江蘇常州市新北區(qū)安家中學(xué)(213126)常海霞
深度學(xué)習(xí)是指在教師引領(lǐng)下,學(xué)生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)主題,全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。深度學(xué)習(xí)是基于理解的學(xué)習(xí),不僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,還重視學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和獲取知識的方式及過程,要求學(xué)生學(xué)會舉一反三,提升分析和解決復(fù)雜問題的能力。
情境是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),深度學(xué)習(xí)要求教師為學(xué)生問題的解決和知識的獲取創(chuàng)設(shè)真實的、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)情境,在教材中的知識和現(xiàn)實中的生活實踐間建立聯(lián)系,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,促使學(xué)生全身心地投入學(xué)習(xí)。在強(qiáng)大動力的支持下,學(xué)生主動挖掘情境背后的知識,運用相關(guān)知識分析與解決問題,并在分析與解決問題的過程中建構(gòu)概念、訓(xùn)練思維、習(xí)得方法、提升能力、發(fā)展素養(yǎng)。深度學(xué)習(xí)的發(fā)生,要求創(chuàng)設(shè)優(yōu)質(zhì)的情境,而李吉林老師關(guān)于情境教育實施的四個步驟為深度學(xué)習(xí)的發(fā)生提供了有利的理論依據(jù):引入情境—優(yōu)化情境—憑借情境—拓展情境。
本文以“細(xì)菌和病毒”的教學(xué)為例,對初中生物學(xué)教學(xué)情境進(jìn)行分析,旨在研究促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)生的教學(xué)策略。
教師應(yīng)尋找教學(xué)內(nèi)容與實際生活之間的聯(lián)系,通過創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情境在二者之間架設(shè)一座橋梁,使學(xué)生產(chǎn)生解決實際生活問題的愿望并主動投入學(xué)習(xí)。
創(chuàng)設(shè)情境:小明去年注射了流感疫苗。今年他感冒后去醫(yī)院看病,為了盡快康復(fù),他根據(jù)自己的就醫(yī)經(jīng)驗,要求醫(yī)生用抗生素輸液。醫(yī)生經(jīng)過化驗診斷后,拒絕了他,并告訴他病毒性感冒和細(xì)菌性感冒的治療方法不同,可以用于治療細(xì)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(shè)計問題:為什么醫(yī)生不用抗生素滅殺小明體內(nèi)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(yīng)該以怎樣的態(tài)度看待細(xì)菌和病毒?
設(shè)計意圖:優(yōu)質(zhì)的教學(xué)情境應(yīng)力求真實,貼近學(xué)生生活。為了促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生,教師應(yīng)站在學(xué)生的角度創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活的教學(xué)情境,引發(fā)學(xué)生對身體健康方面的關(guān)注。學(xué)生只有感受到是為生活而學(xué)習(xí),學(xué)有所用,才能體會到學(xué)習(xí)的價值,才會愿意沉浸在學(xué)習(xí)之中,主動學(xué)習(xí)要解決問題必須具備的細(xì)菌和病毒的有關(guān)知識,從課堂“觀光者”轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂的主人。
圍繞情境中的核心問題“為什么醫(yī)生不用抗生素滅殺小明體內(nèi)的流感病毒?”,教師設(shè)置系列情境活動幫助學(xué)生分析比較細(xì)菌和病毒的各個特征。
教師提供描述細(xì)菌和病毒大小的文字資料以及細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)圖片,引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題:(1)你要借助哪種顯微鏡觀察細(xì)菌和病毒?用光學(xué)顯微鏡可以看到細(xì)菌和病毒嗎?請比較細(xì)菌和病毒的大小。你能因為細(xì)菌和病毒的微小而忽略它們嗎?(2)你能通過細(xì)菌的名字推測它的形狀嗎?(3)看圖說出細(xì)菌的一般結(jié)構(gòu)和特殊結(jié)構(gòu),比較細(xì)菌和動植物細(xì)胞的異同,推測細(xì)菌和動植物在生物進(jìn)化過程中出現(xiàn)的先后順序。(4)有人說病毒是世界上結(jié)構(gòu)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(jié)病毒的結(jié)構(gòu),并比較病毒和細(xì)菌以及動植物細(xì)胞的不同。通過閱讀、觀察教師提供的資料文字和結(jié)構(gòu)圖片,學(xué)生發(fā)現(xiàn)細(xì)菌和病毒的大小有很大差異,病毒比細(xì)菌要小得多。通過觀察多種細(xì)菌,學(xué)生發(fā)現(xiàn)細(xì)菌大概有三種形狀,而且在細(xì)菌的名字中也有關(guān)于形狀的字眼。但是即使細(xì)菌的種類和形狀多樣,它們都有著一般的基本結(jié)構(gòu)。學(xué)生通過將細(xì)菌和動植物細(xì)胞進(jìn)行對比,還發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的細(xì)胞中竟然沒有細(xì)胞核,此時,教師設(shè)問:你能試著推測細(xì)菌和動植物在生物進(jìn)化過程中出現(xiàn)的先后順序嗎?學(xué)生不難想到生物的進(jìn)化有可能是從簡單到復(fù)雜。教師趁機(jī)提出問題:細(xì)菌沒有細(xì)胞核,是不是細(xì)菌沒有遺傳物質(zhì)呢?學(xué)生通過討論,肯定細(xì)胞中一定會有遺傳物質(zhì)控制著細(xì)菌的遺傳。教師指出分散在細(xì)胞質(zhì)中的核質(zhì)是DNA,由此解決了學(xué)生的疑問。學(xué)生觀察多種病毒之后,發(fā)現(xiàn)這些病毒既沒有細(xì)胞核,也沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),僅由蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部遺傳物質(zhì)構(gòu)成,教師隨即提出問題:你們學(xué)過的生物中還有沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的嗎?學(xué)生紛紛搖頭。教師進(jìn)行總結(jié):除病毒外,生物都是由細(xì)胞構(gòu)成的。教師接著追問:病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),它是如何生長繁殖的?從而引出細(xì)菌和病毒的營養(yǎng)方式的知識點。
教師出示動植物細(xì)胞、細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)圖,指導(dǎo)學(xué)生思考問題:(1)通過比較細(xì)菌和動植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點,你認(rèn)為細(xì)菌能自己制造有機(jī)物嗎?為什么?細(xì)菌的營養(yǎng)方式是怎樣的?你知道哪些細(xì)菌營寄生,哪些細(xì)菌營腐生嗎?(2)根據(jù)病毒的結(jié)構(gòu)特點,你認(rèn)為病毒能制造有機(jī)物嗎?為什么?病毒的營養(yǎng)方式是怎樣的?學(xué)生通過觀察細(xì)菌和動植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)只有綠色植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中有葉綠體,繼而想到植物通過光合作用制造有機(jī)物,而細(xì)菌不具備這樣的能力,只能靠寄生在活的生物體細(xì)胞內(nèi)或者靠分解動植物遺體及糞便維持生存。師生總結(jié)生物的營養(yǎng)方式分為自養(yǎng)和異養(yǎng),大部分細(xì)菌是通過腐生或者寄生的方式進(jìn)行異養(yǎng)生活。有了推測細(xì)菌營養(yǎng)方式的經(jīng)驗,學(xué)生很快就能得出病毒的營養(yǎng)方式也是異養(yǎng),這時,學(xué)生會產(chǎn)生疑問:病毒能和細(xì)菌一樣營腐生生活嗎?要弄清這個問題,學(xué)生需要理解細(xì)菌和病毒的生殖特點,于是便過渡到關(guān)于生殖方式的學(xué)習(xí)。
教師播放關(guān)于細(xì)菌和病毒生殖方式的動畫,引導(dǎo)學(xué)生思考問題:(1)假如你手上有1 個細(xì)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(xì)菌?病毒的結(jié)構(gòu)比細(xì)菌更為簡單,試猜測它的繁殖速度是否更快,總結(jié)細(xì)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(tǒng)來自哪里?病毒適合營腐生生活嗎?學(xué)生觀看關(guān)于細(xì)菌和病毒生殖方式的動畫之后,通過計算2 小時后手上細(xì)菌的數(shù)目,直觀認(rèn)識到細(xì)菌的繁殖速度之快,而因為已經(jīng)知道病毒結(jié)構(gòu)的簡單程度,所以不難猜測出病毒的繁殖速度更快。學(xué)生通過分析病毒繁殖過程中的復(fù)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(shè)計意圖:為幫助學(xué)生完成情境中提出的挑戰(zhàn)性任務(wù),教師設(shè)計了遞進(jìn)式的問題串,引領(lǐng)學(xué)生觀察、閱讀、比較、推測,逐步揭開關(guān)于細(xì)菌和病毒的奧秘。一個個啟發(fā)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(zhàn)性任務(wù)奠定了基礎(chǔ),猶如為摘到高處的“桃子”而搭建的層層“腳手架”。在帶領(lǐng)學(xué)生一步步從了解事物的現(xiàn)象到深入了解事物的本質(zhì)的過程中,教師的深度教學(xué)促進(jìn)了學(xué)生的深度學(xué)習(xí),提升了學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)了學(xué)生的理性思維。
教師引導(dǎo)學(xué)生解決情境中的核心問題1“為什么醫(yī)生不用抗生素滅殺小明體內(nèi)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(jìn)行分析推測。
教師提供有關(guān)常見抗生素的作用機(jī)制的資料后請學(xué)生閱讀資料并思考問題:醫(yī)生能隨便答應(yīng)給小明同學(xué)輸抗生素嗎?抗生素能殺死細(xì)菌和病毒嗎?請大家結(jié)合抗生素常見的作用機(jī)制,根據(jù)細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)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(xué)生由于對細(xì)菌和病毒的結(jié)構(gòu)特點和生命活動特點的異同有了清晰的認(rèn)識,因此很容易就解決了這個問題。對于病毒這種沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的微生物,抗生素雖然功效強(qiáng)大,但卻無能為力。教師趁機(jī)設(shè)疑:細(xì)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(xué)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(tǒng)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(xué)生經(jīng)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(rèn)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(guān)于病毒增殖的動畫,將病毒增殖的“吸附、侵入、復(fù)制、裝配、釋放”五個階段呈現(xiàn)在學(xué)生面前。有學(xué)生發(fā)現(xiàn),病毒之所以出現(xiàn)變異,最有可能的原因是在遺傳物質(zhì)復(fù)制過程中出現(xiàn)差錯。教師繼續(xù)追問:病毒感染人體細(xì)胞的次數(shù)和出現(xiàn)變異的頻率有著怎樣的關(guān)系?通過思考討論,學(xué)生強(qiáng)烈地意識到流感病毒感染寄主的次數(shù)越多,遺傳物質(zhì)的復(fù)制次數(shù)也就越多,出現(xiàn)變異的概率也就越大。
設(shè)計意圖:本環(huán)節(jié)是為了檢測學(xué)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(xué)習(xí)質(zhì)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(xué)生會更關(guān)注合理用藥。學(xué)生體驗到“為生活而學(xué)習(xí)”的成功和喜悅后,就更增強(qiáng)了探究科學(xué)的信心。
教師引導(dǎo)學(xué)生解決情境中的核心問題3“我們應(yīng)該以怎樣的態(tài)度看待細(xì)菌和病毒?”,助推學(xué)生遷移應(yīng)用知識。
教師提出問題:生活中,細(xì)菌和病毒都能引發(fā)一些疾病,那么是不是所有的細(xì)菌和病毒對人類都是有害無益的呢?請結(jié)合細(xì)菌和病毒的營養(yǎng)方式,回答下列問題。(1)哪種微生物可以擔(dān)任大地的“清潔工”?(2)要消滅農(nóng)業(yè)害蟲,除了使用化學(xué)藥劑,你認(rèn)為是否可以利用細(xì)菌和病毒制成生物殺蟲劑?
教師繼續(xù)追問:假如你是科學(xué)家,在研制抗病毒藥物,你認(rèn)為要阻止病毒復(fù)制是在病毒進(jìn)入人體之前還是之后進(jìn)行阻止更好?你認(rèn)為要殺死病毒,是在它入侵人體細(xì)胞之前還是之后進(jìn)行滅殺更好?一旦病毒進(jìn)入人體細(xì)胞,我們是否還有機(jī)會阻止病毒復(fù)制?學(xué)生結(jié)合病毒的增殖過程,嘗試思考藥物對于病毒可能的作用機(jī)制。
學(xué)生由于已經(jīng)對細(xì)菌和病毒的營養(yǎng)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(dān)任者,也容易想到可能是營腐生生活的細(xì)菌,這樣學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)細(xì)菌對自然界垃圾的分解還是有重大貢獻(xiàn)的。學(xué)生討論到利用某些細(xì)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(xì)菌和病毒制成的生物殺蟲劑與化學(xué)農(nóng)藥殺蟲劑相比有什么優(yōu)點?通過思考討論以及對比,學(xué)生發(fā)現(xiàn)利用細(xì)菌和病毒制成的生物殺蟲劑效果更好,具有更強(qiáng)的針對性和靶向性,另外,還有著化學(xué)殺蟲劑沒有的環(huán)保性,可以避免使用化學(xué)農(nóng)藥帶來的藥物殘留問題。為了讓學(xué)生全面了解細(xì)菌和病毒與人類的關(guān)系,教師播放一段有關(guān)微生物發(fā)酵的視頻,然后追問:我們應(yīng)該如何看待細(xì)菌和病毒?
設(shè)計意圖:通過讓學(xué)生觀看視頻和討論分析,使學(xué)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(rèn)識誤區(qū),學(xué)會用一分為二的辯證眼光看待細(xì)菌和病毒。思考抗病毒藥物的研制思路對學(xué)生來說是一個挑戰(zhàn),也是對已學(xué)知識的遷移拓展。對醫(yī)學(xué)前沿問題或者高科技,初中生雖然不能進(jìn)行深層次的研究,但是本節(jié)課上相對淺層次的思考還是有利于學(xué)生培養(yǎng)理性思維、增強(qiáng)社會責(zé)任感的。
本節(jié)課創(chuàng)設(shè)情境的意圖是讓學(xué)生體會到要解決生活中的問題,需要習(xí)得知識、獲得技能。只有當(dāng)學(xué)生認(rèn)為知識跟自己有關(guān),而且關(guān)系很大,有一種很想學(xué)習(xí)的沖動時,他們才會產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望,好的情境就能夠讓學(xué)生產(chǎn)生這種求知欲望,同時為驅(qū)動性問題的提出創(chuàng)造條件。通過解決驅(qū)動性問題而獲得的知識的價值在本節(jié)課的“學(xué)以致用”環(huán)節(jié)也得到了進(jìn)一步體現(xiàn)。深度學(xué)習(xí)的前提必然是學(xué)生心靈和情感受到觸動,迸發(fā)出思維的火花,全身心地沉浸在學(xué)習(xí)中。教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí),為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng),為使學(xué)生成為“會做事”的人才打下堅實的基礎(chǔ)。