在真实情境中发展学生生物学科学思维的实践与思考

摘要：新课程理念强调生物学教学要以发展学生的核心素养为宗旨，重视课程内容中大概念的展开，同时要高度重视学生在真实情境中的实践经历，让学生在探究活动、跨学科实践活动中发展科学思维、提升动手操作能力，进而形成正确的生命观念，并进一步落实生物学核心素养中的态度责任。教师在教学中要立足真实情境，让学生在实践中发展生物学核心素养之一的科学思维。关键词：新课程；真实情境；生物学核心素养；科学思维“神奇的微生物”是苏教版初中生物学教材八年级上册第五单元“生物多样性”中第14章第三节课的内容，是教材在学习完动植物分类后设计的“识别微生物常见类群”的学习内容，其目的是使学生形成对不同种类微生物形态结构、与人类生活联系的科学认识，帮助学生建构“生物可以分为不同的类群，保护生物的多样性具有重要意义”这一大概念。一、首次试教（一）观看微视频，引入本课主题师：大家看，本节课的题目是“神奇的微生物”，那它们神奇在哪呢？什么地方会存在微生物呢？什么是微生物？它们与我们又有什么关系？（学生观看视频，并回答教师的问题）生：微生物无处不在。师：微生物有什么特点？生：一般很小。师：微生物存在于人类的身上吗？生：它们存在于我们的头皮里、皮肤里、脚趾缝里。教师总结后引入本课内容，设问：微生物包括哪些类型？介绍微生物的三个主要类群，呈现本课的主要学习目标。（二）自主阅读，结合生活实例，理解细菌、真菌结构【活动】根据科学问题，识别细菌的结构。师：请自主阅读教材第27页至第29页，找出下面问题的答案。（1）细菌的分布范围？（2）细菌有哪几种形态？（3）仔细观察第27页细菌结构模式图，请说出细菌从外往内的结构依次是什么？（4）细菌的主要结构特征是什么？其与植物细胞相比有哪些异同点？（5）细菌是如何生活的？与人类之间有何关系？生：细菌的分布范围十分广泛。生：从形态上看，细菌有球菌、杆菌、螺旋菌。教师结合示意图，补充：酸奶中的乳酸菌也是细菌。师：观察图1，细菌从外往内依次有哪些结构？（学生根据教材回答课件呈现的各结构名称）生：细菌的主要结构特征是没有成形的细胞核，核质裸露。师：细菌细胞与植物细胞相比的区别是什么？生：细菌没有细胞核。生：细菌也没有叶绿体。师：细菌是如何生活的？学生查看教材，找到答案：寄生、腐生。教师总结二者属于异养，并说明二者区别。师：细菌是如何繁殖的？生：一分为二。师：这种方式称为分裂生殖。细菌又是如何滋生的呢？教师基于生活中洗碗的真实情境，呈现家用电器研究所的一项实验结果：碗筷摞着放滋生的细菌量是立着的70倍。师：请分析细菌滋生需要哪几个必要条件。学生回答后，教师总结：需要营养物质、适宜的温度，且一定要有水分。师：细菌与人类生活有怎样的关系呢？生：细菌是大地的“清洁工”，细菌可以制造味精。师：细菌对人类都是有益的吗？生：不是，有的细菌会使人生病。教师引导学生说出生活中细菌使人患病的例子，并说明绝大多数细菌对人类都是有益的，但也有特殊的。接着，引入情境：请同学们看新闻，一位66岁的老奶奶感染李斯特菌，患上脑膜炎，源头或许是冰箱里的奶酪。教师先呈现李斯特菌显微图片，并介绍李斯特菌。然后，出示下面的题目：下列各项中，不属于细菌细胞特点的是（）A.都是单细胞的B.有细胞壁、细胞膜、细胞质C.有成形的细胞核D.没有成形的细胞核教师介绍真菌的种类、结构、生存方式及与人类的关系。学生探究得出：细菌是分裂生殖，而真菌中酵母菌为出芽生殖，其他都是孢子生殖。师：真菌与人类生活有怎样的联系呢？生：真菌可食用，如蘑菇、木耳；可药用，如灵芝等。生：部分真菌则对人类有害，如毛癣菌使人类得脚癣，鬼笔鹅膏使人中毒，等等。首次试教中各重要概念之间的联系有待加强，因此教师需结合学生生活中的真实情境，重新设计易于学生接受的教学环节，增强课堂的趣味性。基于此，教研组对本课中几个重要概念的教学进行了改进和调整，并依照调整后的方案进行再次执教。二、再次执教（一）观看网络上热门微视频《看到你看了，微生物》，激趣导入新课师：继植物、动物分类后，我们来学习微生物的分类。本节课的题目是“神奇的微生物”，微生物到底神奇在哪儿呢？我们通过一段小视频来感受一下。视频内容如下：微生物很小，小到只能在显微镜下看到它们，然而，如果把全世界的微生物收集到一起，其总体重大约是全世界动物总体重的50倍。一个细菌一般只能活12个小时。那么，微生物和人类有什么关系？金黄色葡萄球菌生活在人们的头皮里；真杆菌生活在人们的嘴巴里，帮人们维护口腔健康；毛癣菌生活在人们的脚趾缝里，就是它使人们脚痒难耐。师：视频中说微生物都分布在哪里？微生物与我们有什么关系？生：皮肤里、头皮里、脚趾缝里，无处不在。有的会使人患病，有的则会维持人体健康，等等。师：视频中说人体本身就携带着微生物群。那么，如何界定微生物呢？它是一群具备什么结构特征的生物呢？生：个体很小。师：准确点是一般来说个体很小，因为微生物中也有巨人。教师呈现本课整体学习目标，并说明本课时聚焦的内容，课件展示微生物的三大类。（二）自主阅读，结合生活，合作探究细菌、真菌的特征师：请同学们先一起阅读教材第27页至第29页的内容。结合以下几个问题了解细菌的形态结构、与人类关系等。【课件展示探究问题】1.细菌有哪几种形态？每种形态中各有哪些具体种类？2.仔细观察教材第27页的细菌结构模式图，请说出从外往内的结构依次是什么？细菌主要结构特征是什么？与植物细胞相比，细菌细胞有哪些异同点？3.细菌是如何获得营养的？是如何繁殖的？4.细菌与人类有什么关系？【说明】从科学性角度出发，教师对探究问题进行了重新调整，删掉重复的内容，添加了具体问题的科学提问。调整的目的是为学生自主学习提供更高效的支持和引导。生：细菌有球形、杆形、螺旋形。师：教材中都提到了哪些具体的细菌？生：金黄色葡萄球菌、大肠杆菌。师：除了杆菌，还有弧菌，如霍乱弧菌、乳酸菌。比如，我们日常喝的酸奶就是利用乳酸菌获得的。微生物分布范围很广，种类繁多。接下来，请回答第二个问题：细菌有怎样的结构特征？【说明】教师呈现结构模式图，学生对照教材说出其从外往内的结构。生：细胞壁、细胞膜、细胞质、核质。特殊结构为鞭毛、荚膜。师：与先前的绿色植物细胞相比，细菌细胞在结构上的区别是什么？生：没有成形的细胞核，核质裸露；无叶绿体等其他细胞结构。生：有鞭毛、荚膜。师：最主要的区别是细胞核的结构，我们把这种无成形细胞核的细胞称为原核细胞，由该细胞构成的生物称为原核生物。那么，细菌能否进行光合作用？生：不能，因为它们没有叶绿体。师：既然不能进行光合作用，那它们如何获取营养呢？生：寄生或腐生。师：什么是寄生？什么是腐生？生：寄生是指从另一生物体内获取营养，腐生是指从腐烂生物体获取营养。师：结核杆菌是寄生，枯草杆菌是腐生。那么，细菌是如何繁殖的呢？【说明】教师播放《一滴水里的生命》视频，视频中提到细菌的繁殖速度很快。师：视频中细菌的繁殖速度很快，那细菌是通过何种方式繁殖呢？生：一分为二。师：我们把这种方式称为分裂生殖。在实际生活中，细菌到底是如何滋生的呢？教师在PPT中呈现“探秘生活中的科学常识”栏目。【说明】教师以家庭生活中洗碗的真实情境为例，呈现家用电器研究所的实验结果。师：请大家根据上述结果分析，细菌滋生需要哪几个条件？生：水、残余营养物质。师：细菌滋生有三个必备条件，第一个是营养物质，第二个是适宜的温度，第三个是一定的水分。那么，细菌与人类生活有什么关系？会给我们带来什么影响？生：细菌是大地的“清洁工”，可以制作味精、酸奶。生：细菌可以使人患病。师：也就是说，细菌既有有益的方面，也有有害的方面。教师此时呈现实际生活中的新闻，举例说明细菌对人类有害的方面。【新闻内容】一位66岁的老奶奶感染李斯特菌，患上脑膜炎，源头或许是冰箱里的奶酪。【说明】教师呈现李斯特菌图片，并介绍李斯特菌的存活条件，它被称为冰箱里的“隐形杀手”。教师结合真实生活情境，引导学生形成健康生活方式。师：与人类相关的微生物，除了细菌，还有真菌。下面，我们来认识真菌。请同学们参照细菌的探究问题，试着自己提出真菌这部分我们要探究的问题。【说明】教师将先前直接给出的探究问题，变为学生自主提出探究问题，目的是调动学生学习的积极性，提升自主探究能力。学生提出的科学问题如下：真菌种类有哪些？科学家是如何分类的？真菌结构是怎样的？和细菌、植物细胞相比，有什么区别？真菌是如何获取营养的？是如何繁殖的？真菌与人类的关系有哪些？师：蘑菇是微生物中的“巨人”，那真菌是如何生殖的呢？（呈现酵母菌繁殖的视频）师：霉菌和蘑菇的生殖方式与孢子植物一样，都是孢子生殖，视频中一粒一粒的就是孢子。师：真菌对人类生活有哪些影响？请说一说哪些是有益的，哪些是有害的。生：对人类有益的有食用菌，还有可药用的灵芝等。生：对人类有害的有毛癣菌，它能使人患上脚癣；还有鬼笔鹅膏，它是有毒的。【说明】教师此时尽力发散学生的思维，让学生结合生活经验说出真菌对人类的影响。师：请你回忆，当你身体出现炎症的时候，用什么药物来消炎？生：头孢、阿奇霉素、青霉素等。师：青霉素是常见的消炎药，20世纪40年代被发现，是由青霉菌分泌产生的一种具有杀菌作用的化学物质，广泛应用至今。它的发现历程是非常曲折的，大家有兴趣可进行课后阅读。师：下面我们一起总结细