驅動深度學習，落實生物學學科核心素養

孫玉俊

1引言

生物學學科核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的生物學問題時所表現出來的必備品格和關鍵能力，是學生知識、能力、情感態度與價值觀的綜合體現。深度學習是指基于理解的學習，具有注重層次理解知識、強調內容整合、學習態度主動積極、發展高階思維等特征。深度學習旨在充分發揮學生的主體性，通過理解、領會學習內容并進行深層加工，使其融入自己原有的認知結構中，并將其應用于實際生活之中，使其內化于心、外化于行。學生自身是影響學習成效的關鍵因素，要落實學科核心素養，驅動深度學習是其重要的途徑。

下面以“特異性免疫”為例，立足社會熱點問題——疫苗，引發學生主動思考，通過概念模型建構、資料分析、問題探討等方式，引導學生進行深度學習，從而培養學生的生物學學科核心素養。

2教材分析

“特異性免疫”是上海科技版高中生命科學第五章第四節“動物體的細胞識別和免疫部分”的內容。按照《上海市生命科學課程標準》的要求，本節課內容的學習認知水平要求為A級，即“知道”水平。

人體的免疫分為非特異性免疫和特異性免疫兩類。其中細胞識別、非特異性免疫、巨噬細胞的免疫過程為第一課時，本節課的內容為第二課時，即特異性免疫中體液免疫和細胞免疫的過程以及二者之間的異同。體液免疫和細胞免疫的過程很復雜，且是一個微觀的動態過程，既是第一課時中人體三大防線內容的補充和延伸，也為后面學習傳染病的預防和內環境的自穩態等作鋪墊。教師可根據學生的實際水平，借助直觀的教學手段，引導學生從典型事實出發，經過推理、歸納和概括，形成特異性免疫的概念，適當拓展深度和廣度，幫助學生更好地理解重要概念。

3學情分析

通過第一課時的學習，學生已經知道了抗原的概念，明確了人體的三道防線，初步了解了免疫系統的功能，這些知識為學生學習特異性免疫奠定了認知基礎。同時，學生具有一定的與免疫相關的生活經歷，這為學習新課內容提供了保障。此外，學生也具有一定推理、歸納和概括的能力，這也為分析、理解重要概念提供了可能。

4教學目標

（1）說出B淋巴細胞和T淋巴細胞的免疫作用;描述體液免疫和細胞免疫的過程，比較二者的關系;說出疫苗使人獲得免疫力的原理。

（2）通過構建體液免疫和細胞免疫的概念模型，區別各種免疫細胞的作用方式，理解它們在機體免疫活動中的作用。

（3）在討論對抗體、漿細胞等物質結構和功能的過程中，逐步樹立結構與功能相統一的生物學觀點。

（4）初步學會運用特異性免疫的原理解決生活中的相關問題，逐步樹立關愛生命、關注健康的意識。

5教學重點、難點

教學重點：分析、描述體液免疫和細胞免疫的過程。

教學難點：比較、歸納體液免疫和細胞免疫的過程及聯系。

6教學過程

6.1創設情景，引入新課

教師出示某學生的預防接種證圖片，引導學生回憶自出生以來接種的疫苗名稱，設問：為什么需要接種這些疫苗？教師依據學生的發言，引出本節課的主題——特異性免疫，并介紹特異性免疫的定義。

設計意圖：教師從學生身邊的事例出發，創設情意境，激發學生的學習興趣，使學生產生強烈的學習動機，為新課導入作鋪墊。

6.2建立模型，構建知識框架

6.2.1體液免疫過程的學習

教師引導學生閱讀教材P25頁相關內容，完成學習單中B淋巴細胞的免疫過程（圖1）。教師先請學生參照概念模型描述這一過程，其他學生對其表述進行評價。教師總結并引出體液免疫的概念。接著，展示體液免疫的過程以及不同抗體與抗原結合的圖片，引導學生討論回答以下問題：

①B淋巴細胞是依賴細胞膜上的什么結構來識別抗原的？

②抗體是什么？

③抗體有什么結構和功能？

④抗體與抗原的結合有什么特點？

⑤抗體是如何從漿細胞中產生和分泌的？

⑥與B淋巴細胞相比，漿細胞的細胞膜表面有什么不同？

學生討論發言后，教師點評，促使學生，對體液免疫的概念及過程有了清晰的認識。

設計意圖：教師引導學生閱讀教科書，建構體液免疫的概念模型，將零散的知識系統化，優化了學生的認知結構，培養了學生歸納、概括的能力。描述體液免疫的過程鍛煉了學生的語言表達能力。教師利用問題串，引導學生深度學習，理解體液免疫的過程，形成生物體的結構與功能相統一的生命觀念。

6.2.2學習二次免疫的過程及特點

教師總結體液免疫的過程，引出初次免疫的概念，通過引導學生回答記憶B細胞的作用，引出二次免疫的過程。引導學生觀察教科書上體液免疫中二次免疫的過程圖，思考問題：通過對比記憶B細胞產生漿細胞再到產生抗體的過程與B淋巴細胞產生漿細胞進而產生抗體的過程，你能獲得什么信息？學生觀察得出：二次免疫中漿細胞和抗體的數量明顯增多。教師展示初次免疫和二次免疫的對比圖，追問：通過此圖，你能獲得什么信息？二次免疫有怎樣的特點？學生通過觀察比較潛伏期的時間、最高峰抗體的濃度、到達最高峰的速度等，得出二次免疫的特點。

教師展示關于二次免疫的資料：正是由于二次免疫的特點，機體能在抗原侵入而尚未患病前就把它們消滅，有的抗原誘發的記憶細胞，能對抗原有終身記憶，像天花這類疾病，得過一次后就終身免疫。正常情況下，機體患過病以后，才能產生對這種疾病的免疫。并提出問題：如何才能在不患病的情況下，擁有對某種病原體的免疫？學生思考回答：注射疫苗。教師追問：注射疫苗為什么會產生對該疾病的免疫呢？疫苗的本質是什么？學生討論回答疫苗的作用機理及本質，教師評價并以舉例的形式介紹疫苗的分類，以及人工免疫和天然免疫的定義。

設計意圖：教師引導學生分析圖像，比較初次免疫和二次免疫過程，啟發學生主動學習，引導學生總結二次免疫的特點，培養學生的科學思維。學生通過疫苗機理及本質的探討，運用特異性免疫的原理解決生活中的問題，培養了分析問題、解決問題的能力。

6.2.3學習細胞免疫的過程

抗體不能進入宿主細胞，如果病毒侵入細胞內部，機體如何消滅病毒呢？這時需要T淋巴細胞參與的免疫過程。教師引導學生閱讀教材P26頁最后三段內容，參照學習單上體液免疫的概念模型，并在圖1中總結T淋巴細胞的免疫過程。學生討論，完成學習單內容并交流評價。教師總結并引出細胞免疫的概念，同時引導學生回憶抗原的定義，并進一步設問：除了被病毒侵染的細胞外，哪些細胞也可被細胞免疫清除？學生討論回答：癌變的細胞、移植到體內的異體組織細胞也可被細胞免疫清除。

設計意圖：教師引導學生歸納細胞免疫過程，建構細胞免疫的概念模型，培養學生提煉信息、總結信息的能力，通過問題的設置和引導，讓學生聯系已有知識萌發新的思考，加深對細胞免疫的理解。

6.2.4學習體液免疫和細胞免疫的聯系

教師指出：在特異性免疫中，不僅有T淋巴細胞和B淋巴細胞的參與，其他免疫細胞也起到了協助的作用。引導學生回憶在非特異性免疫中巨噬細胞的作用，展示資料1，設問：在特異性免疫反應中巨噬細胞又起到了什么作用？

資料1：2011年諾貝爾獎得主斯坦曼發現了免疫反應中的“哨兵”——體內一種樹突狀的巨噬細胞，能將其報告給特異性反應的始動者——T淋巴細胞，T細胞將調動所用其他免疫細胞發生反應，最終消滅入侵者。

學生討論回答：巨噬細胞可攝取處理抗原，并將抗原呈遞給T淋巴細胞，引發細胞免疫。教師補充：T淋巴細胞也可進一步激活B淋巴細胞，引發體液免疫。教師引導學生完善概念模型，并總結：體液免疫和細胞免疫之間是緊密聯系的。通過細胞免疫將靶細胞裂解，抗原暴露出來，體液免疫通過抗體將抗原殺死或促進巨噬細胞吞噬病原體。教師引導學生利用表格對比特異性免疫和非特異性免疫。教師總結：各種免疫反應相互配合，共同構成了復雜而完善的防衛體系，而一旦這個穩定的環境被打破，機體的健康就可能受到影響。

設計意圖：通過資料分析，教師引導學生歸納巨噬細胞在特異性免疫中的作用，促進學生自主完善概念模型。學生在此過程中學會運用建模的思維方法闡釋生命現象，認識體液免疫和細胞免疫間的聯系，通過對比特異性免疫和非特異性免疫，對免疫過程有整體的認識，有助于形成穩態與平衡的生命觀念。

6.3遷移運用，解決問題

教師展示學生預習過程中提出的問題，引導學生在掌握新課內容的基礎上思考：

①對于有些艾滋病患者而言，為什么簡單的病毒感染就可以致命？

②有時候感冒剛痊愈，為什么同桌感冒了，自己緊跟著又感冒了？

設計意圖：教師引導學生運用所學的知識，解決現實中的問題，有利于學生對知識點的遷移應用，創造性地解決問題，將已經內化了的知識外顯化、操作化。

6.4拓展新知，啟發探索

教師播放2018年諾貝爾生理學或醫學獎的視頻，介紹特異性免疫在腫瘤治療中的重要作用。學生觀看視頻，探討通過特異性免疫治療腫瘤的新方法。

設計意圖：學生通過對熱點知識的了解，認識到知識的學習是為了應用，認識復雜的免疫系統及其作用機制對疾病的治療和預防有很重要的意義，有利于樹立崇尚科學、關愛生命的意識。

7教學反思

本節課以疫苗為切入點，引出特異性免疫這個主題，打通書本世界和生活世界的界限，激發了學生的學習興趣。教師通過引導學生構建特異性免疫概念模型，設立問題串等方式，幫助學生更好地理解重要概念。生活中的事例可以促進學生感受知識與社會生活的關系，讓學生養成運用生物學思想和方法解釋現實生活中的現象、解決生活中問題的思維習慣。拓展諾貝爾獎等前沿知識可以啟發學生積極探索，促進深度學習，形成正確的生命觀念，樹立關注社會的責任意識。

深度學習是培養學生核心素養的重要途徑，也是解決當前學習淺層化、功利化等問題的迫切需要。驅動深度學習，需要教師理解深度學習的內涵，更新教學理論，改變教學方法，在教學實踐中能夠巧設情景，激發學生的學習興趣，關注學生的已有認知，建構新的知識框架，注重知識的遷移與應用，引導學生自主學習，合作學習，積極進行自我評價，從而促進學生生物學學科核心素養的發展。