基于項目化學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計

摘要：本課時基于單元項目化學(xué)習(xí)策略，以打造“微生物展覽館”中的“真菌館”為項目活動，鼓勵學(xué)生以小組合作的方式主動開展科學(xué)實踐活動，從而實現(xiàn)“做中學(xué)”。在課堂教學(xué)活動中，以人類對真菌認識、開發(fā)和利用的歷史作為教學(xué)主線，設(shè)計遞進式問題鏈，使學(xué)生圍繞重要概念展開思考。同時改進實驗設(shè)計，提供豐富的直觀材料，提升學(xué)生觀察、比較、分類、歸納能力，使學(xué)生構(gòu)建結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀、生態(tài)觀等觀念。

關(guān)鍵詞：項目化學(xué)習(xí)；真菌；科學(xué)史

文章編號：1003-7586（2024）04-0003-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1 教材分析及設(shè)計思路

“真菌”是人教版義務(wù)教育教科書《生物學(xué)·八年級·上冊》第五單元第四章第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準（2022年版）》（以下簡稱《義教課標》）中對應(yīng)的次位概念是“2.3.3真菌是單細胞或多細胞生物，有成形的細胞核”，該次位概念是形成重要概念“2.3微生物一般是指個體微小、結(jié)構(gòu)簡單的生物，主要包括病毒、細菌和真菌”的重要支撐。同時，微生物多樣性是生物多樣性的重要組成部分，因此“真菌”的學(xué)習(xí)也能為重要概念“2.4我國擁有豐富的動植物資源，保護生物的多樣性是每個人應(yīng)有的責(zé)任”的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

生物學(xué)學(xué)科的項目化學(xué)習(xí)設(shè)計要依托《義教課標》和教材，以學(xué)科概念為線索，聚合學(xué)科知識信息，對類似或相近的學(xué)習(xí)內(nèi)容進行開發(fā)和補充，以凸顯探究型和高階思維特征的形式呈現(xiàn)。本節(jié)教材內(nèi)容具有古今貫通、宏微結(jié)合的特點。人類與真菌相處的歷史源遠流長，古人很早就具有釀酒、栽培蘑菇、制作饅頭等技藝。安排學(xué)生課前體驗制作饅頭和家庭栽培蘑菇的活動，通過生生、師生交流探討，碰撞出關(guān)鍵問題，借助觀察、實驗等途徑，明確其中的原理。學(xué)生利用顯微鏡觀察酵母菌、霉菌以及長出蘑菇的菌包，并經(jīng)過分析、比較，總結(jié)出真菌細胞的基本結(jié)構(gòu)。再通過與植物的結(jié)構(gòu)進行對比，認識真菌無葉綠體，不能像植物一樣進行光合作用，利用太陽能制造有機物，深化結(jié)構(gòu)與功能觀。教師展示“青霉”“蘑菇孢子散落”及“制作孢子印”視頻，使學(xué)生明確真菌的繁殖方式，總結(jié)真菌的一般特征。最后回到人類對真菌的利用歷史，鼓勵學(xué)生從有益和有害兩方面總結(jié)真菌和人類的關(guān)系，展望未來人類對真菌的認識、開發(fā)、利用和保護。

2 教學(xué)目標

（1）通過觀察、分析酵母菌、霉菌和蘑菇等大型真菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能、繁殖方式，歸納真菌的基本特征。

（2）通過對真菌發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、利用的歷史進行分析并體驗制作饅頭、栽培蘑菇等實踐活動，分析真菌與人類生活的關(guān)系，認同保護生物資源的重要性。

（3）運用項目化學(xué)習(xí)策略，發(fā)展和提高學(xué)生的探究實踐和科學(xué)思維素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神。

3 教學(xué)過程

本章內(nèi)容以“建設(shè)微生物展覽館”作為整體項目，本節(jié)內(nèi)容以打造“真菌館”為子項目，安排三個主要板塊：“初識真菌——技藝傳千年”“洞察真菌——實驗尋本質(zhì)”“再探真菌——保護多樣性”。第一板塊中，教師安排學(xué)生課前體驗制作饅頭和家庭栽培蘑菇，由此交流碰撞出三個問題：為什么饅頭松軟多孔？為什么饅頭保存不當會發(fā)霉？蘑菇菌包中含有哪些成分，有什么作用？教師基于以上問題引領(lǐng)本節(jié)教學(xué)。

3.1 初探真菌——技藝傳千年

教師以人類對真菌的探索歷史引入本環(huán)節(jié)的教學(xué)：“民以食為天”，人類對真菌的認識、開發(fā)和利用的歷史是從飲食開始的。新時器時代，人類祖先已經(jīng)能夠利用酵母菌來釀酒；南宋時期，人們開啟人工栽培香菇的歷史；漢朝，利用酵母菌制作的饅頭被端上了餐桌。古老的技藝代代傳承，延續(xù)了人類文明，促進了社會的發(fā)展。之后引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實驗、資料分析等途徑解決課前提出的三個問題，得出結(jié)論。教學(xué)流程如圖1所示。

教師再提出問題：真菌為什么不能像植物一樣通過光合作用合成有機物？通過這一問題引導(dǎo)學(xué)生由宏觀到微觀，從細胞結(jié)構(gòu)和功能的角度進一步探索。

3.2 洞察真菌——實驗尋本質(zhì)

教師引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面觀察真菌細胞的基本結(jié)構(gòu)，認識這是理解真菌營養(yǎng)、繁殖等生命活動的前提。觀察酵母菌、霉菌的重點在于分析細胞結(jié)構(gòu)及功能；觀察青霉的重點在于識別孢子及其著生狀態(tài)，區(qū)分兩種不同的菌絲，并分析其作用；觀察蘑菇的重點在于描述其結(jié)構(gòu)及功能；觀察真菌孢子散落過程及制作孢子印的重點在于總結(jié)真菌的生殖方式。學(xué)生通過上述觀察活動，并與細菌、植物細胞比較，總結(jié)真菌細胞的一般結(jié)構(gòu)，構(gòu)建真核生物概念。在此過程中訓(xùn)練學(xué)生運用比較和分類、抽象和概括、分析和綜合等思維方法，并滲透結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀、進化與適應(yīng)觀等生命觀念。教學(xué)流程如圖2所示。

3.3 再探真菌——保護多樣性

從菌與人類的關(guān)系的認識到生物多樣性的保護，基本教學(xué)流程如圖3所示。學(xué)生學(xué)習(xí)真菌與人類的關(guān)系時，遵循由特殊到一般的規(guī)律。教師與學(xué)生一起，先從本節(jié)學(xué)習(xí)的酵母菌、霉菌、蘑菇人手，分析真菌與人類生產(chǎn)、生活的密切關(guān)系，再通過人類對真菌認識、開發(fā)和利用的歷史，使學(xué)生認同包含真菌多樣性在內(nèi)的生物多樣性對于維持生態(tài)平衡、促進人類發(fā)展具有重要價值。

3.4 教學(xué)評價

本節(jié)課程的教學(xué)評價包含三個部分：一是課堂中通過實驗、觀察、比較、分類，從實物、顯微圖像等概括出結(jié)構(gòu)模式圖，并建構(gòu)真核生物概念，考查學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題、收集和分析證據(jù)、得出結(jié)論的能力；二是通過課堂檢測，考查學(xué)生對概念的理解和應(yīng)用；三是通過課前體驗及課后實踐，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用生物學(xué)及其他學(xué)科知識、方法和實驗操作技能，通過設(shè)計、制作和改進模型，發(fā)展物化成果的能力，培養(yǎng)團隊合作意識，提高創(chuàng)新實踐能力。

本節(jié)課后實踐內(nèi)容包括三個活動：一是用易得材料制作真菌模型，展示真菌的結(jié)構(gòu)和生命活動；二是查閱資料，嘗試制作葡萄酒，記錄制作過程；三是查閱資料，制作關(guān)于規(guī)范使用抗生素的展板或短視頻。

4 教學(xué)反思

4.1 基于項目化學(xué)習(xí)，組織豐富的跨學(xué)科實踐活動

本節(jié)課基于單元項目化學(xué)習(xí)策略，以打造“真菌館”為項目活動，整合與內(nèi)容緊密聯(lián)系的實踐活動，實現(xiàn)“做中學(xué)”。例如，選擇恰當?shù)牟牧?，設(shè)計并制作真菌結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)建“結(jié)構(gòu)與功能”“尺度、比例和數(shù)量”“系統(tǒng)與模型”等跨學(xué)科概念；通過制作饅頭、培養(yǎng)酵母菌和霉菌、釀造葡萄酒、栽培蘑菇等活動，建構(gòu)“結(jié)構(gòu)與功能”“物質(zhì)與能量”“因果關(guān)系”等跨學(xué)科概念；制作真菌科普視頻，將現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度整合，既開發(fā)和豐富了教學(xué)資源，又促進了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。

4.2 創(chuàng)新實驗設(shè)計，創(chuàng)設(shè)豐富的課堂探究活動

在酵母菌發(fā)酵實驗中，以大容量注射器代替氣球，使氣體的產(chǎn)生定量化，既能演示發(fā)酵產(chǎn)生氣體，還能引導(dǎo)學(xué)生進一步探究發(fā)酵條件對結(jié)果的影響。同時，注射器接上軟管，通人到澄清石灰水中，可以檢驗酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的氣體是二氧化碳。在觀察青霉的實驗中，以橘子皮作為青霉的培養(yǎng)基時，只能觀察到直立菌絲和孢子，不易觀察到營養(yǎng)菌絲。以馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基接種青霉孢子，三天左右便可得到較為純凈的青霉菌落。用解剖針挑取帶少許培養(yǎng)基的青霉進行觀察，可以清晰地看到營養(yǎng)菌絲、直立菌絲、孢子的著生情況，高倍鏡下還可以看到菌絲是由細胞構(gòu)成的。

4.3 挖掘科學(xué)發(fā)現(xiàn)史，滲透中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化

人類對真菌的認識、開發(fā)和利用，是人類文明史中重要的一環(huán)。中華民族有著燦爛的傳統(tǒng)文化，有些文化與人們對微生物的利用密切相關(guān)。充分挖掘科學(xué)發(fā)現(xiàn)史，以中華文明為主，適當融合世界文化，使學(xué)生既有愛國之心又有全球視野。本節(jié)內(nèi)容中，導(dǎo)入環(huán)節(jié)采用的釀酒、栽培香菇、制作饅頭等情境均源自中國。在介紹人類與微生物的關(guān)系時，以中國古代名醫(yī)對真菌藥物的研究，中國航空航天與微生物育種作為主要資源，適當穿插青霉素的發(fā)現(xiàn)等成就，使學(xué)生敬仰中華傳統(tǒng)文化，尊重世界科技進步，并立志創(chuàng)造更美好的未來。

基金項目：山東省教育教學(xué)研究一般課題“基于PBL的初中生物跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動設(shè)計與實施研究”（2023JXY332）。