核心素養(yǎng)導向下的生物學教學設計

摘要：本文展示了以“神奇的微生物”為主題的生物學教學設計，通過配對游戲、藝術欣賞、資料分析等多種活動，引導學生了解細菌的形態(tài)、結構和與人類的關系，培養(yǎng)生命觀念、科學思維和探究能力。同時，跨學科實踐活動增強了學生的辯證思維和應用能力，促進健康生活習慣和態(tài)度責任的形成。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；教學設計；微生物

文章編號：1003-7586（2024）05-0032-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《義教課標》）提出生物學課程目標要著重培養(yǎng)學生正確的價值觀、必備品格和關鍵能力，這是生物學課程育人價值的集中體現(xiàn)，主要包括生命觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任的培養(yǎng)。本文以蘇教版義務教育教科書《生物學·八年級·上冊》（以下簡稱“教材”）第十四章第三節(jié)“神奇的微生物”第一課時為例展開教學設計。

1教材分析

教材采用文字和圖片的形式，介紹了細菌、真菌和病毒的大小、形態(tài)、結構、種類、營養(yǎng)方式以及與人類的關系，并安排了調查細菌對環(huán)境影響的活動、探究霉菌生活的環(huán)境實驗和分析病毒的科學發(fā)現(xiàn)史等教學內容。教學中本節(jié)內容需要三課時完成，其中第一課時的教學重點是細菌的結構與功能、營養(yǎng)方式及與人類的關系，教學難點是細菌的結構和評價實驗方案。為了增強學生的認識，教師可以利用多種教學資源和手段來設計教學。

2教學目標

（1）通過配對游戲描述細菌的形態(tài)與結構，初步形成結構與功能相適應的生命觀念。

（2）通過藝術欣賞、資料分析、評價實驗方案，了解細菌的分布和營養(yǎng)方式，發(fā)展科學探究能力和科學思維習慣，并體驗科學與藝術的融合之美。

（3）通過視頻、數(shù)學技能訓練、辯論賽、角色扮演和模型制作等跨學科實踐活動，歸納細菌的生殖方式、特點和細菌與人類的關系，養(yǎng)成健康的生活習慣，形成辯證統(tǒng)一的哲學思想、拼搏奮進的家國情懷和跨學科實踐能力。

3教學過程

3.1欣賞細茼瓊脂畫，感受微生物之神奇

教師播放一組令人震撼的瓊脂藝術大賽作品——微生物學史上的傳奇人物，并引導學生思考：你知道這些作品是采用什么方式作出來的嗎？教師介紹參賽者用不同的細菌在瓊脂上進行繪畫創(chuàng)作，將他們的創(chuàng)意“畫”在瓊脂上，再用微生物培養(yǎng)的方式，在瓊脂上展現(xiàn)出來。

設計意圖：由奇特的細菌瓊脂畫吸引學生的注意，讓學生體驗到科學與藝術的融合之美，讓學生感受微生物之神奇。

3.2初識細菌——“深在茵中不知茵”

教師提供資料：人類每平方厘米面積的皮膚表面約有10萬個細菌，指甲縫里有近5萬個細菌。但人們是否能感受到細菌的存在呢？不禁有學生發(fā)出感嘆“深在菌中不知菌”。

教師補充：除了生物體的體表，其實體內也有細菌的存在，如消化道內大腸桿菌等。在空氣、水或土壤中，一般都有細菌存在。那么，一些極端環(huán)境是否有細菌的生存呢？教師繼續(xù)介紹人們發(fā)現(xiàn)冰川中有耐寒細菌，沙漠中有耐旱細菌，鹽灘上有耐鹽細菌，金礦中有耐酸細菌等。由此可見，細菌的分布極其廣泛。

設計意圖：教師借助文字和圖片等資料，讓學生直觀感受細菌的隱秘及分布之廣泛。

3.3細菌探秘

教師帶領學生一起走進微生物遼闊神奇的世界，揭開細菌神秘的面紗。

3.3.1細菌探秘——形態(tài)篇

教師尋問學生，知不知道首先發(fā)現(xiàn)細菌的是誰？教師播放？細菌的發(fā)現(xiàn)史？視頻并讓學生閱讀教材第27頁第二段，思考以下四個問題：細菌有多大？細菌有哪幾種形態(tài)？細菌是單細胞生物還是多細胞生物？它可以獨立生活嗎？

教師展示顯微鏡下不同放大倍數(shù)的繡花針的照片，讓學生感受到單個細菌個體十分微小，只有用高倍顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到單個細菌的形態(tài)和結構。

屏幕上呈現(xiàn)將六種細菌按形態(tài)重新配對的小游戲，學生經過辨認識別，可將細菌分成三大類，分別為球菌、桿菌和螺旋菌。

師生就這幾種常見的細菌展開交流。教師適當進行知識的拓展，如幽門螺桿菌，2017年世界衛(wèi)生組織將其歸為一類致癌物。

教師提問：通過觀察，你認為細菌屬于單細胞生物還是多細胞生物？為什么？學生根據(jù)資料結合教材回答，雖然有些細菌會連接成長鏈或球團，但是單個細菌也能獨立生活，所以細菌是單細胞生物。

設計意圖：采用科學史視頻，引導學生感受科學家身上的好奇心、求知欲和鍥而不舍的探究精神。學生能夠在配對小游戲活動中輕松掌握細菌的形態(tài)，并在師生交流中獲得相關細菌常識。

3.3.2細菌探秘——結構篇

教師提問：不同種類的細菌形態(tài)不同，那么它們的內部結構是否也各不相同呢？教師引導學生結合教材第27頁第三段，思考細菌有哪些組成結構，細菌的結構與植物細胞和動物細胞的結構的區(qū)別。

教師首先利用多媒體白板，在“課堂互動”模塊中創(chuàng)建細菌結構圖與相應結構名稱的配對游戲。學生在自主學習細菌結構圖后，教師通過該互動游戲檢測學生的掌握情況，并及時進行反饋評價。隨后，教師利用思維導圖功能，詳細講解細菌的基本結構、特殊結構及其功能，重點分析細菌的核質結構。教師介紹細菌的核質呈裸露狀，沒有成型的細胞核，這類僅有核區(qū)的細胞被稱為原核細胞，由原核細胞組成的生物則被稱為原核生物。

教師呈現(xiàn)植物細胞、動物細胞和細菌的結構模式圖，引導學生邊回憶邊列表比較三種細胞結構的異同點。植物細胞有葉綠體，可進行光合作用，能制造有機物，屬于自養(yǎng)的營養(yǎng)方式；動物細胞沒有葉綠體，不能進行光合作用，不能制造有機物，屬于異養(yǎng)的營養(yǎng)方式。

教師提出問題引導學生思考：根據(jù)細菌結構推測，細菌能夠像植物那樣自己制造有機物嗎？教師介紹大多數(shù)細菌不能進行光合作用，屬于異養(yǎng)的生活方式，但也有例外，如藍細菌等。教師可用短視頻進行拓展，起到初高中教學內容的銜接作用。

設計意圖：學生在自主學習后對比動植物細胞，能夠輕松掌握細菌的結構，并引出大多數(shù)細菌的營養(yǎng)方式。教師可以借此機會給學生適當拓展藍細菌的知識，做好初高中銜接教學。

3.3.3細菌探秘——營養(yǎng)篇

教師提問：既然大多數(shù)細菌的營養(yǎng)方式是異養(yǎng)，那么異養(yǎng)又有哪些方式？什么是寄生？什么是腐生？

學生閱讀教材，得出結論：寄生是指從其他活的生物體獲取營養(yǎng)物質，如肺炎雙球菌等。腐生是指依靠分解動植物遺體獲取營養(yǎng)的方式，如枯草桿菌等。細菌對于自然界中物質的循環(huán)起著重要作用，被稱為大自然的“清潔工”。

為證明細菌對植物遺體的分解作用，某生物活動小組的同學分別提出三種實驗方案（見表1）來驗證細菌的分解作用。三種方案的共同點是將同一種樹的落葉分成甲、乙兩組，實驗過程中滴加蒸餾水，使樹葉保持潮濕。

教師引導學生討論：甲、乙兩組為什么要用相同的樹葉？為什么要使樹葉保持潮濕？哪種方案更能說明問題？

學生討論后得出結論：甲、乙兩組使用相同的樹葉是為了控制單一變量，除了有、無菌的條件不同外，其他條件都相同。樹葉保持潮濕是因為細菌的生活需要水分。方案三更能說明問題，是因為排除了所有影響實驗結果的條件的干擾。

設計意圖：通過評價實驗方案的科學性、合理性來促進學生探究實踐能力的提高。

3.3.4細菌探秘——生殖篇

教師播放單個細菌在4h內增殖的快進視頻，并歸納細菌的生殖方式及特點，順勢安排數(shù)學技能訓練題：假如你的手上有100個細菌，細菌繁殖速度為30 min一代，在沒有洗手的情況下，4h后你手上的細菌數(shù)目是多少？學生通過計算意識到要養(yǎng)成勤洗手、勤剪指甲、勤洗澡、勤換衣物、按時刷牙等良好的衛(wèi)生習慣，可減少細菌感染引起的疾病。

設計意圖：通過數(shù)學技能訓練活動，既能提高學生的數(shù)學計算能力，又能促進學生形成良好的衛(wèi)生意識。

3.4細菌與人類的關系之辯論賽

教師引導學生探究細菌與人類生活的關系。教師課前組織學生搜集資料準備，課堂上展開辯論。

辯論賽步驟如下。

①立論階段：正反方代表各進行2 min的立論陳詞。要求學生論點明確，舉例說明，以事實為依據(jù)，邏輯清晰。②自由辯：正反方代表輪流發(fā)言，補充論點或質疑對方論點。③總結階段：正反方代表各進行1 min的總結陳詞。教師要求學生針對整體辯論情況，結合實際簡要總結。

學生通過查閱資料，正方代表介紹了醋酸菌可釀醋，乳酸菌可制酸奶和泡菜，黃色短桿菌可制味精，還有甲烷菌可分解秸稈、糞便產生沼氣，同時凈化水質等。而反方代表著重介紹了日軍細菌戰(zhàn)，呼吁學生勿忘歷史教訓，在微生物領域必須練就過硬本領，牢牢地筑起降魔除瘴的和平安全長城。學生最終形成細菌既是人類的朋友又是人類的敵人的辯證觀點。

設計意圖：學生在辯論中基于證據(jù)和邏輯，形成細菌對人類生活有利有弊的辯證統(tǒng)一的觀點，同時滲透勿忘國恥、自立自強的愛國主義情感教育。

3.5課堂小結

為了讓學生更好地鞏固所學知識，讓課堂小結不流于形式，教師應用思維導圖（見圖1）巧妙生成板書，關鍵詞可以適當留白，實現(xiàn)對知識點有效的總結。

3.6課外跨學科實踐活動——制作細菌模型

教師布置學生課后用黏土等材料制作細菌結構模型，并要求學生體現(xiàn)出細菌的內部結構，可用不同顏色代表不同結構，可做成球狀、桿狀或螺旋狀的，同時要關注各結構在模型中所占的比例、大小及位置。

設計意圖：教師引導學生運用尺度、比例和數(shù)量等跨學科概念制作模型，直觀地表征細菌的結構與功能，提升學生的探究實踐能力。

4教學反思

教師在教學中，利用奇特的細菌瓊脂畫、辯論賽和角色扮演等活動有效地激發(fā)了學生的參與熱情，激起學生的學習興趣，把學生的情緒、注意力、思維調整到最佳的境界，進而提高生物課堂教學效果。教師利用課堂活動，順利突破細菌形態(tài)和結構等難點的學習。探究實踐是科學素養(yǎng)的重要方面，評價實驗方案也可促進學生科學探究能力的提高。課堂中穿插的思維導圖可隨時幫助學生建構知識框架，使知識結構化。同時，課外制作細菌模型的跨學科實踐作業(yè)能提升學生的探究實踐能力。