聚焦熱點(diǎn)，提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

陳宜

摘要 通過(guò)以教材中病毒與人體穩(wěn)態(tài)兩部分知識(shí)為主題，以問(wèn)題探究教學(xué)為主線，幫助學(xué)生建構(gòu)專題復(fù)習(xí)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并在新冠肺炎這個(gè)熱點(diǎn)情境下初步達(dá)到從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究到社會(huì)責(zé)任層層遞進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

關(guān)鍵詞 專題復(fù)習(xí) 聚焦熱點(diǎn) 核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)C633. 91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維、社會(huì)責(zé)任是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有機(jī)組成部分。以核心素養(yǎng)培育為宗旨的新課標(biāo)提倡情境教學(xué)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)與生產(chǎn)、生活、科研密切相關(guān)的真實(shí)情境，讓學(xué)生在情境分析中，開展探究活動(dòng)，展開科學(xué)思維，領(lǐng)悟生命觀點(diǎn)，激發(fā)社會(huì)責(zé)任。在抗擊新冠肺炎疫情的中心城市武漢，筆者嘗試在專題復(fù)習(xí)課中，聯(lián)系熱點(diǎn)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和科學(xué)思維能力，激發(fā)學(xué)生的家鄉(xiāng)情和愛國(guó)情，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的生命觀念教育和社會(huì)責(zé)任感教育。

1 教學(xué)思路

病毒的侵染是目前的社會(huì)熱點(diǎn)，人體的健康也是每個(gè)人每天都在關(guān)注的切身問(wèn)題;人有生命力，病毒也有生命力。于是，“病毒PK人體穩(wěn)態(tài)”非常自然地成為一節(jié)充滿生命力的專題復(fù)習(xí)課。選擇這樣一個(gè)高熱度的話題，不僅僅是對(duì)于課本知識(shí)的拓展，更重要的是彰顯了生物學(xué)科承載著培養(yǎng)公民科學(xué)素養(yǎng)之重任。那么，教師如何讓生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂上落地呢？具體的教學(xué)思路如圖1所示。

2 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

2.1 課堂引入

新型冠狀病毒是2020年的熱門詞。2020年2月11日，國(guó)際病毒分類委員會(huì)將新型冠狀病毒命名為SARS-CoV-2。新冠病毒引起的新冠肺炎對(duì)人體的健康造成了極大的威脅，現(xiàn)在更是以迅雷不及掩耳之勢(shì)席卷了全球。我國(guó)的《內(nèi)經(jīng)》中早就提出了非平衡穩(wěn)態(tài)思想，也就是“穩(wěn)態(tài)有序（生理）一失穩(wěn)態(tài)無(wú)序（病理）”，人體達(dá)到了穩(wěn)態(tài)，才能達(dá)到身體健康。那么，人體的穩(wěn)態(tài)是如何保持的呢？

教師導(dǎo)入學(xué)習(xí)當(dāng)新冠病毒入侵機(jī)體時(shí)，人體會(huì)產(chǎn)生一系列反應(yīng)：發(fā)熱、咳嗽、發(fā)炎、乏力等。病毒與人體穩(wěn)態(tài)的斗爭(zhēng)由來(lái)以久，這不僅僅是斗爭(zhēng)，更是一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)。所謂“知已知彼、百戰(zhàn)不殆”。那么，在兩者的PK中，到底誰(shuí)會(huì)勝利呢？今天我們就利用高中生物課本所學(xué)來(lái)預(yù)測(cè)，戰(zhàn)況將會(huì)如何？

.2 自主構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，幫助學(xué)生建立生命觀

生命觀念是由眾多重要的生物學(xué)重要概念支撐的。教師給學(xué)生指定課題，請(qǐng)學(xué)生自行查閱課本知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)過(guò)程能夠讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)概念的理解，并將具有聯(lián)系的知識(shí)進(jìn)行匯總，最后整理成圖解。教師可以重點(diǎn)考查學(xué)生的理解和運(yùn)用概念的能力。

在本節(jié)課中，教師以“病毒和人體穩(wěn)態(tài)”的PK之戰(zhàn)為主題，請(qǐng)學(xué)生在課前復(fù)習(xí)必修本教材中所有與之相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，并以概念為核心詞，將相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整理。在課堂上，教師展示學(xué)生整理的小分支圖解，請(qǐng)學(xué)生以辯論的形式去陳述：病毒和人體穩(wěn)態(tài)之戰(zhàn)，各自有哪些優(yōu)勢(shì)？

學(xué)生經(jīng)過(guò)討論，得出病毒具有的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成分單一（必修3的知識(shí)）;侵染能力強(qiáng)（必修2的知識(shí)）;遺傳信息能夠在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)（必修2的知識(shí)）;易變異，不容易制作疫苗（必修2的知識(shí)）。同時(shí)，學(xué)生還得出人體穩(wěn)態(tài)具有的特點(diǎn)：可以保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)（必修3的知識(shí)）;有多種調(diào)節(jié)機(jī)制（必修3的知識(shí)）。

最后，在學(xué)生激烈地辯論中達(dá)成共識(shí)。師生一起總結(jié)，共同完成專題知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建（圖2）。在知識(shí)的整理、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)、學(xué)生辯論的過(guò)程中，學(xué)生能加深對(duì)生命觀的理解，如病毒與其他生物之間進(jìn)化與適應(yīng)、穩(wěn)態(tài)與平衡、結(jié)構(gòu)與功能觀等。

2.3 鏈接熱點(diǎn)知識(shí)，提高學(xué)生科學(xué)思維能力

科學(xué)思維能力的考查也是高考的重點(diǎn)。對(duì)證據(jù)的選擇、分析和判斷是科學(xué)思維的結(jié)果，邏輯推理既是科學(xué)思維的過(guò)程，也是科學(xué)思維的要求。探究過(guò)程和方法以及探究過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的邏輯推理能力，超越了學(xué)生所需要獲得的重要知識(shí)，是核心素養(yǎng)中關(guān)鍵能力的直接表現(xiàn)，必須在新的生物學(xué)高考中予以重視。

在知識(shí)網(wǎng)絡(luò)完成構(gòu)建后，教師引導(dǎo)學(xué)生將辯論場(chǎng)轉(zhuǎn)移到高考考場(chǎng)，通過(guò)設(shè)問(wèn)激發(fā)學(xué)生的探究欲：在高考戰(zhàn)場(chǎng)中，病毒與人體穩(wěn)態(tài)之戰(zhàn)又將如何進(jìn)行呢？教師將近幾年高考試題中考查病毒與人體穩(wěn)態(tài)的試題進(jìn)行匯總，教學(xué)生學(xué)會(huì)從題干中找尋信息，利用所學(xué)概念和原理去分析試題中涉及的知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生掌握病毒與穩(wěn)態(tài)的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生更容易識(shí)別命題人的出題陷井，總結(jié)解題的方法。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生主動(dòng)參與、努力思考，并進(jìn)行判斷和推理，培養(yǎng)了邏輯思維能力，訓(xùn)練了科學(xué)思維能力。

（1）知識(shí)點(diǎn)鏈接-：SARS-CoV-2病毒的結(jié)構(gòu)與功能。

①SARS-CoV-2病毒屬于生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次嗎？（不屬于，最基本的結(jié)構(gòu)層次是細(xì)胞）

②SARS-CoV-2病毒有嚴(yán)整結(jié)構(gòu)嗎？（雖然病毒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但仍然具有嚴(yán)整結(jié)構(gòu)）

③SARS-CoV-2病毒是一種正鏈RNA病毒，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定嗎？其增殖的模板是哪一個(gè)？（遺傳物質(zhì)是正鏈RNA，為單鏈結(jié)構(gòu)，不太穩(wěn)定。RNA分子可以直接作為翻譯模板：+RNA一-RNA一+RNA）

（2）知識(shí)點(diǎn)鏈接二：SARS-CoV-2病毒的侵染。

①SARS-CoV-2病毒的侵染過(guò)程如何？

②與病毒增殖有關(guān)的中心法則是什么？

（3）知識(shí)點(diǎn)鏈接三：SARS-CoV-2病毒侵入人體后的免疫過(guò)程。

①免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能如何？（免疫系統(tǒng)的防衛(wèi)功能有三道防線：第一道防線：皮膚、黏膜，冠狀病毒主要通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體;第二道防線：吞噬細(xì)胞、體液中的殺菌物質(zhì)溶菌酶等;第三道防線：特異性免疫，包括體液免疫和細(xì)胞免疫）

②免疫系統(tǒng)的監(jiān)控和清除功能有哪些？（免疫系統(tǒng)具有監(jiān)控和清除功能，肺細(xì)胞被冠狀病毒感染后，效應(yīng)T細(xì)胞會(huì)與肺細(xì)胞結(jié)合，使細(xì)胞裂解死亡，即細(xì)胞凋亡）

（4）知識(shí)點(diǎn)鏈接四：SARS-CoV-2病毒疫苗的制備。

①制備疫苗的目的？（形成記憶細(xì)胞，使機(jī)體迅速增殖分化為漿細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞）

②用減活病毒和滅活病毒制備疫苗的區(qū)別？（滅活疫苗是指將病原體滅活，使之喪失毒力，但保留免疫原性而制成的疫苗，易于保存、無(wú)污染，但免疫力不高，需注射多次才能有滿意免疫力。減活疫苗是指：在人工條件上喪失致病性，但仍保留其繁衍能力和免疫原性而制成的疫苗。它是微生物制劑，有一定殘余毒力，在體內(nèi)作用時(shí)間長(zhǎng)，只需要接種一次，即可產(chǎn)生穩(wěn)固的免疫力）

通過(guò)問(wèn)題串的形式，教師引導(dǎo)學(xué)生在熱點(diǎn)SARS-CoV-2病毒的社會(huì)情境下，聯(lián)系課本上相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，大膽分析熱點(diǎn)知識(shí)，分析SARS- CoV-2病毒與人體穩(wěn)態(tài)方面的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系。

2.4 構(gòu)建情境試題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

高考試題需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一定的情境，讓學(xué)生在情境中表現(xiàn)自己的真實(shí)水平。一般簡(jiǎn)單的情境達(dá)不到檢測(cè)目的，因此，需要設(shè)置相對(duì)真實(shí)的情境。情境越真實(shí)越能反映學(xué)生的核心素養(yǎng)水平，情境可來(lái)源于科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的聯(lián)系，可來(lái)源于科學(xué)研究的過(guò)程和成果，可來(lái)源于真實(shí)的現(xiàn)實(shí)生活。在真實(shí)情境中考核學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，會(huì)成為高考命題的重要方向。教師設(shè)計(jì)真實(shí)的問(wèn)題情境，教會(huì)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的概念與原理進(jìn)行判斷與推理，運(yùn)用于解題來(lái)考查生物學(xué)核心素養(yǎng)。

筆者發(fā)現(xiàn)若干知識(shí)點(diǎn)出現(xiàn)頻率是比較高的，如病毒結(jié)構(gòu)和生活方式、病毒侵染細(xì)胞的方式、病毒的遺傳信息的表達(dá)、穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的方式、實(shí)驗(yàn)分析能力的運(yùn)用等。因此，教師可以創(chuàng)設(shè)新型冠狀病毒的新情境，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用類比推理法，去探究如何解決與新型冠狀病毒有關(guān)的問(wèn)題。例如，該怎樣制備新冠病毒的疫苗？人們?cè)撊绾卧谏钪蓄A(yù)防病毒呢？在課堂中，教師利用問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，促進(jìn)學(xué)生自主探究、自主表達(dá)，從而達(dá)到鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、提高科學(xué)探究能力的目的。

新冠肺炎是由SARS-CoV-2病毒引起的，對(duì)人類健康造成了極大危害，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）將病毒的核酸進(jìn)行徹底水解，能得到的成分有____。

（2） SARS-CoV-2病毒能和細(xì)胞膜上的受體結(jié)合入侵細(xì)胞體現(xiàn)了細(xì)胞膜的____功能。

（3） SARS-CoV-2病毒侵入人體細(xì)胞后，細(xì)胞能識(shí)別并與宿主細(xì)胞密切接觸，使其裂解死亡，病毒釋放出來(lái)后會(huì)被免疫產(chǎn)生的所凝集，最后被____ 吞噬消化。

（4）若想確定該病毒的類型是DNA還是RNA，請(qǐng)寫出利用放射性同位素標(biāo)記的方法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思路;還可利用哪些方法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，寫出簡(jiǎn)單的思路即可____。

解析：前兩小題涉及課本必修1的知識(shí)點(diǎn)，第三小題是必修3的免疫章節(jié)內(nèi)容，而第四小題是開放性命題，需要綜合利用高中生物知識(shí)來(lái)回答。病毒只有1種核酸，徹底水解可得到4種堿基、1種五碳糖和磷酸。SARS-CoV-2病毒能和細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，體現(xiàn)了細(xì)胞膜的信息傳遞功能。病毒入侵機(jī)體細(xì)胞，需要體液免疫和細(xì)胞免疫共同作用才能被徹底消滅。第四小題主要考查DNA與RNA的區(qū)別及同位素標(biāo)記法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要確定自變量和因變量，還要控制好無(wú)關(guān)變量。選好材料設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)：將宿主細(xì)胞放在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性（甲組）;將宿主細(xì)胞放在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒（乙組）。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。還可以使用必修1中所學(xué)方法回答此題，如用甲基綠吡羅紅染色劑進(jìn)行鑒定，用酶解法去探究DNA和RNA的成分等。

教師設(shè)置新情境試題，充分發(fā)揮學(xué)生想象力，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系所學(xué)課本知識(shí)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法和科學(xué)探究能力的目的。

2.5 聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感

生物學(xué)科承載著培養(yǎng)公民科學(xué)素養(yǎng)之重任。學(xué)生在分析病毒與人體穩(wěn)態(tài)的戰(zhàn)爭(zhēng)中，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了病毒對(duì)人類發(fā)起了各種挑戰(zhàn)，人類也要想辦法對(duì)抗病毒。醫(yī)護(hù)工作者無(wú)畏生死，用生命在努力戰(zhàn)斗。每個(gè)人唯有加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)，注意佩戴口罩、勤洗手，不隨地吐痰，加強(qiáng)鍛煉。規(guī)律作息，才能為這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的最后勝利貢獻(xiàn)自己的力量。在生物學(xué)課堂中，教師通過(guò)分析具體事例，加強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，也對(duì)學(xué)生將來(lái)的職業(yè)導(dǎo)向有一定的指導(dǎo)作用。

3 教學(xué)反思

本節(jié)課中，教師聯(lián)系熱點(diǎn)知識(shí)，使學(xué)生感同身受，更容易引起學(xué)生的情感共鳴。以問(wèn)題為導(dǎo)向讓學(xué)生全方位認(rèn)識(shí)病毒與穩(wěn)態(tài)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)辯論讓學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建起完整的知識(shí)框架，以當(dāng)堂模擬試題分析幫助學(xué)生找到答題規(guī)律，進(jìn)行情境實(shí)驗(yàn)分析，從而培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、探究能力、社會(huì)責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的四個(gè)層面相互關(guān)聯(lián)、層層遞進(jìn)，比較好地踐行了新課標(biāo)理念。

本節(jié)課雖然重視了學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任的生物學(xué)學(xué)科培養(yǎng)，但是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)并不是哪一節(jié)課能夠完成的，而是在平時(shí)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中運(yùn)用多種教學(xué)方法去持續(xù)滲透。如何在高中生物教學(xué)中，真正完成學(xué)科教育模式和學(xué)習(xí)方式的根本變革，真正完成學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，還需要進(jìn)一步研究和努力。

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