摘要：本文展示了以“神奇的微生物”為主題的生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，通過配對游戲、藝術(shù)欣賞、資料分析等多種活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生了解細(xì)菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和與人類的關(guān)系，培養(yǎng)生命觀念、科學(xué)思維和探究能力。同時(shí)，跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)增強(qiáng)了學(xué)生的辯證思維和應(yīng)用能力，促進(jìn)健康生活習(xí)慣和態(tài)度責(zé)任的形成。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；教學(xué)設(shè)計(jì)；微生物

文章編號：1003-7586（2024）05-0032-03 中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《義教課標(biāo)》）提出生物學(xué)課程目標(biāo)要著重培養(yǎng)學(xué)生正確的價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力，這是生物學(xué)課程育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，主要包括生命觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任的培養(yǎng)。本文以蘇教版義務(wù)教育教科書《生物學(xué)·八年級·上冊》（以下簡稱“教材”）第十四章第三節(jié)“神奇的微生物”第一課時(shí)為例展開教學(xué)設(shè)計(jì)。

1教材分析

教材采用文字和圖片的形式，介紹了細(xì)菌、真菌和病毒的大小、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、種類、營養(yǎng)方式以及與人類的關(guān)系，并安排了調(diào)查細(xì)菌對環(huán)境影響的活動(dòng)、探究霉菌生活的環(huán)境實(shí)驗(yàn)和分析病毒的科學(xué)發(fā)現(xiàn)史等教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)中本節(jié)內(nèi)容需要三課時(shí)完成，其中第一課時(shí)的教學(xué)重點(diǎn)是細(xì)菌的結(jié)構(gòu)與功能、營養(yǎng)方式及與人類的關(guān)系，教學(xué)難點(diǎn)是細(xì)菌的結(jié)構(gòu)和評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案。為了增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)識，教師可以利用多種教學(xué)資源和手段來設(shè)計(jì)教學(xué)。

2教學(xué)目標(biāo)

（1）通過配對游戲描述細(xì)菌的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，初步形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。

（2）通過藝術(shù)欣賞、資料分析、評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案，了解細(xì)菌的分布和營養(yǎng)方式，發(fā)展科學(xué)探究能力和科學(xué)思維習(xí)慣，并體驗(yàn)科學(xué)與藝術(shù)的融合之美。

（3）通過視頻、數(shù)學(xué)技能訓(xùn)練、辯論賽、角色扮演和模型制作等跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，歸納細(xì)菌的生殖方式、特點(diǎn)和細(xì)菌與人類的關(guān)系，養(yǎng)成健康的生活習(xí)慣，形成辯證統(tǒng)一的哲學(xué)思想、拼搏奮進(jìn)的家國情懷和跨學(xué)科實(shí)踐能力。

3教學(xué)過程

3.1欣賞細(xì)茼瓊脂畫，感受微生物之神奇

教師播放一組令人震撼的瓊脂藝術(shù)大賽作品——微生物學(xué)史上的傳奇人物，并引導(dǎo)學(xué)生思考：你知道這些作品是采用什么方式作出來的嗎？教師介紹參賽者用不同的細(xì)菌在瓊脂上進(jìn)行繪畫創(chuàng)作，將他們的創(chuàng)意“畫”在瓊脂上，再用微生物培養(yǎng)的方式，在瓊脂上展現(xiàn)出來。

設(shè)計(jì)意圖：由奇特的細(xì)菌瓊脂畫吸引學(xué)生的注意，讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)與藝術(shù)的融合之美，讓學(xué)生感受微生物之神奇。

3.2初識細(xì)菌——“深在茵中不知茵”

教師提供資料：人類每平方厘米面積的皮膚表面約有10萬個(gè)細(xì)菌，指甲縫里有近5萬個(gè)細(xì)菌。但人們是否能感受到細(xì)菌的存在呢？不禁有學(xué)生發(fā)出感嘆“深在菌中不知菌”。

教師補(bǔ)充：除了生物體的體表，其實(shí)體內(nèi)也有細(xì)菌的存在，如消化道內(nèi)大腸桿菌等。在空氣、水或土壤中，一般都有細(xì)菌存在。那么，一些極端環(huán)境是否有細(xì)菌的生存呢？教師繼續(xù)介紹人們發(fā)現(xiàn)冰川中有耐寒細(xì)菌，沙漠中有耐旱細(xì)菌，鹽灘上有耐鹽細(xì)菌，金礦中有耐酸細(xì)菌等。由此可見，細(xì)菌的分布極其廣泛。

設(shè)計(jì)意圖：教師借助文字和圖片等資料，讓學(xué)生直觀感受細(xì)菌的隱秘及分布之廣泛。

3.3細(xì)菌探秘

教師帶領(lǐng)學(xué)生一起走進(jìn)微生物遼闊神奇的世界，揭開細(xì)菌神秘的面紗。

3.3.1細(xì)菌探秘——形態(tài)篇

教師尋問學(xué)生，知不知道首先發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的是誰？教師播放？細(xì)菌的發(fā)現(xiàn)史？視頻并讓學(xué)生閱讀教材第27頁第二段，思考以下四個(gè)問題：細(xì)菌有多大？細(xì)菌有哪幾種形態(tài)？細(xì)菌是單細(xì)胞生物還是多細(xì)胞生物？它可以獨(dú)立生活嗎？

教師展示顯微鏡下不同放大倍數(shù)的繡花針的照片，讓學(xué)生感受到單個(gè)細(xì)菌個(gè)體十分微小，只有用高倍顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到單個(gè)細(xì)菌的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。

屏幕上呈現(xiàn)將六種細(xì)菌按形態(tài)重新配對的小游戲，學(xué)生經(jīng)過辨認(rèn)識別，可將細(xì)菌分成三大類，分別為球菌、桿菌和螺旋菌。

師生就這幾種常見的細(xì)菌展開交流。教師適當(dāng)進(jìn)行知識的拓展，如幽門螺桿菌，2017年世界衛(wèi)生組織將其歸為一類致癌物。

教師提問：通過觀察，你認(rèn)為細(xì)菌屬于單細(xì)胞生物還是多細(xì)胞生物？為什么？學(xué)生根據(jù)資料結(jié)合教材回答，雖然有些細(xì)菌會連接成長鏈或球團(tuán)，但是單個(gè)細(xì)菌也能獨(dú)立生活，所以細(xì)菌是單細(xì)胞生物。

設(shè)計(jì)意圖：采用科學(xué)史視頻，引導(dǎo)學(xué)生感受科學(xué)家身上的好奇心、求知欲和鍥而不舍的探究精神。學(xué)生能夠在配對小游戲活動(dòng)中輕松掌握細(xì)菌的形態(tài)，并在師生交流中獲得相關(guān)細(xì)菌常識。

3.3.2細(xì)菌探秘——結(jié)構(gòu)篇

教師提問：不同種類的細(xì)菌形態(tài)不同，那么它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否也各不相同呢？教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材第27頁第三段，思考細(xì)菌有哪些組成結(jié)構(gòu)，細(xì)菌的結(jié)構(gòu)與植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)的區(qū)別。

教師首先利用多媒體白板，在“課堂互動(dòng)”模塊中創(chuàng)建細(xì)菌結(jié)構(gòu)圖與相應(yīng)結(jié)構(gòu)名稱的配對游戲。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)細(xì)菌結(jié)構(gòu)圖后，教師通過該互動(dòng)游戲檢測學(xué)生的掌握情況，并及時(shí)進(jìn)行反饋評價(jià)。隨后，教師利用思維導(dǎo)圖功能，詳細(xì)講解細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)、特殊結(jié)構(gòu)及其功能，重點(diǎn)分析細(xì)菌的核質(zhì)結(jié)構(gòu)。教師介紹細(xì)菌的核質(zhì)呈裸露狀，沒有成型的細(xì)胞核，這類僅有核區(qū)的細(xì)胞被稱為原核細(xì)胞，由原核細(xì)胞組成的生物則被稱為原核生物。

教師呈現(xiàn)植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞和細(xì)菌的結(jié)構(gòu)模式圖，引導(dǎo)學(xué)生邊回憶邊列表比較三種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的異同點(diǎn)。植物細(xì)胞有葉綠體，可進(jìn)行光合作用，能制造有機(jī)物，屬于自養(yǎng)的營養(yǎng)方式；動(dòng)物細(xì)胞沒有葉綠體，不能進(jìn)行光合作用，不能制造有機(jī)物，屬于異養(yǎng)的營養(yǎng)方式。

教師提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考：根據(jù)細(xì)菌結(jié)構(gòu)推測，細(xì)菌能夠像植物那樣自己制造有機(jī)物嗎？教師介紹大多數(shù)細(xì)菌不能進(jìn)行光合作用，屬于異養(yǎng)的生活方式，但也有例外，如藍(lán)細(xì)菌等。教師可用短視頻進(jìn)行拓展，起到初高中教學(xué)內(nèi)容的銜接作用。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在自主學(xué)習(xí)后對比動(dòng)植物細(xì)胞，能夠輕松掌握細(xì)菌的結(jié)構(gòu)，并引出大多數(shù)細(xì)菌的營養(yǎng)方式。教師可以借此機(jī)會給學(xué)生適當(dāng)拓展藍(lán)細(xì)菌的知識，做好初高中銜接教學(xué)。

3.3.3細(xì)菌探秘——營養(yǎng)篇

教師提問：既然大多數(shù)細(xì)菌的營養(yǎng)方式是異養(yǎng)，那么異養(yǎng)又有哪些方式？什么是寄生？什么是腐生？

學(xué)生閱讀教材，得出結(jié)論：寄生是指從其他活的生物體獲取營養(yǎng)物質(zhì)，如肺炎雙球菌等。腐生是指依靠分解動(dòng)植物遺體獲取營養(yǎng)的方式，如枯草桿菌等。細(xì)菌對于自然界中物質(zhì)的循環(huán)起著重要作用，被稱為大自然的“清潔工”。

為證明細(xì)菌對植物遺體的分解作用，某生物活動(dòng)小組的同學(xué)分別提出三種實(shí)驗(yàn)方案（見表1）來驗(yàn)證細(xì)菌的分解作用。三種方案的共同點(diǎn)是將同一種樹的落葉分成甲、乙兩組，實(shí)驗(yàn)過程中滴加蒸餾水，使樹葉保持潮濕。

教師引導(dǎo)學(xué)生討論：甲、乙兩組為什么要用相同的樹葉？為什么要使樹葉保持潮濕？哪種方案更能說明問題？

學(xué)生討論后得出結(jié)論：甲、乙兩組使用相同的樹葉是為了控制單一變量，除了有、無菌的條件不同外，其他條件都相同。樹葉保持潮濕是因?yàn)榧?xì)菌的生活需要水分。方案三更能說明問題，是因?yàn)榕懦怂杏绊憣?shí)驗(yàn)結(jié)果的條件的干擾。

設(shè)計(jì)意圖：通過評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的科學(xué)性、合理性來促進(jìn)學(xué)生探究實(shí)踐能力的提高。

3.3.4細(xì)菌探秘——生殖篇

教師播放單個(gè)細(xì)菌在4h內(nèi)增殖的快進(jìn)視頻，并歸納細(xì)菌的生殖方式及特點(diǎn)，順勢安排數(shù)學(xué)技能訓(xùn)練題：假如你的手上有100個(gè)細(xì)菌，細(xì)菌繁殖速度為30 min一代，在沒有洗手的情況下，4h后你手上的細(xì)菌數(shù)目是多少？學(xué)生通過計(jì)算意識到要養(yǎng)成勤洗手、勤剪指甲、勤洗澡、勤換衣物、按時(shí)刷牙等良好的衛(wèi)生習(xí)慣，可減少細(xì)菌感染引起的疾病。

設(shè)計(jì)意圖：通過數(shù)學(xué)技能訓(xùn)練活動(dòng)，既能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，又能促進(jìn)學(xué)生形成良好的衛(wèi)生意識。

3.4細(xì)菌與人類的關(guān)系之辯論賽

教師引導(dǎo)學(xué)生探究細(xì)菌與人類生活的關(guān)系。教師課前組織學(xué)生搜集資料準(zhǔn)備，課堂上展開辯論。

辯論賽步驟如下。

①立論階段：正反方代表各進(jìn)行2 min的立論陳詞。要求學(xué)生論點(diǎn)明確，舉例說明，以事實(shí)為依據(jù)，邏輯清晰。②自由辯：正反方代表輪流發(fā)言，補(bǔ)充論點(diǎn)或質(zhì)疑對方論點(diǎn)。③總結(jié)階段：正反方代表各進(jìn)行1 min的總結(jié)陳詞。教師要求學(xué)生針對整體辯論情況，結(jié)合實(shí)際簡要總結(jié)。

學(xué)生通過查閱資料，正方代表介紹了醋酸菌可釀醋，乳酸菌可制酸奶和泡菜，黃色短桿菌可制味精，還有甲烷菌可分解秸稈、糞便產(chǎn)生沼氣，同時(shí)凈化水質(zhì)等。而反方代表著重介紹了日軍細(xì)菌戰(zhàn)，呼吁學(xué)生勿忘歷史教訓(xùn)，在微生物領(lǐng)域必須練就過硬本領(lǐng)，牢牢地筑起降魔除瘴的和平安全長城。學(xué)生最終形成細(xì)菌既是人類的朋友又是人類的敵人的辯證觀點(diǎn)。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在辯論中基于證據(jù)和邏輯，形成細(xì)菌對人類生活有利有弊的辯證統(tǒng)一的觀點(diǎn)，同時(shí)滲透勿忘國恥、自立自強(qiáng)的愛國主義情感教育。

3.5課堂小結(jié)

為了讓學(xué)生更好地鞏固所學(xué)知識，讓課堂小結(jié)不流于形式，教師應(yīng)用思維導(dǎo)圖（見圖1）巧妙生成板書，關(guān)鍵詞可以適當(dāng)留白，實(shí)現(xiàn)對知識點(diǎn)有效的總結(jié)。

3.6課外跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)——制作細(xì)菌模型

教師布置學(xué)生課后用黏土等材料制作細(xì)菌結(jié)構(gòu)模型，并要求學(xué)生體現(xiàn)出細(xì)菌的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可用不同顏色代表不同結(jié)構(gòu)，可做成球狀、桿狀或螺旋狀的，同時(shí)要關(guān)注各結(jié)構(gòu)在模型中所占的比例、大小及位置。

設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用尺度、比例和數(shù)量等跨學(xué)科概念制作模型，直觀地表征細(xì)菌的結(jié)構(gòu)與功能，提升學(xué)生的探究實(shí)踐能力。

4教學(xué)反思

教師在教學(xué)中，利用奇特的細(xì)菌瓊脂畫、辯論賽和角色扮演等活動(dòng)有效地激發(fā)了學(xué)生的參與熱情，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，把學(xué)生的情緒、注意力、思維調(diào)整到最佳的境界，進(jìn)而提高生物課堂教學(xué)效果。教師利用課堂活動(dòng)，順利突破細(xì)菌形態(tài)和結(jié)構(gòu)等難點(diǎn)的學(xué)習(xí)。探究實(shí)踐是科學(xué)素養(yǎng)的重要方面，評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案也可促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的提高。課堂中穿插的思維導(dǎo)圖可隨時(shí)幫助學(xué)生建構(gòu)知識框架，使知識結(jié)構(gòu)化。同時(shí)，課外制作細(xì)菌模型的跨學(xué)科實(shí)踐作業(yè)能提升學(xué)生的探究實(shí)踐能力。