促进深度学习发生的初中生物学教学情境分析——以“细菌和病毒”为例

江苏常州市新北区安家中学（213126）常海霞

深度学习是指在教师引领下，学生围绕着具有挑战性的学习主题，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。深度学习是基于理解的学习，不仅关注学生的学习结果，还重视学生的学习状态和获取知识的方式及过程，要求学生学会举一反三，提升分析和解决复杂问题的能力。

情境是深度学习的基础，深度学习要求教师为学生问题的解决和知识的获取创设真实的、优质的教学情境，在教材中的知识和现实中的生活实践间建立联系，从而激发学生的学习兴趣和探究欲望，促使学生全身心地投入学习。在强大动力的支持下，学生主动挖掘情境背后的知识，运用相关知识分析与解决问题，并在分析与解决问题的过程中建构概念、训练思维、习得方法、提升能力、发展素养。深度学习的发生，要求创设优质的情境，而李吉林老师关于情境教育实施的四个步骤为深度学习的发生提供了有利的理论依据：引入情境—优化情境—凭借情境—拓展情境。

本文以“细菌和病毒”的教学为例，对初中生物学教学情境进行分析，旨在研究促进深度学习发生的教学策略。

一、引入情境，促使学生主动学习

教师应寻找教学内容与实际生活之间的联系，通过创设真实的教学情境在二者之间架设一座桥梁，使学生产生解决实际生活问题的愿望并主动投入学习。

创设情境：小明去年注射了流感疫苗。今年他感冒后去医院看病，为了尽快康复，他根据自己的就医经验，要求医生用抗生素输液。医生经过化验诊断后，拒绝了他，并告诉他病毒性感冒和细菌性感冒的治疗方法不同，可以用于治疗细菌性感冒的青霉素和头孢类抗生素并不适用于病毒性感冒。

设计问题：为什么医生不用抗生素灭杀小明体内的流感病毒？小明去年注射的流感疫苗失效的原因是什么？我们应该以怎样的态度看待细菌和病毒？

设计意图：优质的教学情境应力求真实，贴近学生生活。为了促进深度学习的发生，教师应站在学生的角度创设贴近学生生活的教学情境，引发学生对身体健康方面的关注。学生只有感受到是为生活而学习，学有所用，才能体会到学习的价值，才会愿意沉浸在学习之中，主动学习要解决问题必须具备的细菌和病毒的有关知识，从课堂“观光者”转变为课堂的主人。

二、优化情境，引导学生进行活动体验

围绕情境中的核心问题“为什么医生不用抗生素灭杀小明体内的流感病毒？”，教师设置系列情境活动帮助学生分析比较细菌和病毒的各个特征。

（一）比较细菌和病毒的结构

教师提供描述细菌和病毒大小的文字资料以及细菌和病毒的结构图片，引导学生思考以下问题：（1）你要借助哪种显微镜观察细菌和病毒？用光学显微镜可以看到细菌和病毒吗？请比较细菌和病毒的大小。你能因为细菌和病毒的微小而忽略它们吗？（2）你能通过细菌的名字推测它的形状吗？（3）看图说出细菌的一般结构和特殊结构，比较细菌和动植物细胞的异同，推测细菌和动植物在生物进化过程中出现的先后顺序。（4）有人说病毒是世界上结构最特殊的一类生物，为什么这么说呢？请你观察多种不同的病毒，总结病毒的结构，并比较病毒和细菌以及动植物细胞的不同。通过阅读、观察教师提供的资料文字和结构图片，学生发现细菌和病毒的大小有很大差异，病毒比细菌要小得多。通过观察多种细菌，学生发现细菌大概有三种形状，而且在细菌的名字中也有关于形状的字眼。但是即使细菌的种类和形状多样，它们都有着一般的基本结构。学生通过将细菌和动植物细胞进行对比，还发现细菌的细胞中竟然没有细胞核，此时，教师设问：你能试着推测细菌和动植物在生物进化过程中出现的先后顺序吗？学生不难想到生物的进化有可能是从简单到复杂。教师趁机提出问题：细菌没有细胞核，是不是细菌没有遗传物质呢？学生通过讨论，肯定细胞中一定会有遗传物质控制着细菌的遗传。教师指出分散在细胞质中的核质是DNA，由此解决了学生的疑问。学生观察多种病毒之后，发现这些病毒既没有细胞核，也没有细胞结构，仅由蛋白质外壳和内部遗传物质构成，教师随即提出问题：你们学过的生物中还有没有细胞结构的吗？学生纷纷摇头。教师进行总结：除病毒外，生物都是由细胞构成的。教师接着追问：病毒没有细胞结构，它是如何生长繁殖的？从而引出细菌和病毒的营养方式的知识点。

（二）比较细菌和病毒的营养方式

教师出示动植物细胞、细菌和病毒的结构图，指导学生思考问题：（1）通过比较细菌和动植物细胞的结构特点，你认为细菌能自己制造有机物吗？为什么？细菌的营养方式是怎样的？你知道哪些细菌营寄生，哪些细菌营腐生吗？（2）根据病毒的结构特点，你认为病毒能制造有机物吗？为什么？病毒的营养方式是怎样的？学生通过观察细菌和动植物细胞的结构，发现只有绿色植物的细胞结构中有叶绿体，继而想到植物通过光合作用制造有机物，而细菌不具备这样的能力，只能靠寄生在活的生物体细胞内或者靠分解动植物遗体及粪便维持生存。师生总结生物的营养方式分为自养和异养，大部分细菌是通过腐生或者寄生的方式进行异养生活。有了推测细菌营养方式的经验，学生很快就能得出病毒的营养方式也是异养，这时，学生会产生疑问：病毒能和细菌一样营腐生生活吗？要弄清这个问题，学生需要理解细菌和病毒的生殖特点，于是便过渡到关于生殖方式的学习。

（三）比较细菌和病毒的生殖方式

教师播放关于细菌和病毒生殖方式的动画，引导学生思考问题：（1）假如你手上有1 个细菌，在条件适宜的情况下每10 分钟繁殖一代，在没洗手的情况下，2 小时后你的手上有多少细菌？病毒的结构比细菌更为简单，试猜测它的繁殖速度是否更快，总结细菌和病毒在繁殖速度上有什么共同特点。（2）病毒在生殖过程中利用的原材料和酶系统来自哪里？病毒适合营腐生生活吗？学生观看关于细菌和病毒生殖方式的动画之后，通过计算2 小时后手上细菌的数目，直观认识到细菌的繁殖速度之快，而因为已经知道病毒结构的简单程度，所以不难猜测出病毒的繁殖速度更快。学生通过分析病毒繁殖过程中的复制所需的原料和酶来源，回答出病毒不能营腐生生活，只能靠寄生生活繁殖。

设计意图：为帮助学生完成情境中提出的挑战性任务，教师设计了递进式的问题串，引领学生观察、阅读、比较、推测，逐步揭开关于细菌和病毒的奥秘。一个个启发性的小问题犹如一把把钥匙，开启一扇扇深度思考的大门。系列问题的解决为完成最终的挑战性任务奠定了基础，犹如为摘到高处的“桃子”而搭建的层层“脚手架”。在带领学生一步步从了解事物的现象到深入了解事物的本质的过程中，教师的深度教学促进了学生的深度学习，提升了学生的思维品质，培养了学生的理性思维。

三、凭借情境，解决核心问题

教师引导学生解决情境中的核心问题1“为什么医生不用抗生素灭杀小明体内的流感病毒？”，并对情境中的核心问题2“小明去年注射的流感疫苗失效的原因是什么？”进行分析推测。

教师提供有关常见抗生素的作用机制的资料后请学生阅读资料并思考问题：医生能随便答应给小明同学输抗生素吗？抗生素能杀死细菌和病毒吗？请大家结合抗生素常见的作用机制，根据细菌和病毒的结构、营养方式、生殖方式等分析抗生素是否适用于治疗病毒性感冒。学生由于对细菌和病毒的结构特点和生命活动特点的异同有了清晰的认识，因此很容易就解决了这个问题。对于病毒这种没有细胞结构的微生物，抗生素虽然功效强大，但却无能为力。教师趁机设疑：细菌性感冒就一定需要使用抗生素治疗吗？日常生活中不用药物治疗，感冒能好吗？学生通过讨论，明白人体对病原体具有一定的抵抗力，轻微感冒通过人体免疫系统的作用，配合多休息、多喝水，是可以痊愈的。教师提出问题：为什么小明去年注射过流感疫苗，今年又得了流感？疫苗为什么失效了？学生经过小组讨论，给出了“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，教师接着追问：你认为自然界中每年的流行性病毒都在变化的原因可能是什么？流感病毒变异速度快的原因在于病毒增殖的哪一步？教师播放关于病毒增殖的动画，将病毒增殖的“吸附、侵入、复制、装配、释放”五个阶段呈现在学生面前。有学生发现，病毒之所以出现变异，最有可能的原因是在遗传物质复制过程中出现差错。教师继续追问：病毒感染人体细胞的次数和出现变异的频率有着怎样的关系？通过思考讨论，学生强烈地意识到流感病毒感染寄主的次数越多，遗传物质的复制次数也就越多，出现变异的概率也就越大。

设计意图：本环节是为了检测学生是否能利用前面储备的知识来解决生活情境中的问题，是对前面课堂学习质量的一种及时评价与反馈。同时，通过对情境中问题的思考和解决，学生会更关注合理用药。学生体验到“为生活而学习”的成功和喜悦后，就更增强了探究科学的信心。

四、拓展情境，实现知识迁移应用

教师引导学生解决情境中的核心问题3“我们应该以怎样的态度看待细菌和病毒？”，助推学生迁移应用知识。

教师提出问题：生活中，细菌和病毒都能引发一些疾病，那么是不是所有的细菌和病毒对人类都是有害无益的呢？请结合细菌和病毒的营养方式，回答下列问题。（1）哪种微生物可以担任大地的“清洁工”？（2）要消灭农业害虫，除了使用化学药剂，你认为是否可以利用细菌和病毒制成生物杀虫剂？

教师继续追问：假如你是科学家，在研制抗病毒药物，你认为要阻止病毒复制是在病毒进入人体之前还是之后进行阻止更好？你认为要杀死病毒，是在它入侵人体细胞之前还是之后进行灭杀更好？一旦病毒进入人体细胞，我们是否还有机会阻止病毒复制？学生结合病毒的增殖过程，尝试思考药物对于病毒可能的作用机制。

学生由于已经对细菌和病毒的营养方式和生殖方式有所了解，因此不难回答出“清洁工”的角色担任者，也容易想到可能是营腐生生活的细菌，这样学生就会发现细菌对自然界垃圾的分解还是有重大贡献的。学生讨论到利用某些细菌和病毒的寄生特点可以制成生物杀虫剂时有点兴奋，眼睛都亮了起来，纷纷感叹：竟然还可以“以毒攻毒”。这时，教师及时追问：这种利用细菌和病毒制成的生物杀虫剂与化学农药杀虫剂相比有什么优点？通过思考讨论以及对比，学生发现利用细菌和病毒制成的生物杀虫剂效果更好，具有更强的针对性和靶向性，另外，还有着化学杀虫剂没有的环保性，可以避免使用化学农药带来的药物残留问题。为了让学生全面了解细菌和病毒与人类的关系，教师播放一段有关微生物发酵的视频，然后追问：我们应该如何看待细菌和病毒？

设计意图：通过让学生观看视频和讨论分析，使学生理解微生物的利用价值，拓宽视野，走出“微生物都是有害的”的认识误区，学会用一分为二的辩证眼光看待细菌和病毒。思考抗病毒药物的研制思路对学生来说是一个挑战，也是对已学知识的迁移拓展。对医学前沿问题或者高科技，初中生虽然不能进行深层次的研究，但是本节课上相对浅层次的思考还是有利于学生培养理性思维、增强社会责任感的。

本节课创设情境的意图是让学生体会到要解决生活中的问题，需要习得知识、获得技能。只有当学生认为知识跟自己有关，而且关系很大，有一种很想学习的冲动时，他们才会产生强烈的求知欲望，好的情境就能够让学生产生这种求知欲望，同时为驱动性问题的提出创造条件。通过解决驱动性问题而获得的知识的价值在本节课的“学以致用”环节也得到了进一步体现。深度学习的前提必然是学生心灵和情感受到触动，迸发出思维的火花，全身心地沉浸在学习中。教师应注重引导学生开展深度学习，为培养学生的学科核心素养，为使学生成为“会做事”的人才打下坚实的基础。