基于主線(xiàn)式情境的教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要：本文以“免疫學(xué)的應(yīng)用”一節(jié)為例，基于新冠疫情背景，通過(guò)“預(yù)防新冠”“檢測(cè)新冠病毒”“治療新冠重者患者”三個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在解決情境問(wèn)題的過(guò)程中概括疫苗本質(zhì)及作用機(jī)制，理解抗原檢測(cè)方法及原理，認(rèn)同器官捐獻(xiàn)行為，感悟中國(guó)抗疫精神。最后，學(xué)生自主概括免疫學(xué)在臨床實(shí)踐中的應(yīng)用，深化對(duì)免疫學(xué)基本理論的理解和運(yùn)用，同時(shí)落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。

關(guān)鍵詞：新冠疫情；核心素養(yǎng)；免疫學(xué)應(yīng)用；高中生物學(xué)

文章編號(hào)：1003-7586（2024）06-0042-03 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 教材分析及設(shè)計(jì)思路

“免疫學(xué)的應(yīng)用”是人教版普通高中教科書(shū)《生物學(xué)·選擇性必修1·穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“教材”）第4章“免疫調(diào)節(jié)”第4節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包含“疫苗”和“器官移植”兩個(gè)部分。教材旨在通過(guò)對(duì)疫苗和器官移植相關(guān)問(wèn)題的討論，引導(dǎo)學(xué)生從免疫學(xué)角度解釋接種疫苗的意義，全面、正確地看待疫苗，同時(shí)了解器官移植所面臨的問(wèn)題并提高社會(huì)責(zé)任感。結(jié)合教材內(nèi)容和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本章內(nèi)容的要求，不難發(fā)現(xiàn)本節(jié)課側(cè)重于學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)在情境中解決問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)社會(huì)責(zé)任的滲透。

通過(guò)對(duì)本章前置內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步掌握免疫學(xué)的基本理論，并能夠通過(guò)思考分析，解決基本的免疫學(xué)問(wèn)題。但學(xué)生對(duì)于真實(shí)生活情境中相對(duì)復(fù)雜的免疫學(xué)問(wèn)題，仍缺乏系統(tǒng)的訓(xùn)練和體驗(yàn)。^［1］因此，本節(jié)課從學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平出發(fā)，創(chuàng)設(shè)新冠疫情的主線(xiàn)式情境。通過(guò)“預(yù)防新冠”，引導(dǎo)學(xué)生在解決問(wèn)題中概括疫苗的本質(zhì)及機(jī)制；通過(guò)“檢測(cè)新冠病毒”，引導(dǎo)學(xué)生在探究任務(wù)中理解抗原檢測(cè)的診斷方法及原理；通過(guò)“治療新冠重癥患者”，引導(dǎo)學(xué)生在闡述觀點(diǎn)中了解器官移植面臨的困難和希望，認(rèn)同器捐獻(xiàn)行為，感悟中國(guó)抗疫精神。最終，幫助學(xué)生深化免疫學(xué)基本理論的理解和運(yùn)用，同時(shí)強(qiáng)化生命觀念和科學(xué)思維能力，并增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平。

2 教學(xué)目標(biāo)

（1）通過(guò)創(chuàng)設(shè)預(yù)防新冠情境，在解決問(wèn)題的過(guò)程中概括疫苗本質(zhì)及機(jī)制，感悟科學(xué)文化精神，發(fā)展生命觀念。

（2）通過(guò)創(chuàng)設(shè)新冠病毒檢測(cè)情境，在探究任中分析、推理并闡釋新冠病毒抗原檢測(cè)方法及原理，在知其所以然中訓(xùn)練科學(xué)思維能力，提升學(xué)科核心素養(yǎng)水平。

（3）通過(guò)創(chuàng)設(shè)新冠肺炎重癥患者治療情境，闡述觀點(diǎn)并了解器官移植面臨的困難和希望，認(rèn)同器捐獻(xiàn)行為，感悟中國(guó)抗疫精神，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 以“疫”為始，創(chuàng)設(shè)主線(xiàn)情境

教師呈現(xiàn)人類(lèi)歷史上幾次重大的傳染?。òㄐ鹿谝咔椋┘八劳鋈藬?shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)并引導(dǎo)學(xué)生思考：導(dǎo)致新冠疫情的病原體是什么？該病原體有哪些基本結(jié)構(gòu)？如何讓易感人群提前獲得針對(duì)該病原體的抵抗力？經(jīng)過(guò)思考，學(xué)生了解病毒的基本組成，認(rèn)同接種新冠疫苗是保護(hù)易感人群的有效手段。教師繼續(xù)設(shè)問(wèn)：新冠疫苗的主要成分是什么？疫苗如何幫助機(jī)體獲得抵抗力？如何快速檢測(cè)人群中的傳染源？通過(guò)追問(wèn)，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)免疫學(xué)在新冠疫情預(yù)防、診斷和治療中的應(yīng)用。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)創(chuàng)設(shè)主線(xiàn)式情境和簡(jiǎn)單的提問(wèn)，拉近學(xué)生和課本知識(shí)的距離，再利用較難的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教師進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生在接下來(lái)的探究活動(dòng)中，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決真實(shí)情境中的問(wèn)題，深入了解免疫學(xué)在新冠疫情中的應(yīng)用，同時(shí)落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育。

3.2 預(yù)防新冠

疫苗是通過(guò)免疫系統(tǒng)的作用保護(hù)易感人群的重要手段，最早可以追溯到12世紀(jì)中國(guó)宋朝的“人痘接種”案例。

教師簡(jiǎn)要介紹疫苗的發(fā)展史和現(xiàn)代疫苗技術(shù)，并提供生產(chǎn)新冠滅活疫苗和新冠重組疫苗的相關(guān)背景資料，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)討論以下問(wèn)題：新冠滅活疫苗和新冠重組疫苗的主要成分分別是什么？?jī)煞N疫苗注射后分別激活哪種特異性免疫類(lèi)型？為何兩種疫苗均需多次接種？?jī)舍橀g隔時(shí)間太短或太長(zhǎng)分別有何弊端？?jī)煞N疫苗生產(chǎn)過(guò)程中培養(yǎng)細(xì)胞的目的分別是什么？疫苗生產(chǎn)配比中添加的佐劑（鋁鹽）、防腐劑（苯酚）、稀釋液（磷酸鹽、氯化鈉溶液）分別有何作用？

經(jīng)過(guò)討論，學(xué)生深入了解滅活疫苗和重組疫苗。教師繼續(xù)提供新冠病毒mRNA疫苗的相關(guān)資料，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：新冠病毒mRNA疫苗的主要成分什么？為何不能將mRNA通過(guò)肌肉注射直接注入機(jī)體的內(nèi)環(huán)境中？從引起特異性免疫的類(lèi)型分析，與上述兩種疫苗相比，mRNA疫苗的優(yōu)勢(shì)是什么？再?gòu)纳a(chǎn)流程分析mRNA疫苗又有哪些優(yōu)勢(shì)？相較于上述兩種疫苗，為什么有些核酸疫苗只需要接種一劑？最后，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用特異性免疫知識(shí)，梳理上述三種疫苗發(fā)揮作用的過(guò)程，繪制概念圖（見(jiàn)圖1）。

設(shè)計(jì)意圖：引入新冠預(yù)防情境，以三種新冠病毒疫苗的相關(guān)資料作為知識(shí)載體和思維平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、推理并解決真實(shí)情境中的問(wèn)題，感悟科學(xué)文化精神，提升學(xué)科核心素養(yǎng)水平。通過(guò)繪制概念圖，幫助學(xué)生理解疫苗作用機(jī)制，加深對(duì)特異性免疫的理解，同時(shí)深化生命觀念。

3.3 檢測(cè)新冠病毒

通過(guò)接種新冠病毒疫苗，保護(hù)了易感人群，但與此同時(shí)，還要及時(shí)發(fā)現(xiàn)人群中的傳染源，對(duì)他們進(jìn)行隔離和治療，以此最大程度阻斷疫情的傳播和擴(kuò)散。

教師繼續(xù)提問(wèn)：在疫情中，你經(jīng)歷過(guò)哪些檢測(cè)傳染源的方法？這些檢測(cè)方法的原理是什么？經(jīng)過(guò)思考與討論，學(xué)生們認(rèn)同新冠病毒抗原檢測(cè)盒基于免疫學(xué)理論設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，但對(duì)于抗原檢測(cè)原理模糊不清。教師順勢(shì)提供新冠病毒抗原檢測(cè)（膠體金法）相關(guān)資料、試劑盒和平板電腦。首先，教師在平板電腦上呈現(xiàn)三幅檢測(cè)結(jié)果圖，讓學(xué)生判斷出陽(yáng)性、陰性和無(wú)效三種結(jié)果。接著教師帶領(lǐng)學(xué)生打開(kāi)試劑盒拿出內(nèi)部的“小紙條”，同時(shí)在平板電腦上呈現(xiàn)新冠病毒抗原檢測(cè)原理圖（見(jiàn)圖2），引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合相關(guān)資料完成以下任務(wù)：①分別找出三種抗體并分別鑲嵌在“小紙條”中的位置，解釋抗體1所在的金墊區(qū)呈現(xiàn)出紫色的原因。②說(shuō)出三種抗體中，哪些可以跟隨樣本溶液移動(dòng)，哪些固定在“小紙片”上不能移動(dòng)。③分析三種抗體分別與哪種物質(zhì)發(fā)生特異性結(jié)合。④在平板電腦上移動(dòng)相關(guān)抗體，分別模擬出陽(yáng)性和陰性結(jié)果，并做出簡(jiǎn)要描述。⑤嘗試總結(jié)抗原檢測(cè)原理。

經(jīng)過(guò)分析、討論、展示，學(xué)生對(duì)抗原檢測(cè)原理有了更深刻的見(jiàn)解。最后，教師補(bǔ)充抗原診斷在早孕檢測(cè)、ABO血型鑒定以及某些病原體診斷等方面的廣泛應(yīng)用。

設(shè)計(jì)意圖：引入新冠病毒抗原檢測(cè)情境，以任務(wù)探究作為輔助，引導(dǎo)學(xué)生充分利用教師提供的資料、試劑盒以及平板電腦等學(xué)習(xí)工具，運(yùn)用已有知識(shí)分析、推理、演繹并闡釋新冠病毒抗原檢測(cè)原理，在知其所以然中提升科學(xué)思維能力。最后，教師拓展免疫診斷在生活情境中的運(yùn)用，進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)于真實(shí)情境的綜合分析能力。

3.4 治療新冠重者患者

疫苗接種保護(hù)了易感人群，抗原檢測(cè)甄別了傳染源，但積極治療感染新冠病毒的重癥患者，是踐行“人民至上，生命至上”的重要一環(huán)。

教師介紹我國(guó)首例新冠感染重癥患者肺移植治療以及康復(fù)者血清治療新冠肺炎重癥患者的案例，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合教材第83頁(yè)“思考·討論”部分思考以下問(wèn)題串：進(jìn)行器官移植前為什么要檢查供體和受體之間的組織相容性？其相似度大于多少才符合移植標(biāo)準(zhǔn)？器官移植患者為何要服用免疫抑制劑類(lèi)藥物？該藥有何副作用？服藥患者在生活中有哪些注意事項(xiàng)？如何解決供體器官短缺的現(xiàn)狀？為何康復(fù)者的血清能治療新冠肺炎重癥患者？該療法可能存在哪些風(fēng)險(xiǎn)？還有哪些血清療法的實(shí)例？經(jīng)過(guò)討論、回答，學(xué)生們認(rèn)同免疫治療在新冠疫情中發(fā)揮的積極作用。教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析、解決相關(guān)問(wèn)題，更加全面地了解免疫治療在臨床上的應(yīng)用。

最后，教師播放短片《最美逆行者》介紹中國(guó)三年的抗疫成果，并提出問(wèn)題：在抗疫期間，黨和國(guó)家為踐行“人民至上，生命至上”的初心使命做出了哪些努力？成果如何？作為高中生又能做些什么？

設(shè)計(jì)意圖：引入新冠病毒重癥患者治療的情境，以問(wèn)題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生積極運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，解釋器官移植、血清療法以及腫瘤免疫治療中的免疫學(xué)原理。在探討器官短缺問(wèn)題的過(guò)程中，認(rèn)同器官捐獻(xiàn)，合理分配器官等社會(huì)責(zé)任行為，提升自身的科學(xué)素養(yǎng)。最后，通過(guò)短片引發(fā)學(xué)生情感上的共鳴，升華學(xué)生的家國(guó)情懷，引導(dǎo)其在討論和實(shí)踐中進(jìn)一步增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

4 教學(xué)反思

本節(jié)課圍繞教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)新冠病情的預(yù)防、診斷和治療的主線(xiàn)式情境，貫穿課堂始終。在教學(xué)過(guò)程中，以真實(shí)情境為起點(diǎn)、以背景資料作為輔助、以任務(wù)探究和問(wèn)題討論作為知識(shí)載體和思維平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)歸納、分析、推理等方式，對(duì)免疫學(xué)的應(yīng)用不斷深挖，最終能解釋疫苗應(yīng)用、抗原檢測(cè)以及器官移植中的免疫學(xué)原理。在此過(guò)程中提升學(xué)生科學(xué)思維能力、發(fā)展生命觀念，同時(shí)認(rèn)同器官捐獻(xiàn)行為，在感悟中國(guó)抗疫精神的過(guò)程中，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。此外，教師在課前對(duì)學(xué)情、情境、資料、問(wèn)題和任務(wù)的有機(jī)整合，是高效落實(shí)教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式，主線(xiàn)式情境課堂能有效地激活學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生融入課堂，享受課堂。^［2］在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)解決真實(shí)情境中的問(wèn)題，既強(qiáng)化了生物學(xué)概念的理解和運(yùn)用，又實(shí)現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

參考文獻(xiàn)

［1］任丹丹，郭秋榮，嚴(yán)惠馨.基于科研情境的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)——以“生物技術(shù)與工程”專(zhuān)題復(fù)習(xí)為例［J］.生物學(xué)教學(xué)，2023，48（1）：19-21．

［2］華怡平，王春喜.基于真實(shí)情境下問(wèn)題解決的“生物與環(huán)境”復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)［J］.生物學(xué)通報(bào)，2022，57（6）：35-37．