指向生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的深度學(xué)習(xí)

梁瑋

摘要 以“體液免疫”為例，以熱點問題創(chuàng)設(shè)情境，挖掘科學(xué)史，促進深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，在關(guān)鍵問題的引導(dǎo)下，學(xué)生通過事實證據(jù)的分析、概念模型的建構(gòu)，發(fā)展落實相關(guān)的生命觀念、科學(xué)思維和社會責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 深度學(xué)習(xí) 學(xué)科核心素養(yǎng) 體液免疫 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號G633. 91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

深度學(xué)習(xí)是走向核心素養(yǎng)的重要途徑，生物學(xué)深度學(xué)習(xí)是在社會生活情境中進行的?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出：“結(jié)合日常生活中的情境，分析說明人體通過神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用對內(nèi)外環(huán)境的變化作出反應(yīng)，以維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”。下面以全球爆發(fā)的新冠疫情及新冠病毒侵染人體為例，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實的問題情境，并以層層深入的問題串引導(dǎo)學(xué)生基于理論證據(jù)、事實概念，分析說明人體體液免疫的具體過程，有助于學(xué)生形成健康的生活方式、理解疾病預(yù)防的意義。

1 聚焦熱點問題，創(chuàng)設(shè)深度融合參與的大情境

教師展示新型冠狀病毒肺炎國內(nèi)外疫情實時大數(shù)據(jù)報告的圖片，向?qū)W生介紹新冠病毒肺炎疫情，使學(xué)生明確不同的人接觸新冠病毒后產(chǎn)生不同表現(xiàn)的現(xiàn)象：有人患重病，甚至失去生命;也有人患輕癥，能夠自愈;還有人僅是無癥狀感染者。據(jù)此，教師提出問題：不同人患病程度表現(xiàn)出巨大差異，這是為什么呢？教師引導(dǎo)學(xué)生交流觀點，學(xué)生得出結(jié)論：不同的人免疫力不同。教師進一步補充：由于缺乏特效藥，感染者主要依靠自身免疫系統(tǒng)與病毒斗爭。大部分患者經(jīng)過一段時間后可以痊愈。

教師繼續(xù)展示戴口罩避免感染的宣傳海報、揉眼睛、摳鼻孔等行為、人體的皮膚、黏膜（黏膜上的纖毛、纖毛上的新冠病毒）等圖片，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到：戴上口罩、養(yǎng)成健康衛(wèi)生的生活習(xí)慣，可以有效阻止外界環(huán)境中的病毒與人體的第一道防線接觸。

2 簡化難點知識，挖掘科學(xué)史，驅(qū)動深度建構(gòu)概念

教師結(jié)合相關(guān)的圖片，恰當(dāng)類比，使學(xué)生理解細(xì)胞膜表面的作為分子標(biāo)簽的蛋白質(zhì)（圖1）和病毒、細(xì)菌等病原體所攜帶的作為身份標(biāo)簽的蛋白質(zhì)等抗原分子（圖2）均是各自身份信息的象征，免疫細(xì)胞表面的受體是識別的關(guān)鍵。并呈現(xiàn)B淋巴細(xì)胞表面的受體對抗原的識別與結(jié)合的圖片（圖3），使學(xué)生深度理解“免疫系統(tǒng)為什么能識別‘自己’，排除‘非己”’。學(xué)生明確：當(dāng)新冠病毒侵入人體內(nèi)，其表面的一些特定的蛋白質(zhì)等物質(zhì)能夠與免疫細(xì)胞表面的受體結(jié)合，從而引發(fā)免疫反應(yīng)。

接著，教師通過呈現(xiàn)資料的并結(jié)合問題串，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)體液免疫的概念。教師呈現(xiàn)資料，引導(dǎo)學(xué)生思考：收集新冠肺炎康復(fù)者的血漿可以有效中和新型冠狀病毒。專家用它們來治療重癥患者并取得了顯著效果。①康復(fù)者血漿中含有什么物質(zhì)？②抗體如何起作用？之后，播放“抗體與病毒的結(jié)合”視頻，并提出問題：①抗體與抗原結(jié)合后，通常以什么形式存在？②結(jié)合后的意義何在？最后，教師展示表1，提問：①小鼠的特異性免疫主要與什么細(xì)胞有關(guān)？②哪一種淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體？

新型冠狀病毒侵入機體后，免疫系統(tǒng)發(fā)揮防御功能。那么，免疫細(xì)胞是如何識別己方和敵方的呢？對這一問題，教師簡化處理，避免出現(xiàn)主要組織相容性復(fù)合體（MHC）等專業(yè)術(shù)語，以“身份標(biāo)簽”等通俗的詞匯呈現(xiàn)，幫助學(xué)生類比，從而使學(xué)生在分子的層面上理解免疫識別的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。教師通過引導(dǎo)學(xué)生基于以上文本、視頻資料的分析討論，基于實驗設(shè)計的科學(xué)史素材的邏輯推理，使學(xué)生自主建構(gòu)體液免疫這一概念，把握這一概念的核心關(guān)鍵，即“B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，主要靠抗體發(fā)揮作用”。同時，教師進一步引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注概念中的另一關(guān)鍵，即“B細(xì)胞產(chǎn)生抗體是需要條件的-B細(xì)胞的激活”，為接下來的深度探究指明了方向。

3 分析統(tǒng)整事實證據(jù)，實現(xiàn)知識的深入理解和應(yīng)用

教師繼續(xù)設(shè)問：B細(xì)胞如何被激活？教師通過以下圖文資料的統(tǒng)整呈現(xiàn)，以“B細(xì)胞如何被激活”為問題中心，步步反推設(shè)問，層層遞進擴充，引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建體液免疫的過程，同時構(gòu)建板書。

教師展示資料1：B細(xì)胞對抗原的直接識別，此為第一信號。1970年，科學(xué)家證實輔助性T細(xì)胞（T細(xì)胞中的一類）雖不產(chǎn)生抗體，但能協(xié)助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。在輔助性T細(xì)胞的協(xié)助下，通過T細(xì)胞上的表面分子與B細(xì)胞結(jié)合，此為第二信號，使B細(xì)胞更有效地激活。教師設(shè)問：根據(jù)資料1，B細(xì)胞的激活需要什么信號？教師構(gòu)建如圖4所示的板書。

教師展示資料2：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，輔助性T細(xì)胞培養(yǎng)液的上清液中有一種促進B細(xì)胞增殖的因子。1986年，國際統(tǒng)一將其命名為白細(xì)胞介素-4?；罨妮o助性T細(xì)胞可以釋放一類活性物質(zhì)——細(xì)胞因子，促進B細(xì)胞的增殖和分化，增強免疫細(xì)胞的作用。教師設(shè)問：根據(jù)資料2，B細(xì)胞的激活還需要什么物質(zhì)？教師在以上板書的基礎(chǔ)上進一步構(gòu)建（圖5）。

教師展示資料3：1983年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞表面存在識別抗原呈遞細(xì)胞所呈遞的抗原-MHC的受體分子。MHC如同身份標(biāo)簽，病原體各自的身份標(biāo)簽信息就這樣被T細(xì)胞識別。教師設(shè)問：T細(xì)胞如何識別抗原的身份信息呢？教師在板書二的基礎(chǔ)上進一步構(gòu)建（圖6）。由此，教師總結(jié)B細(xì)胞充分激活所需要的條件。

教師展示資料4：漿細(xì)胞又稱抗體形成細(xì)胞，是B細(xì)胞分化的終末細(xì)胞。此類細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)大量糙面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，能合成和分泌特異性抗體，介導(dǎo)體液免疫。教師設(shè)問：產(chǎn)生抗體的細(xì)胞是哪種細(xì)胞？與B細(xì)胞是怎樣的關(guān)系？教師在板書三的基礎(chǔ)上進一步構(gòu)建（圖7）。教師進一步追問：抗體與病原體結(jié)合，抗體能徹底清除病原體嗎？

教師展示資料5：專家稱新型冠狀病毒治愈者至少6個月內(nèi)再次感染該病毒的可能性比較低。教師設(shè)問：新冠肺炎的治愈者若再次接觸相同抗原，為什么會表現(xiàn)出“超強”的免疫力？教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀書本，進一步在已有的概念圖中完善體液免疫和二次免疫的完整過程。

設(shè)計意圖：本節(jié)的難度較大，涉及的生理過程也較為復(fù)雜，需要教師深入淺出、適當(dāng)簡化難點知識，用通俗易懂的詞匯代替生澀專業(yè)的詞匯，必要時巧做比喻，生動呈現(xiàn)。教師需要基于教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)情境、學(xué)情和教材，構(gòu)建豐富多樣、有一定拓展和深化的學(xué)習(xí)內(nèi)容。在資料的分析討論中，教師引導(dǎo)學(xué)生運用邏輯推理深度建構(gòu)概念，注重學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究的培養(yǎng)，挖掘思維的廣度和深度，使學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)本質(zhì)，逐步樹立結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、信息觀、系統(tǒng)觀等生命觀念，在真實的社會情境中培養(yǎng)學(xué)生的健康生活方式和傳染病防控的社會責(zé)任。

4 教學(xué)反思

深度學(xué)習(xí)是學(xué)生對核心課程知識的深度理解以及在真實的問題和情境中應(yīng)用這種理解的能力。情境是知識轉(zhuǎn)化成素養(yǎng)的橋梁，是技能轉(zhuǎn)化成能力的紐帶。教師應(yīng)積極為學(xué)生創(chuàng)設(shè)科學(xué)合理、貼近生活的情境。結(jié)合本節(jié)“特異性免疫”的內(nèi)容，教師以當(dāng)下社會的熱點問題“新冠肺炎疫情和新冠病毒”的情境一以貫之，著重圍繞“新冠病毒侵入機體后免疫系統(tǒng)如何識別、如何將其消除”展開，以此促進學(xué)生關(guān)注社會熱點，使學(xué)生認(rèn)同并采納健康文明的生活方式，提高公共衛(wèi)生意識，向他人宣傳新冠的防控措施，從而培養(yǎng)社會責(zé)任素養(yǎng)。

在深度學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生不再是被動地接受知識、儲存知識和再現(xiàn)知識。深度學(xué)習(xí)注重學(xué)生對知識的理解、生成和建構(gòu)，進一步實現(xiàn)知識的可遷移應(yīng)用。深度學(xué)習(xí)的一個重要標(biāo)志，就是能將外在的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為學(xué)生內(nèi)在的精神力量，而教學(xué)內(nèi)容并不能直接轉(zhuǎn)化為學(xué)生的精神力量，必先轉(zhuǎn)化為學(xué)生能夠進行思維操作和加工的教學(xué)材料，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的對象。這就需要教師將教材文本轉(zhuǎn)化為適合學(xué)生的學(xué)習(xí)材料，將整合的理論證據(jù)、事實概念呈現(xiàn)出來供學(xué)生分析討論，逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

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