初中生物课程培养学生科学素养的实践探索——以“病毒”一课为例

哈尔滨师范大学生命科学与技术学院 习 博 井乐刚

哈尔滨师范大学附属中学 张庆岭

《义务教育初中生物学课程标准（2011年版）》中指出：“生物学课程的根本任务是提高学生的科学素养”[1]。科学素养包括科学兴趣、科学方法、科学知识、科学能力和科学精神等方面[2]。在“病毒”一节教学中，笔者通过多种教学方式，充分利用教材资源及课外素材培养学生的科学素养。

一、教学分析

“病毒”是人教版《生物学》八年级上册第五单元第五章的内容（知识结构框架见图1）。在此前学生已经学习了生物圈中有细胞结构的植物、动物、细菌和真菌，本章接着学习病毒这类没有细胞结构的生物，有利于学生从整体上把握生物界的几大类群，对生物圈中的生物形成完整认识，为后面学习第六单元“生物的多样性及其保护”作好铺垫。教师可在教学中利用文字材料、图片、视频等资源，帮助学生了解病毒的形态特征和种类，掌握病毒的结构和繁殖方式，辩证地认识病毒与人类生活的关系，初步了解常见的病毒性疾病，将所学知识应用到实际生活中。此外，还可以联系新冠肺炎疫情实际，对学生进行科学精神、科学思维、科学态度、科学情怀等方面的教育，培养学生的科学素养。

图1 知识结构框架

二、教学目标

依据课程标准并围绕培养学生科学素养的要求，制定了如下教学目标：

（1）通过学习病毒的形态大小、生活特点、结构组成和繁殖方式，能够描述病毒的主要特征，理解生物体形态结构与生活方式相适应的规律。

（2）通过学习病毒与人类生活的关系，能够正确地认识病毒，树立辩证唯物主义世界观。

三、教学过程

1.导入新课

通过PPT展示：①新冠肺炎疫情初期一则“双黄连口服液可抑制新型冠状病毒”的谣言。②部分群众不顾钟南山院士“不要出门”的忠告，连夜排队购买双黄连口服液的图片。③我国把握传染病防控规律，秉持科学精神、科学态度和科学原则，在疫情防控中所采取的一系列举措：关闭离汉离鄂通道、抢建方舱医院、开展大规模核酸检测……通过联系时事热点，激发学生对“病毒”的学习兴趣。同时，引导学生尊重规律，崇尚科学，面对热点问题要学会冷静思考、多方查证、理性判断，不信谣，不传谣。

2.病毒的发现

教师提问：①同学们都听说过哪些病毒？学生思考后作出回答。继续提问：②大家有没有亲眼见过病毒？学生回答后，指导学生观察教材“想一想，议一议”中艾滋病病毒和细胞在形态、大小方面的差异。再次提问：③既然病毒用肉眼看不见，那它是如何被发现的呢？引导学生阅读教材中病毒发现过程的科学史。

通过问题①，既能让学生回忆已有的知识，为学习新内容作好铺垫，又能了解学生的学习基础，从而有针对性地展开教学。通过问题②，让学生观察病毒和细胞在形态、大小方面的差异，使其对病毒的形态、大小形成初步印象，为接下来的学习奠定基础。通过问题③，引导学生阅读科学史，学生不仅能初步了解病毒的发现过程，也能了解到科学研究的内容往往来源于生产、生活中的发现，感受到科学家严密的逻辑推理过程和严谨认真的工作态度。此外，科学家借助电子显微镜观察到病毒的形状，学生也会因此领略到科学仪器对科学研究的重要作用。

3.病毒的种类

先让学生认真观察教材图5-57中三种病毒的形态、照片的放大倍数，以及“想一想，议一议”中病毒和细胞的大小比较图，然后提问：病毒有没有细胞结构？学生回答后教师讲解：病毒比细胞小很多，因此没有细胞结构，而且只能用电子显微镜来观察；病毒虽然小到只能用纳米这一长度单位来表示，但其形态却多种多样。继续提问：病毒没有细胞结构，那它怎样生活呢？学生回答后教师总结：病毒不能独立生活，必须寄生在其他生物的细胞内。根据寄生细胞的不同，可以将病毒分为三大类：动物病毒、植物病毒和细菌病毒。教师设疑：新型冠状病毒属于哪种类型的病毒？学生结合所学的知识和生活经验作出回答。

通过让学生观察病毒和细胞相对大小的图片，以及放大不同倍数的病毒电镜照片，既有助于其对病毒的大小和形态形成直观认识，又培养其观察图片以及根据图片中的信息进行逻辑推理的能力。通过提问新型冠状病毒的类型归属，既可启迪学生的思维，加深其对所学知识的理解，又可理论联系实际，提高学生的学习兴趣。

4.病毒的结构和繁殖

先通过PPT展示烟草花叶病毒、腺病毒、大肠杆菌噬菌体三种病毒的电镜照片，引导学生归纳病毒的结构特点。学生通过观察图片，明确病毒没有细胞结构，只由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。随后播放展示病毒繁殖过程的视频，观看后让学生描述病毒的繁殖过程，再由教师进行补充完善。接下来教师设疑：既然病毒只能寄生在活细胞中，那为什么新冠病毒会在很多冷链食品或其外包装上被检测出来？学生思考后作出推测：病毒可能进入一种类似休眠的状态。教师进一步补充：病毒在离开活细胞的情况下通常会变成结晶体，当外界环境条件适宜时，病毒便会再次侵入活细胞，生命活动又重新开始。最后播放“冷链食品选购、食用注意事项”的视频并简要进行讲解。

通过观察三种病毒的电镜照片，培养学生从图片资料中获取信息并进行归纳总结的能力。通过描述病毒的繁殖过程，加深学生对病毒繁殖方式的理解，培养其语言表达能力。通过学习病毒的结构和繁殖方式，引导学生形成“形态结构与生活方式相适应”的生物学基本观点。通过播放“冷链食品选购、食用注意事项”的视频并进行讲解，向学生传递科学防疫知识，消除其对冷链食品的过度恐慌。

5.病毒与人类生活的关系

教师提问：人们常常谈“毒”色变，同学们知道哪些疾病是由病毒引起的吗？学生结合生活经验作出回答。教师进一步介绍流行性感冒、肝炎、手足口病、艾滋病的预防知识。教师接着提问：病毒是否有百害而无一利呢？先引导学生通过阅读教材91-92页内容，然后通过PPT展示第一则小资料：①植物病毒可充当载体，将杀虫剂有效地输送到土壤深处，杀死危害植物根系的害虫，从而减少杀虫剂的用量，降低其对环境的毒害[3]。②经过人为改造的溶瘤病毒，能够特异性识别并感染肿瘤细胞，在细胞内大量复制，导致肿瘤细胞裂解，具有很好的肿瘤治疗应用前景[4]。再通过PPT展示第二则小资料：①“糖丸爷爷”“人民科学家”顾方舟为消灭脊髓灰质炎，创造性地研制口服脊髓灰质炎疫苗的背后故事。②“人民英雄”陈薇院士带领科研团队研制新型冠状病毒疫苗的艰辛历程及取得的创造性成果。之后，向学生讲解接种疫苗对控制疫情的作用。最后，指导学生阅读“科学·技术·社会”栏目中“狂犬病和狂犬病病毒”的内容，介绍狂犬病和狂犬病病毒。

通过介绍常见病毒性传染病的预防知识，增加学生对传染病的了解，提高其科学防护能力。通过让学生阅读教材内容及展示第一则小资料，启发学生的科学思维，引导学生辩证地认识病毒与人类生活的关系，学会用“一分为二”的观点看问题。病毒类疾病虽然给人类带来了极大伤害，但科学家们通过对病毒加以改造和利用，又可使其为人类造福。通过介绍两位科学家在研制疫苗过程中的故事，既可让学生了解疫苗的作用和研制思路，又可引导其学习科学家们胸怀祖国、服务人民、奉献社会的科学情怀，不畏艰险、勇攀高峰、严谨细致的科学精神，尊重生命、潜心钻研、求真务实的科学态度。通过向学生介绍接种新冠疫苗对自己及他人的利处，培养学生的社会责任感。通过介绍狂犬病和狂犬病病毒，扩展学生的科学知识和科学视野，引导其运用所学知识分析和解决实际生活中的问题，提升科学素养。

四、教学反思

本节课的主要学习内容是病毒的种类、主要特征及与人类生活的关系。除了构建相应的知识体系外，本章内容还有利于对学生进行科学素养教育。在实际教学中，教师要充分考虑学生的知识基础和年龄特点，把握好教学进度。本节课培养学生科学素养的内容和方式，可为其他教师在生物学教学中培养学生的科学素养提供参考。