促進深度學習發生的初中生物學教學情境分析
——以“細菌和病毒”為例

江蘇常州市新北區安家中學（213126）常海霞

深度學習是指在教師引領下，學生圍繞著具有挑戰性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發展的有意義的學習過程。深度學習是基于理解的學習，不僅關注學生的學習結果，還重視學生的學習狀態和獲取知識的方式及過程，要求學生學會舉一反三，提升分析和解決復雜問題的能力。

情境是深度學習的基礎，深度學習要求教師為學生問題的解決和知識的獲取創設真實的、優質的教學情境，在教材中的知識和現實中的生活實踐間建立聯系，從而激發學生的學習興趣和探究欲望，促使學生全身心地投入學習。在強大動力的支持下，學生主動挖掘情境背后的知識，運用相關知識分析與解決問題，并在分析與解決問題的過程中建構概念、訓練思維、習得方法、提升能力、發展素養。深度學習的發生，要求創設優質的情境，而李吉林老師關于情境教育實施的四個步驟為深度學習的發生提供了有利的理論依據：引入情境—優化情境—憑借情境—拓展情境。

本文以“細菌和病毒”的教學為例，對初中生物學教學情境進行分析，旨在研究促進深度學習發生的教學策略。

一、引入情境，促使學生主動學習

教師應尋找教學內容與實際生活之間的聯系，通過創設真實的教學情境在二者之間架設一座橋梁，使學生產生解決實際生活問題的愿望并主動投入學習。

創設情境：小明去年注射了流感疫苗。今年他感冒后去醫院看病，為了盡快康復，他根據自己的就醫經驗，要求醫生用抗生素輸液。醫生經過化驗診斷后，拒絕了他，并告訴他病毒性感冒和細菌性感冒的治療方法不同，可以用于治療細菌性感冒的青霉素和頭孢類抗生素并不適用于病毒性感冒。

設計問題：為什么醫生不用抗生素滅殺小明體內的流感病毒？小明去年注射的流感疫苗失效的原因是什么？我們應該以怎樣的態度看待細菌和病毒？

設計意圖：優質的教學情境應力求真實，貼近學生生活。為了促進深度學習的發生，教師應站在學生的角度創設貼近學生生活的教學情境，引發學生對身體健康方面的關注。學生只有感受到是為生活而學習，學有所用，才能體會到學習的價值，才會愿意沉浸在學習之中，主動學習要解決問題必須具備的細菌和病毒的有關知識，從課堂“觀光者”轉變為課堂的主人。

二、優化情境，引導學生進行活動體驗

圍繞情境中的核心問題“為什么醫生不用抗生素滅殺小明體內的流感病毒？”，教師設置系列情境活動幫助學生分析比較細菌和病毒的各個特征。

（一）比較細菌和病毒的結構

教師提供描述細菌和病毒大小的文字資料以及細菌和病毒的結構圖片，引導學生思考以下問題：（1）你要借助哪種顯微鏡觀察細菌和病毒？用光學顯微鏡可以看到細菌和病毒嗎？請比較細菌和病毒的大小。你能因為細菌和病毒的微小而忽略它們嗎？（2）你能通過細菌的名字推測它的形狀嗎？（3）看圖說出細菌的一般結構和特殊結構，比較細菌和動植物細胞的異同，推測細菌和動植物在生物進化過程中出現的先后順序。（4）有人說病毒是世界上結構最特殊的一類生物，為什么這么說呢？請你觀察多種不同的病毒，總結病毒的結構，并比較病毒和細菌以及動植物細胞的不同。通過閱讀、觀察教師提供的資料文字和結構圖片，學生發現細菌和病毒的大小有很大差異，病毒比細菌要小得多。通過觀察多種細菌，學生發現細菌大概有三種形狀，而且在細菌的名字中也有關于形狀的字眼。但是即使細菌的種類和形狀多樣，它們都有著一般的基本結構。學生通過將細菌和動植物細胞進行對比，還發現細菌的細胞中竟然沒有細胞核，此時，教師設問：你能試著推測細菌和動植物在生物進化過程中出現的先后順序嗎？學生不難想到生物的進化有可能是從簡單到復雜。教師趁機提出問題：細菌沒有細胞核，是不是細菌沒有遺傳物質呢？學生通過討論，肯定細胞中一定會有遺傳物質控制著細菌的遺傳。教師指出分散在細胞質中的核質是DNA，由此解決了學生的疑問。學生觀察多種病毒之后，發現這些病毒既沒有細胞核，也沒有細胞結構，僅由蛋白質外殼和內部遺傳物質構成，教師隨即提出問題：你們學過的生物中還有沒有細胞結構的嗎？學生紛紛搖頭。教師進行總結：除病毒外，生物都是由細胞構成的。教師接著追問：病毒沒有細胞結構，它是如何生長繁殖的？從而引出細菌和病毒的營養方式的知識點。

（二）比較細菌和病毒的營養方式

教師出示動植物細胞、細菌和病毒的結構圖，指導學生思考問題：（1）通過比較細菌和動植物細胞的結構特點，你認為細菌能自己制造有機物嗎？為什么？細菌的營養方式是怎樣的？你知道哪些細菌營寄生，哪些細菌營腐生嗎？（2）根據病毒的結構特點，你認為病毒能制造有機物嗎？為什么？病毒的營養方式是怎樣的？學生通過觀察細菌和動植物細胞的結構，發現只有綠色植物的細胞結構中有葉綠體，繼而想到植物通過光合作用制造有機物，而細菌不具備這樣的能力，只能靠寄生在活的生物體細胞內或者靠分解動植物遺體及糞便維持生存。師生總結生物的營養方式分為自養和異養，大部分細菌是通過腐生或者寄生的方式進行異養生活。有了推測細菌營養方式的經驗，學生很快就能得出病毒的營養方式也是異養，這時，學生會產生疑問：病毒能和細菌一樣營腐生生活嗎？要弄清這個問題，學生需要理解細菌和病毒的生殖特點，于是便過渡到關于生殖方式的學習。

（三）比較細菌和病毒的生殖方式

教師播放關于細菌和病毒生殖方式的動畫，引導學生思考問題：（1）假如你手上有1 個細菌，在條件適宜的情況下每10 分鐘繁殖一代，在沒洗手的情況下，2 小時后你的手上有多少細菌？病毒的結構比細菌更為簡單，試猜測它的繁殖速度是否更快，總結細菌和病毒在繁殖速度上有什么共同特點。（2）病毒在生殖過程中利用的原材料和酶系統來自哪里？病毒適合營腐生生活嗎？學生觀看關于細菌和病毒生殖方式的動畫之后，通過計算2 小時后手上細菌的數目，直觀認識到細菌的繁殖速度之快，而因為已經知道病毒結構的簡單程度，所以不難猜測出病毒的繁殖速度更快。學生通過分析病毒繁殖過程中的復制所需的原料和酶來源，回答出病毒不能營腐生生活，只能靠寄生生活繁殖。

設計意圖：為幫助學生完成情境中提出的挑戰性任務，教師設計了遞進式的問題串，引領學生觀察、閱讀、比較、推測，逐步揭開關于細菌和病毒的奧秘。一個個啟發性的小問題猶如一把把鑰匙，開啟一扇扇深度思考的大門。系列問題的解決為完成最終的挑戰性任務奠定了基礎，猶如為摘到高處的“桃子”而搭建的層層“腳手架”。在帶領學生一步步從了解事物的現象到深入了解事物的本質的過程中，教師的深度教學促進了學生的深度學習，提升了學生的思維品質，培養了學生的理性思維。

三、憑借情境，解決核心問題

教師引導學生解決情境中的核心問題1“為什么醫生不用抗生素滅殺小明體內的流感病毒？”，并對情境中的核心問題2“小明去年注射的流感疫苗失效的原因是什么？”進行分析推測。

教師提供有關常見抗生素的作用機制的資料后請學生閱讀資料并思考問題：醫生能隨便答應給小明同學輸抗生素嗎？抗生素能殺死細菌和病毒嗎？請大家結合抗生素常見的作用機制，根據細菌和病毒的結構、營養方式、生殖方式等分析抗生素是否適用于治療病毒性感冒。學生由于對細菌和病毒的結構特點和生命活動特點的異同有了清晰的認識，因此很容易就解決了這個問題。對于病毒這種沒有細胞結構的微生物，抗生素雖然功效強大，但卻無能為力。教師趁機設疑：細菌性感冒就一定需要使用抗生素治療嗎？日常生活中不用藥物治療，感冒能好嗎？學生通過討論，明白人體對病原體具有一定的抵抗力，輕微感冒通過人體免疫系統的作用，配合多休息、多喝水，是可以痊愈的。教師提出問題：為什么小明去年注射過流感疫苗，今年又得了流感？疫苗為什么失效了？學生經過小組討論，給出了“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，教師接著追問：你認為自然界中每年的流行性病毒都在變化的原因可能是什么？流感病毒變異速度快的原因在于病毒增殖的哪一步？教師播放關于病毒增殖的動畫，將病毒增殖的“吸附、侵入、復制、裝配、釋放”五個階段呈現在學生面前。有學生發現，病毒之所以出現變異，最有可能的原因是在遺傳物質復制過程中出現差錯。教師繼續追問：病毒感染人體細胞的次數和出現變異的頻率有著怎樣的關系？通過思考討論，學生強烈地意識到流感病毒感染寄主的次數越多，遺傳物質的復制次數也就越多，出現變異的概率也就越大。

設計意圖：本環節是為了檢測學生是否能利用前面儲備的知識來解決生活情境中的問題，是對前面課堂學習質量的一種及時評價與反饋。同時，通過對情境中問題的思考和解決，學生會更關注合理用藥。學生體驗到“為生活而學習”的成功和喜悅后，就更增強了探究科學的信心。

四、拓展情境，實現知識遷移應用

教師引導學生解決情境中的核心問題3“我們應該以怎樣的態度看待細菌和病毒？”，助推學生遷移應用知識。

教師提出問題：生活中，細菌和病毒都能引發一些疾病，那么是不是所有的細菌和病毒對人類都是有害無益的呢？請結合細菌和病毒的營養方式，回答下列問題。（1）哪種微生物可以擔任大地的“清潔工”？（2）要消滅農業害蟲，除了使用化學藥劑，你認為是否可以利用細菌和病毒制成生物殺蟲劑？

教師繼續追問：假如你是科學家，在研制抗病毒藥物，你認為要阻止病毒復制是在病毒進入人體之前還是之后進行阻止更好？你認為要殺死病毒，是在它入侵人體細胞之前還是之后進行滅殺更好？一旦病毒進入人體細胞，我們是否還有機會阻止病毒復制？學生結合病毒的增殖過程，嘗試思考藥物對于病毒可能的作用機制。

學生由于已經對細菌和病毒的營養方式和生殖方式有所了解，因此不難回答出“清潔工”的角色擔任者，也容易想到可能是營腐生生活的細菌，這樣學生就會發現細菌對自然界垃圾的分解還是有重大貢獻的。學生討論到利用某些細菌和病毒的寄生特點可以制成生物殺蟲劑時有點興奮，眼睛都亮了起來，紛紛感嘆：竟然還可以“以毒攻毒”。這時，教師及時追問：這種利用細菌和病毒制成的生物殺蟲劑與化學農藥殺蟲劑相比有什么優點？通過思考討論以及對比，學生發現利用細菌和病毒制成的生物殺蟲劑效果更好，具有更強的針對性和靶向性，另外，還有著化學殺蟲劑沒有的環保性，可以避免使用化學農藥帶來的藥物殘留問題。為了讓學生全面了解細菌和病毒與人類的關系，教師播放一段有關微生物發酵的視頻，然后追問：我們應該如何看待細菌和病毒？

設計意圖：通過讓學生觀看視頻和討論分析，使學生理解微生物的利用價值，拓寬視野，走出“微生物都是有害的”的認識誤區，學會用一分為二的辯證眼光看待細菌和病毒。思考抗病毒藥物的研制思路對學生來說是一個挑戰，也是對已學知識的遷移拓展。對醫學前沿問題或者高科技，初中生雖然不能進行深層次的研究，但是本節課上相對淺層次的思考還是有利于學生培養理性思維、增強社會責任感的。

本節課創設情境的意圖是讓學生體會到要解決生活中的問題，需要習得知識、獲得技能。只有當學生認為知識跟自己有關，而且關系很大，有一種很想學習的沖動時，他們才會產生強烈的求知欲望，好的情境就能夠讓學生產生這種求知欲望，同時為驅動性問題的提出創造條件。通過解決驅動性問題而獲得的知識的價值在本節課的“學以致用”環節也得到了進一步體現。深度學習的前提必然是學生心靈和情感受到觸動，迸發出思維的火花，全身心地沉浸在學習中。教師應注重引導學生開展深度學習，為培養學生的學科核心素養，為使學生成為“會做事”的人才打下堅實的基礎。