：醫(yī)生能隨便答應(yīng)給小明同學(xué)輸抗生素嗎？抗生素能殺死細(xì)菌和病毒嗎？請(qǐng)大家結(jié)合抗生素常見的作用機(jī)制，根據(jù)細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)方式、生殖方式等分析抗生素是否適用于治療病毒性感冒。學(xué)生由于對(duì)細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生命活動(dòng)特點(diǎn)的異同有了清晰的認(rèn)識(shí)，因此很容易就解決了這個(gè)問題。對(duì)于病毒這種沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物，抗生素雖然功效強(qiáng)大，但卻無能為力。教師趁機(jī)設(shè)疑：細(xì)菌性感冒就一定需要使用抗生素治療嗎？日常生活中不用藥物治療，感冒能好嗎？學(xué)生通過討論，明白人體對(duì)病原體具有一定的抵抗力，輕微感冒通過人體免疫系統(tǒng)的作用，配合多休息、多喝水，是可以痊愈的。教師提出問題：為什么小明去年注射過流感疫苗，今年又得了流感？疫苗為什么失效了？學(xué)生經(jīng)過小組討論，給出了“今年的流感和去年注射的流感疫苗不匹配”“去年的流感和今年的流感不同”等答案，教師接著追問：你認(rèn)為自然界中每年的流行性病毒都在變化的原因可能是什么？流感病毒變異速度快的原因在于病毒增殖的哪一步？教師播放關(guān)于病毒增殖的動(dòng)畫，將病毒增殖的“吸附、侵入、復(fù)制、裝配、釋放”五個(gè)階段呈現(xiàn)在學(xué)生面前。有學(xué)生發(fā)現(xiàn)，病毒之所以出現(xiàn)變異，最有可能的原因是在遺傳物質(zhì)復(fù)制過程中出現(xiàn)差錯(cuò)。教師繼續(xù)追問：病毒感染人體細(xì)胞的次數(shù)和出現(xiàn)變異的頻率有著怎樣的關(guān)系？通過思考討論，學(xué)生強(qiáng)烈地意識(shí)到流感病毒感染寄主的次數(shù)越多，遺傳物質(zhì)的復(fù)制次數(shù)也就越多，出現(xiàn)變異的概率也就越大。

設(shè)計(jì)意圖：本環(huán)節(jié)是為了檢測(cè)學(xué)生是否能利用前面儲(chǔ)備的知識(shí)來解決生活情境中的問題，是對(duì)前面課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量的一種及時(shí)評(píng)價(jià)與反饋。同時(shí)，通過對(duì)情境中問題的思考和解決，學(xué)生會(huì)更關(guān)注合理用藥。學(xué)生體驗(yàn)到“為生活而學(xué)習(xí)”的成功和喜悅后，就更增強(qiáng)了探究科學(xué)的信心。

四、拓展情境，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移應(yīng)用

教師引導(dǎo)學(xué)生解決情境中的核心問題3“我們應(yīng)該以怎樣的態(tài)度看待細(xì)菌和病毒？”，助推學(xué)生遷移應(yīng)用知識(shí)。

教師提出問題：生活中，細(xì)菌和病毒都能引發(fā)一些疾病，那么是不是所有的細(xì)菌和病毒對(duì)人類都是有害無益的呢？請(qǐng)結(jié)合細(xì)菌和病毒的營(yíng)養(yǎng)方式，回答下列問題。（1）哪種微生物可以擔(dān)任大地的“清潔工”？（2）要消滅農(nóng)業(yè)害蟲，除了使用化學(xué)藥劑，你認(rèn)為是否可以利用細(xì)菌和病毒制成生物殺蟲劑？

教師繼續(xù)追問：假如你是科學(xué)家，在研制抗病毒藥物，你認(rèn)為要阻止病毒復(fù)制是在病毒進(jìn)入人體之前還是之后進(jìn)行阻止更好？你認(rèn)為要?dú)⑺啦《?，是在它入侵人體細(xì)胞之前還是之后進(jìn)行滅殺更好？一旦病毒進(jìn)入人體細(xì)胞，我們是否還有機(jī)會(huì)阻止病毒復(fù)制？學(xué)生結(jié)合病毒的增殖過程，嘗試思考藥物對(duì)于病毒可能的作用機(jī)制。

學(xué)生由于已經(jīng)對(duì)細(xì)菌和病毒的營(yíng)養(yǎng)方式和生殖方式有所了解，因此不難回答出“清潔工”的角色擔(dān)任者，也容易想到可能是營(yíng)腐生生活的細(xì)菌，這樣學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)細(xì)菌對(duì)自然界垃圾的分解還是有重大貢獻(xiàn)的。學(xué)生討論到利用某些細(xì)菌和病毒的寄生特點(diǎn)可以制成生物殺蟲劑時(shí)有點(diǎn)興奮，眼睛都亮了起來，紛紛感嘆：竟然還可以“以毒攻毒”。這時(shí)，教師及時(shí)追問：這種利用細(xì)菌和病毒制成的生物殺蟲劑與化學(xué)農(nóng)藥殺蟲劑相比有什么優(yōu)點(diǎn)？通過思考討論以及對(duì)比，學(xué)生發(fā)現(xiàn)利用細(xì)菌和病毒制成的生物殺蟲劑效果更好，具有更強(qiáng)的針對(duì)性和靶向性，另外，還有著化學(xué)殺蟲劑沒有的環(huán)保性，可以避免使用化學(xué)農(nóng)藥帶來的藥物殘留問題。為了讓學(xué)生全面了解細(xì)菌和病毒與人類的關(guān)系，教師播放一段有關(guān)微生物發(fā)酵的視頻，然后追問：我們應(yīng)該如何看待細(xì)菌和病毒？

設(shè)計(jì)意圖：通過讓學(xué)生觀看視頻和討論分析，使學(xué)生理解微生物的利用價(jià)值，拓寬視野，走出“微生物都是有害的”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，學(xué)會(huì)用一分為二的辯證眼光看待細(xì)菌和病毒。思考抗病毒藥物的研制思路對(duì)學(xué)生來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，也是對(duì)已學(xué)知識(shí)的遷移拓展。對(duì)醫(yī)學(xué)前沿問題或者高科技，初中生雖然不能進(jìn)行深層次的研究，但是本節(jié)課上相對(duì)淺層次的思考還是有利于學(xué)生培養(yǎng)理性思維、增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感的。

本節(jié)課創(chuàng)設(shè)情境的意圖是讓學(xué)生體會(huì)到要解決生活中的問題，需要習(xí)得知識(shí)、獲得技能。只有當(dāng)學(xué)生認(rèn)為知識(shí)跟自己有關(guān)，而且關(guān)系很大，有一種很想學(xué)習(xí)的沖動(dòng)時(shí)，他們才會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望，好的情境就能夠讓學(xué)生產(chǎn)生這種求知欲望，同時(shí)為驅(qū)動(dòng)性問題的提出創(chuàng)造條件。通過解決驅(qū)動(dòng)性問題而獲得的知識(shí)的價(jià)值在本節(jié)課的“學(xué)以致用”環(huán)節(jié)也得到了進(jìn)一步體現(xiàn)。深度學(xué)習(xí)的前提必然是學(xué)生心靈和情感受到觸動(dòng)，迸發(fā)出思維的火花，全身心地沉浸在學(xué)習(xí)中。教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)，為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，為使學(xué)生成為“會(huì)做事”的人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。