生物教学案例_教学案例生物
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七年级上册(鲁教版)第三章《生物圈中的微生物》
探究性学习教学案例
------第一节《病毒》
山东省博兴实验中学
韩爱兰
案例背景:
为进一步深化课程改革,促进新理念与教学实践的结合,我们生物组围绕“探究性学习在课堂教学中的实施”这一课题,进行了大量的探索和实践。我有幸在2004年11月迎接山东省教学示范校验收中执教了《病毒》一节课。在这节课的教学实践中,我在新课标的基本理念之一“倡导探究性学习”的指导下,一是通过指导学生利用课余时间,以小组合作的形式查阅整合资料、走访调查、研究交流,培养了学生收集和处理信息的能力和获取新知识的能力;二是通过课堂上设计的一些资料分析、空间想象、动动脑、身边生物探究等活动引导学生主动地参与、乐于探究,突出了创新精神,培养了学生分析和解决问题的能力、交流与合作的能力及实践能力。学生学习方式的改变,大大激发了学生学习的兴趣和积极性,他们在课堂上大胆参与各种活动,主动探究发现问题,勇于提出问题并发表自己的见解。这节课也因为探究性学习活动的成功且富有实效的组织开展而得到高度的评价。
教学准备:
1、学情分析:
初一学生活泼好动,喜欢探索,并且具有了一些分析解决问题的能力。从教材上来看,学生在学习了生物学的研究方法、细胞的结构、生物圈中的绿色植物和动物之后,有了基本的知识储备,应该能按要求完成预设的各种活动。
2、教学目标的预设:
①知识目标:能够识别病毒,了解病毒的形态结构特点。
②能力目标:能够收集并整理从书籍、报刊杂志以及网上查询的有关资料信息;初步学会运用生物知识观察分析并解决日常生活中的实际问题。
③情感目标:主动关注病毒与生物圈中其他生物的关系,特别是与人类的关系,主动关注有关病毒的科研新成果,培养学生的环保意识和可持续发展意识,并从中受到辩证唯物主义的教育。
3、重点和难点分析:
重点:病毒的形态、结构以及与人类的关系。
难点:病毒的生命活动以及怎样正确理解病毒与人类的关系。
4、制作图文并茂、动静结合、直观性实用性强的多媒体课件,为学生的学习创造环境,同时指导学生搜集整理所需资料。
教学过程实录:
授课班级:初一(10)班 人数:57人
授课时间:2004年11月8日 课时分配:一课时 教学过程 导入
师:在日常生活中,我们要善于主动发现课外知识信息,丰富自己的头脑。下面请同学们欣赏一首歌曲,在欣赏的同时,注意在这首歌曲中包含了哪些生物学信息。视频:《阳光路上》 生1:2003年春天,包括我国在内的一些国家和地区出现了一种可怕的疾病------非典型肺炎,它的传播速度之快、流行面积之广令人惊叹。生2:引起非典的罪魁祸首是SASE病毒。
生3:全国人民齐心协力共同抗击非典,最终取得胜利。
课件:生命的渴望(艾滋病患者图片。资料:60%的疾病是由病毒引起的,被称为世界头号瘟疫的艾滋病也是由病毒引起的。据统计,在2003一年的时间里,全球就有300万人死于艾滋病,500万人新感染艾滋病。1918年—1919年的流行性感冒,全球有5亿人患病,2千万人死亡。)
师:病毒究竟是一种什么样的生物呢?让我们一起来揭开病毒神秘的面纱。
在欣赏歌曲的过程中,培养了学生善于发现信息的意识和获取信息的能力。
一、病毒的发现 师:科学探究的道路往往是漫长而又充满坎坷的,那么病毒的发现过程是怎样的呢?听说咱们班很多同学故事讲得不错,请同学们结合阅读资料一准备三分钟,以故事的形式把这一精彩的历史再现给大家。教师提供资料一:病毒的发现
课件:精彩再现(图示伊万诺夫斯基、正常叶与病叶的对比、电子显微镜)师:哪个同学想体验一下故事大王的感觉? 生:争当故事大王:病毒的发现。师:通过这个故事,你有什么收获呢? 生:我知道了发现病毒的时间和人。
生:我还知道了病毒的特性:传染性、稳定性、滤过性。
师:一直到20世纪,随着电子显微镜的使用,科学家们才真正认识到了病毒的“庐山真面目”,你从中受到什么启示呢? 生1:病毒非常的小。
生2:技术手段对科学研究的组促作用。
争当故事大王的活动带有挑战性,能激发学生积极、主动的参与到学习中来,并且通过活动培养学生的综合能力和表达能力。
二、病毒的形态结构
师:用电子显微镜才能看到病毒,说明病毒的个体非常小,究竟有多小呢?
课件:空间想象(大约10亿个细菌堆积起来才有一粒小米粒大小,3万个病毒拼接起来才有一个细菌那么大。病毒只能用纳米来计量,1纳米=一百万分之一毫米,病毒的大小在10—300纳米之间。也就是说,在一个针尖大小的地方能容纳100万个病毒。)
请发挥你的想象力,试着用类比的方法用身边熟悉的两个事物比较病毒与细胞的大小。生:假如一个病毒像乒乓球那么大的话,一个细胞就像一个摩天大厦。师:那么病毒的结构又是怎样的呢?请你观察图片、结合课本得出答案。课件:观察与思考(病毒的形态结构图表)
生:病毒的基本形态有三种:球型、杆型、蝌蚪型。生:病毒的结构有蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。
师:病毒的结构与细胞相比有什么特点?你能推测一下它的营养方式吗? 生:没有细胞结构。没有叶绿体,所以营养方式是异养。课件:观察思考(病毒的结晶状态图片)
师:病毒通过化学方法能提纯成结晶状态。结晶的病毒在试管里就像普通的化学药品,看不出任何的生物特征。这说明了什么问题? 生:说明病毒的营养方式是寄生。
空间想象的设计,使抽象的问题具体化,符合学生的认知规律,培养了学生的发散思维能力;推测活动的设计,使学生在运用知识解决问题的过程中体验到了成功的快乐,找到了自信。
三、病毒的生命活动
课件:噬菌体的结构图(文字:噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,它的头、尾的外部都有由蛋白质组成的外壳,头的内部含有遗传物质。)
师:从病毒的结构来看,它是一类特殊的生物。它寄生在其它的生物体上是怎样进行生命活动的呢?我们就以噬菌体侵染细菌为例来了解病毒的生命活动-----增值。课件:噬菌体侵染细菌的过程(动画)
师:通过观察动画,请你完整说出这一过程。
生:噬菌体侵染细菌的过程是:吸附-----入侵----复制----合成----释放。师:讨论一下:这一过程的结果是怎样的?
生:结果是:噬菌体通过复制数量增多,细菌由于营养物质被利用而死亡。师:一种病毒只能寄生在一种生物细胞内,这说明病毒还具有什么特性呢? 生:病毒的寄生还具有专一性。
师:学以致用是一种提高,你能运用所学的知识解决下面的问题吗?小组讨论得出答案。课件:动动脑(1、制药厂最怕噬菌体把培养液内的有用细菌全部“吃”光,造成生产上的严重损失。
2、波兰科学家斯蒂芬·斯洛佩克,用噬菌体治疗100多例慢性抗药性细菌感染者,结果清除了87%的感染。利用痢疾杆菌噬菌体防治痢疾、利用绿脓杆菌噬菌体防治烧伤感染都获得了良好的效果)
生:
1、培养液中一旦有噬菌体侵入,噬菌体就会进入细菌的细胞,利用细菌体内的营养物质增值而导致细菌以越来越快的速度大量的死亡,造成生产上的严重损失。生:
2、科学家利用噬菌体的专一性,杀死致病菌使病人获得康复。
动画的设计,形象地展示了病毒的生命活动,使枯燥的知识趣味化,实现了难点的突破;动动脑的设计,不仅加深了对知识的理解,而且实现了活学活用,并且在活动过程中,培养了学生的合作意识和探索精神。
四、病毒的种类
师:请你分析下面的图片资料,说出它们各自寄生的部位,并试着进行分类。课件:资料分析(各种各样的病毒图片)
生:病毒按照寄生的部位可以分为三类:植物病毒、动物病毒、细菌病毒(噬菌体)。
五、病毒与人类的关系
师:我们布置了各个小组搜集的有关资料,请各小组把你搜集到的资料展示给大家。实物投影:学生分组展示搜集到的资料。①死神的象征----病毒的危害,分三个小组。②“职业杀手”也能为我所用----有关病毒的科研进展及成果,分五个小组。
师: “谈毒色变”是大多数人的反应,你通过搜集资料,应该怎样正确认识病毒与人类的关系?
生1:病毒非常的可怕,给我们的经济和生活带来很大的损失。生2:病毒与我们人类的关系,既有有害的一面,也有有利的一面。
生3:病毒作为一种生物,也是我们生物圈中的一分子,生态平衡的维持也有病毒的功劳。生4:病毒性疾病流行过程中,人的抵抗力会得到提高,可以使人作为一种生物在进化上越来越高等。
师:在现代科学技术的摆布下,病毒已大大改善了它的形象。它们可能成为药物、基因和疫苗的理想释放系统,在生物学的各个领域大放光彩。通过上面的学习,我们还学会了看待问题,应该用一分为二的眼光。
师:在1980年以前,谁也没有预料到艾滋病的危害竟是如此之大,也没有人能预料到埃博拉病毒会通过猴子带到美国-----新的病毒性疾病在现代社会中出现的频率似乎越来越高,究其原因有哪些呢?请你阅读资料,开阔视野。教师提供资料二:新病毒性疾病出现、流行的原因 师:通过阅读,你想说些什么? 生:环境因素是新病毒性疾病出现的主要原因,环境条件的改变是由于工业化社会使人口膨胀、森林破坏、环境污染等造成的。
生:人类如果不按照生态规律办事,生态平衡就会遭到破坏,大自然将无情的对我们进行报复。
生:保护环境,保护生态平衡是我们每一个人的职责。
收集资料有利于学生学会制定计划,学会选择信息,培养了他们收集信息的能力和协作精神,增强学生对生物信息的感知性和关注程度;开阔视野的设计有利于培养学生的环保意识,实现了可持续发展教育的渗透。
六、生物探究
师:生物探究的过程往往是充满诱惑与新奇的,它能激发我们学习的兴趣。看下面的探究能给你带来什么样的体验呢?
课件:身边生物探究(姜素椿教授“我以我身斗非典”)
师:姜素椿教授的病是怎么痊愈的?为什么会出现这种现象呢?你从中得到什么启示呢? 生:非典病人的体内一定有一种抵抗非典病毒的物质,所以它的血清能治愈姜教授的病。师:患过病的人不再患病,是因为人在与疾病作斗争的过程中,体内会产生一种抵抗这种病毒的物质---抗体。人康复后,抗体仍然存留体内,当同样的病毒入侵的时候,抗体会把病毒杀死,人不再患病。
生:接种疫苗就是根据这个道理,使人在不生病的情况下产生抗体。
生:非典期间,没有研制出疫苗,是因为我们还没有真正认识到非典病毒的特性。生:知己知彼,才能百战不殆。我们必须真正弄懂病毒的特性才能够防止它、利用它。师:同学们说得非常好。请你利用课余时间到图书室或上网查阅资料,探究下面几个问题。课件:课外探究(1、你知道还有比病毒更小的生物吗?
2、你知道有病毒引起的疾病有多少种吗?
3、“基因工程”你知道多少?)
生物探究的设计,注重理论联系实际,从生活实际引入科学,再回到现实生活,创造性地渗透了STS教育。附:相关资料
1、学生搜集的资料:
①死神的象征----病毒的危害,分三个小组。
第一小组:天花、麻疹、腮腺炎、脊髓灰质炎、流行性感冒、病毒性肝炎、狂犬病、流行性乙型脑炎和艾滋病都是常见的威胁人类健康的病毒性疾病。10世纪,仅在墨西哥,因爆发天花而造成300万人死亡。猪瘟、鸡瘟、口蹄疫等是发展畜牧业的严重障碍。蚕脓病、蜜蜂瘫痪病是养蚕和养蜂生产中最重要的病毒性昆虫疾病。番茄花叶病、水稻黄矮病、大白菜孤丁病等植物病毒病能够严重的威胁农业生产,例如广东省某县1965年水稻黄矮病的大流行就减产50多万公斤。
第二小组:埃博拉是最可怕的感染性病毒之一,埃博拉病毒与造成艾滋病的HIV病毒有许多相似之处,但是它的杀人速度比艾滋病快得多。有些患者在感染埃博拉病毒48小时后便不治身亡,病人一旦感染这种病毒,没有疫苗注射,也没有其他治疗方法,实际上几近给自己判了死刑。埃博拉杀人纪录:1976年埃博拉病毒在苏丹造成117人丧生,在扎伊尔(即现在的刚果)夺去了280条人命。1979年在苏丹,22人因感染埃博拉病毒而不治身亡。1994—1995年刚果再次爆发埃博拉疫情,据官方公布数字,共有244人丧生。2000年埃博拉病毒在乌干达幽灵重现,造成71人死亡。电影《恐怖地带》就是根据世纪绝症重现乌干达而编剧的。
第三小组:在1843年到1847年间由于气候异常,致使欧洲发生大面积的马铃薯病毒病,毁灭了近六分之五的马铃薯。当时的爱尔兰800万人口中就有100万人直接饿死或间接病死。
②“职业杀手”也能为我所用----有关病毒的科研进展及成果,分五个小组。
第一小组:利用有些噬菌体来杀死病菌。利用痢疾杆菌噬菌体防治痢疾、利用绿脓杆菌噬菌体防治烧伤感染都获得了良好的效果,利用病毒治疗传染病也会成为可行。
第二小组:在防治遗传病上可能发挥的作用。遗传病一直被人们视作绝症,而病毒在它们的生活周期中,能把自身遗传物质DNA,插入感染细胞的染色体上。人类只要利用这个特点,在除去有害基因的前提下将需要的基因,通过病毒作为载体,运载入患病细胞的染色体上,就有可能弥补遗传缺陷,使病变细胞恢复正常。
第三小组:病毒还有可能把药物释放到人体的特定细胞中。不同病毒只能感染不同细胞。病毒能在细胞表面获得一个立足点。病毒一旦与受体结合,就有可能顺利地进入细胞。有人利用这个特点将某些病毒的内容物抽空,将毒药充填进去。当病毒包膜与特定细胞结合后,就有可能释放毒药,专一地杀死该细胞,而治愈某些顽症。所以学者把它称之为小巧玲珑的“药物导弹”。例如利用痘病毒灭鼠、利用多角体病毒和颗粒体病毒防治多种农业害虫,被人们喻之为“病毒杀虫剂”。比起化学农药来要清洁安全得多。
第四小组:一苗多效,将很快地成为事实。直至今天人类还没有找到对付病毒的特效药。接种则是人工激活免疫系统的主要办法。接种疫苗,就是把经过人工处理的减毒病毒注射到人的体内,使人在不生病的情况下获得免疫。例如接种痘苗后可有效地预防天花。如果将编码某些蛋白质的基因插入痘苗病毒的基因组中,那么就有可能获得同时预防两种甚至多种疾病的疫苗。
第五小组:对于了解细胞基因活动过程、进行基因工程研究大有帮助。在基因工程中,科学家已经能让某些病毒携带动植物或微生物的某些基因进入正常细胞,来达到转基因或基因治疗的目的。例如,通过它们可以把任何植物的目的基因导入合适的受体系统中,获得具有新性状的“工程植株”。
2、开阔视野----新病毒疾病出现、流行的原因。
近20年发现了许多新的病毒性疾病,如艾滋病、埃博拉病毒病,以及最近香港地区出现了人患上的禽流感等。每一次新的病毒性疾病的出现都引起人们极大的恐慌。新的病毒性疾病在现代社会出现的频率似乎越来越高,究其原因有哪些呢?
1.病毒基因组的变异。病毒基因组的变异能导致其表型发生一些改变,使本来不感染人的病毒具有致病性。
2.生态环境改变的影响。越来越多的数据表明,环境因素才是新病毒性疾病出现的主要原因,所谓那些新出现的病毒其实在一些动物宿主中早已存在,它们只有偶然的机会才能感染人。但是,一旦环境条件改变就可能流行。主要可以归纳为以下几个方面:
A、人类进入新的动物栖息地后暴露在新的病毒病原体面前,使得病毒能很快从动物宿主传播给人。例如在修建巴拿马运河时发生的丛林热。是由于敏感人群进入热带雨林砍伐时接触黄热病毒的传播媒介而引起的。
B、环境污染能影响病毒的传播。如杀虫剂的大量使用使传播媒介—蚊子的抗性增加。全球性温室效应带来了新的降雨格局,大量水洼为蚊媒提供了理想的孳生场所。气候的变暖加快了媒介昆虫的生长,从而扩大了病毒的分布范围,这也能使病毒的毒力加强。如伊蚊本来生活在海拔1 000 m以下地区,但由于气温升高,在南美一些国家的海拔2000米地区也出现了伊蚊。C、某些偏僻的地方对新进入的病毒尤其敏感。汉坦病毒最初只是流行于亚、非地区,然而1993年在美国西南部地区出现。现在研究表明由于潮湿的冬天带来了大量啮齿动物的食物,啮齿动物数目的增加引起病毒数量的增多。
3.人类社会,经济活动的影响。人类的社会、经济活动一方面能影响生态环境,导致新病毒性疾病的流行,而另一方面活动的本身也有助于病毒的流行。
A、全球旅游业、交通运输业的发展使得病毒的传播更为广泛、迅速。如来自于非洲的猪瘟病毒通过猪的长途运输很快在葡萄牙,西班牙流行。1989年从菲律宾运往美国的猴中检测到埃博拉病毒。以上证据表明野生动物的运输能使病毒出现在以前未曾出现的地方,尤其是进入高敏感人群后能暴发大流行。
B、许多通过性传播、血液传播的病毒性疾病正由于人的社会活动而得以大规模流行。如艾滋病通过血制品污染、吸毒、同性恋、性行为等方式的传播。
C、农业活动的改变曾导致引起人肾出血热综合症病毒的流行。这是由于农民改种玉米后为Junin病毒的天然宿主(一种叫做Calomys muaculinus的小鼠)提供了大量的食物。这种小鼠的增加也使得病毒的数量迅速增长。
3、生物探究-------姜素椿“我以我身斗非典”
七十四岁的传染病专家姜素椿教授2003年3月7日晚在参与抢救“非典”患者时,不幸被感染。为了找到治疗“非典”的有效途径,他执意坚持要在自己身上做试验。他说:“我年龄大了,能够赶上这次抗击„非典‟的斗争,为降伏疫魔做点贡献,是一个难得的机会,我愿为治疗非典趟出一条路子!”院领导考虑到他年岁已大,极力劝姜素椿撤离一线救治工作。他坚持说:“我最大的兴趣就是搞临床,我可以做一些力所能及的工作!”同时建议医院,用非典型肺炎恢复期血清治疗重症患者,得到了院领导的认可。
相关专家经多次研究,决定采纳他的建议。随后派人到广东寻找“非典”患者恢复期血清。血清找到后,经过五家医院安全性检查,专家反复论证,3月22日把血清注射到姜教授的身上。注射“非典”患者康复后血清后,配合其它药物治疗,姜素椿的病情恢复得比较好、也比较快,住院二十三天即康复出院。经过研究,科研人员发现曾经感染了非典的病人最起码在半年内不会再受感染,而且这些康复病人的血清有中和病毒的作用,也就是具有一定的免疫功能,可以用于救治非典危重病人。
教后体会与思考:
这节课中,学生的出色表现,充分证明了学生的潜力,使我进一步认识到新课改的必要性。我不再担心学生的活动会影响教学的正常进行,却担心由于我们不能及时解放自己的思想而影响了学生的发展。进行课改,要走进新课程,注重学生的发展和社会的需要,强调学生的主动学习。所以,我们在教学中要努力为学生营造“自主、合作、体验、发展”的探究性学习氛围,建立民主平等的师生关系,使学生真正成为学习的主人,并且在合作中培养责任感、协作精神和创新意识。在今后的教学中还应该做到:
1、重视过程
教学过程中,要注意从学生的生活实际经验出发,由简单到复杂,由具体到抽象,按照学生的认知规律,通过“任务驱动”引导学生主动探究,给学生提供充分的探索、交流的时间与空间,让学生主动建构并完善自己的知识体系,真正实现改变学生的学习方式,使学生在自主探究过程中不断地发展、提高。评价的方式注意以激励性评价为主,让学生充满自信的投入到学习之中,从而顺利提高各种能力。
2、充分利用各种资源
生活中可利用的知识信息资源丰富多彩,学生的能力是不可估量的。在教学活动中,注意引导学生充分利用集体的力量,还可以给学生提供一些获取资料的方法和信息,如相关网站。这样既可以节省时间,提高效率,而且能让学生正确利用众多的信息资源,激发学习的兴趣;让研究性学习成为一个自觉的活动,并且有机的融入教学中,这样就使学生的活动由“被动接受型”变为“主动研究型”。
3、利用学科优势,注重学生科学素养的培养 生物技术的发展和环境问题已经越来越多的影响到每个人的生活和发展,因此要引导学生关注生物技术发展和生态平衡的维持,帮助学生正确的理解科学、技术和社会的关系,培养人与自然和谐发展的意识,形成科学的态度和价值观,从而建立可持续发展教育的意识。