初中生物課程培養學生科學素養的實踐探索

習博 井樂剛 張慶嶺

摘 要：生物學課程的根本任務是提高學生的科學素養。在“病毒”一節教學中，教師在講授病毒基本知識的同時，還需要緊密結合教學內容，通過課堂講授、視頻圖片、資料拓展等方式，引導學生崇尚科學精神、形成科學思維、養成科學態度、樹立科學情懷、提高科學素質。本節課所進行的實踐探索，可為一線教師在初中生物學教學中培養學生科學素養提供參考。

關鍵詞：科學素養;教學設計;初中生物學

《義務教育初中生物學課程標準（2011年版）》中指出：“生物學課程的根本任務是提高學生的科學素養”[1]。科學素養包括科學興趣、科學方法、科學知識、科學能力和科學精神等方面[2]。在“病毒”一節教學中，筆者通過多種教學方式，充分利用教材資源及課外素材培養學生的科學素養。

一、教學分析

“病毒”是人教版《生物學》八年級上冊第五單元第五章的內容（知識結構框架見圖 1）。在此前學生已經學習了生物圈中有細胞結構的植物、動物、細菌和真菌，本章接著學習病毒這類沒有細胞結構的生物，有利于學生從整體上把握生物界的幾大類群，對生物圈中的生物形成完整認識，為后面學習第六單元“生物的多樣性及其保護”作好鋪墊。教師可在教學中利用文字材料、圖片、視頻等資源，幫助學生了解病毒的形態特征和種類，掌握病毒的結構和繁殖方式，辯證地認識病毒與人類生活的關系，初步了解常見的病毒性疾病，將所學知識應用到實際生活中。此外，還可以聯系新冠肺炎疫情實際，對學生進行科學精神、科學思維、科學態度、科學情懷等方面的教育，培養學生的科學素養。

二、教學目標

依據課程標準并圍繞培養學生科學素養的要求，制定了如下教學目標：

（1）通過學習病毒的形態大小、生活特點、結構組成和繁殖方式，能夠描述病毒的主要特征，理解生物體形態結構與生活方式相適應的規律。

（2）通過學習病毒與人類生活的關系，能夠正確地認識病毒，樹立辯證唯物主義世界觀。

三、教學過程

1.導入新課

通過PPT展示：①新冠肺炎疫情初期一則“雙黃連口服液可抑制新型冠狀病毒”的謠言。②部分群眾不顧鐘南山院士“不要出門”的忠告，連夜排隊購買雙黃連口服液的圖片。③我國把握傳染病防控規律，秉持科學精神、科學態度和科學原則，在疫情防控中所采取的一系列舉措：關閉離漢離鄂通道、搶建方艙醫院、開展大規模核酸檢測……通過聯系時事熱點，激發學生對“病毒”的學習興趣。同時，引導學生尊重規律，崇尚科學，面對熱點問題要學會冷靜思考、多方查證、理性判斷，不信謠，不傳謠。

2.病毒的發現

教師提問：①同學們都聽說過哪些病毒？學生思考后作出回答。繼續提問：②大家有沒有親眼見過病毒？學生回答后，指導學生觀察教材“想一想，議一議”中艾滋病病毒和細胞在形態、大小方面的差異。再次提問：③既然病毒用肉眼看不見，那它是如何被發現的呢？引導學生閱讀教材中病毒發現過程的科學史。

通過問題①，既能讓學生回憶已有的知識，為學習新內容作好鋪墊，又能了解學生的學習基礎，從而有針對性地展開教學。通過問題②，讓學生觀察病毒和細胞在形態、大小方面的差異，使其對病毒的形態、大小形成初步印象，為接下來的學習奠定基礎。通過問題③，引導學生閱讀科學史，學生不僅能初步了解病毒的發現過程，也能了解到科學研究的內容往往來源于生產、生活中的發現，感受到科學家嚴密的邏輯推理過程和嚴謹認真的工作態度。此外，科學家借助電子顯微鏡觀察到病毒的形狀，學生也會因此領略到科學儀器對科學研究的重要作用。

3.病毒的種類

先讓學生認真觀察教材圖5-57中三種病毒的形態、照片的放大倍數，以及“想一想，議一議”中病毒和細胞的大小比較圖，然后提問：病毒有沒有細胞結構？學生回答后教師講解：病毒比細胞小很多，因此沒有細胞結構，而且只能用電子顯微鏡來觀察;病毒雖然小到只能用納米這一長度單位來表示，但其形態卻多種多樣。繼續提問：病毒沒有細胞結構，那它怎樣生活呢？學生回答后教師總結：病毒不能獨立生活，必須寄生在其他生物的細胞內。根據寄生細胞的不同，可以將病毒分為三大類：動物病毒、植物病毒和細菌病毒。教師設疑：新型冠狀病毒屬于哪種類型的病毒？學生結合所學的知識和生活經驗作出回答。

通過讓學生觀察病毒和細胞相對大小的圖片，以及放大不同倍數的病毒電鏡照片，既有助于其對病毒的大小和形態形成直觀認識，又培養其觀察圖片以及根據圖片中的信息進行邏輯推理的能力。通過提問新型冠狀病毒的類型歸屬，既可啟迪學生的思維，加深其對所學知識的理解，又可理論聯系實際，提高學生的學習興趣。

4.病毒的結構和繁殖

先通過PPT展示煙草花葉病毒、腺病毒、大腸桿菌噬菌體三種病毒的電鏡照片，引導學生歸納病毒的結構特點。學生通過觀察圖片，明確病毒沒有細胞結構，只由蛋白質外殼和內部的遺傳物質組成。隨后播放展示病毒繁殖過程的視頻，觀看后讓學生描述病毒的繁殖過程，再由教師進行補充完善。接下來教師設疑：既然病毒只能寄生在活細胞中，那為什么新冠病毒會在很多冷鏈食品或其外包裝上被檢測出來？學生思考后作出推測：病毒可能進入一種類似休眠的狀態。教師進一步補充：病毒在離開活細胞的情況下通常會變成結晶體，當外界環境條件適宜時，病毒便會再次侵入活細胞，生命活動又重新開始。最后播放“冷鏈食品選購、食用注意事項”的視頻并簡要進行講解。

通過觀察三種病毒的電鏡照片，培養學生從圖片資料中獲取信息并進行歸納總結的能力。通過描述病毒的繁殖過程，加深學生對病毒繁殖方式的理解，培養其語言表達能力。通過學習病毒的結構和繁殖方式，引導學生形成“形態結構與生活方式相適應”的生物學基本觀點。通過播放“冷鏈食品選購、食用注意事項”的視頻并進行講解，向學生傳遞科學防疫知識，消除其對冷鏈食品的過度恐慌。

5.病毒與人類生活的關系

教師提問：人們常常談“毒”色變，同學們知道哪些疾病是由病毒引起的嗎？學生結合生活經驗作出回答。教師進一步介紹流行性感冒、肝炎、手足口病、艾滋病的預防知識。教師接著提問：病毒是否有百害而無一利呢？先引導學生通過閱讀教材91-92頁內容，然后通過PPT展示第一則小資料：①植物病毒可充當載體，將殺蟲劑有效地輸送到土壤深處，殺死危害植物根系的害蟲，從而減少殺蟲劑的用量，降低其對環境的毒害[3]。②經過人為改造的溶瘤病毒，能夠特異性識別并感染腫瘤細胞，在細胞內大量復制，導致腫瘤細胞裂解，具有很好的腫瘤治療應用前景[4]。再通過PPT展示第二則小資料：①“糖丸爺爺”“人民科學家”顧方舟為消滅脊髓灰質炎，創造性地研制口服脊髓灰質炎疫苗的背后故事。②“人民英雄”陳薇院士帶領科研團隊研制新型冠狀病毒疫苗的艱辛歷程及取得的創造性成果。之后，向學生講解接種疫苗對控制疫情的作用。最后，指導學生閱讀“科學·技術·社會”欄目中“狂犬病和狂犬病病毒”的內容，介紹狂犬病和狂犬病病毒。

通過介紹常見病毒性傳染病的預防知識，增加學生對傳染病的了解，提高其科學防護能力。通過讓學生閱讀教材內容及展示第一則小資料，啟發學生的科學思維，引導學生辯證地認識病毒與人類生活的關系，學會用“一分為二”的觀點看問題。病毒類疾病雖然給人類帶來了極大傷害，但科學家們通過對病毒加以改造和利用，又可使其為人類造福。通過介紹兩位科學家在研制疫苗過程中的故事，既可讓學生了解疫苗的作用和研制思路，又可引導其學習科學家們胸懷祖國、服務人民、奉獻社會的科學情懷，不畏艱險、勇攀高峰、嚴謹細致的科學精神，尊重生命、潛心鉆研、求真務實的科學態度。通過向學生介紹接種新冠疫苗對自己及他人的利處，培養學生的社會責任感。通過介紹狂犬病和狂犬病病毒，擴展學生的科學知識和科學視野，引導其運用所學知識分析和解決實際生活中的問題，提升科學素養。

四、教學反思

本節課的主要學習內容是病毒的種類、主要特征及與人類生活的關系。除了構建相應的知識體系外，本章內容還有利于對學生進行科學素養教育。在實際教學中，教師要充分考慮學生的知識基礎和年齡特點，把握好教學進度。本節課培養學生科學素養的內容和方式，可為其他教師在生物學教學中培養學生的科學素養提供參考。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2011：30.

[2]王蘇娜.科學素養在初中歷史教學中的實踐[J].中學政史地（教學指導），2021（8）.

[3]Chariou P L，Dogan A B，Welsh A G，et al.Soil mobility of synthetic and virus-based model nanopesticides[J].Nature Nanotechnology，2019（7）.

[4]卞京，朱美玲，李夏伊，等.溶瘤病毒在胃癌治療中的研究進展[J].腫瘤，2020（3）.

（通訊作者：哈爾濱師范大學生命科學與技術學院? 井樂剛）

見習編輯/張婷婷