聚焦熱點，提升生物學學科核心素養

陳宜

摘要 通過以教材中病毒與人體穩態兩部分知識為主題，以問題探究教學為主線，幫助學生建構專題復習知識網絡，并在新冠肺炎這個熱點情境下初步達到從生命觀念、科學思維、科學探究到社會責任層層遞進地培養學生生物學學科核心素養的目的。

關鍵詞 專題復習 聚焦熱點 核心素養

中圖分類號C633. 91

文獻標志碼B

生命觀念、科學探究、科學思維、社會責任是生物學學科核心素養的有機組成部分。以核心素養培育為宗旨的新課標提倡情境教學，通過創設與生產、生活、科研密切相關的真實情境，讓學生在情境分析中，開展探究活動，展開科學思維，領悟生命觀點，激發社會責任。在抗擊新冠肺炎疫情的中心城市武漢，筆者嘗試在專題復習課中，聯系熱點知識，培養學生的科學探究精神和科學思維能力，激發學生的家鄉情和愛國情，加強對學生的生命觀念教育和社會責任感教育。

1 教學思路

病毒的侵染是目前的社會熱點，人體的健康也是每個人每天都在關注的切身問題;人有生命力，病毒也有生命力。于是，“病毒PK人體穩態”非常自然地成為一節充滿生命力的專題復習課。選擇這樣一個高熱度的話題，不僅僅是對于課本知識的拓展，更重要的是彰顯了生物學科承載著培養公民科學素養之重任。那么，教師如何讓生物學學科核心素養在課堂上落地呢？具體的教學思路如圖1所示。

2 教學過程設計

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，國際病毒分類委員會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人體的健康造成了極大的威脅，現在更是以迅雷不及掩耳之勢席卷了全球。我國的《內經》中早就提出了非平衡穩態思想，也就是“穩態有序（生理）一失穩態無序（病理）”，人體達到了穩態，才能達到身體健康。那么，人體的穩態是如何保持的呢？

教師導入學習當新冠病毒入侵機體時，人體會產生一系列反應：發熱、咳嗽、發炎、乏力等。病毒與人體穩態的斗爭由來以久，這不僅僅是斗爭，更是一場戰爭。所謂“知已知彼、百戰不殆”。那么，在兩者的PK中，到底誰會勝利呢？今天我們就利用高中生物課本所學來預測，戰況將會如何？

.2 自主構建網絡，幫助學生建立生命觀

生命觀念是由眾多重要的生物學重要概念支撐的。教師給學生指定課題，請學生自行查閱課本知識，構建知識網絡。這個過程能夠讓學生加強對概念的理解，并將具有聯系的知識進行匯總，最后整理成圖解。教師可以重點考查學生的理解和運用概念的能力。

在本節課中，教師以“病毒和人體穩態”的PK之戰為主題，請學生在課前復習必修本教材中所有與之相關基礎知識，并以概念為核心詞，將相關內容進行整理。在課堂上，教師展示學生整理的小分支圖解，請學生以辯論的形式去陳述：病毒和人體穩態之戰，各自有哪些優勢？

學生經過討論，得出病毒具有的特點：結構簡單、成分單一（必修3的知識）;侵染能力強（必修2的知識）;遺傳信息能夠在宿主細胞內表達（必修2的知識）;易變異，不容易制作疫苗（必修2的知識）。同時，學生還得出人體穩態具有的特點：可以保持相對穩定的狀態（必修3的知識）;有多種調節機制（必修3的知識）。

最后，在學生激烈地辯論中達成共識。師生一起總結，共同完成專題知識網絡的構建（圖2）。在知識的整理、構建網絡、學生辯論的過程中，學生能加深對生命觀的理解，如病毒與其他生物之間進化與適應、穩態與平衡、結構與功能觀等。

2.3 鏈接熱點知識，提高學生科學思維能力

科學思維能力的考查也是高考的重點。對證據的選擇、分析和判斷是科學思維的結果，邏輯推理既是科學思維的過程，也是科學思維的要求。探究過程和方法以及探究過程中表現出來的邏輯推理能力，超越了學生所需要獲得的重要知識，是核心素養中關鍵能力的直接表現，必須在新的生物學高考中予以重視。

在知識網絡完成構建后，教師引導學生將辯論場轉移到高考考場，通過設問激發學生的探究欲：在高考戰場中，病毒與人體穩態之戰又將如何進行呢？教師將近幾年高考試題中考查病毒與人體穩態的試題進行匯總，教學生學會從題干中找尋信息，利用所學概念和原理去分析試題中涉及的知識點，幫助學生掌握病毒與穩態的相關知識，使學生更容易識別命題人的出題陷井，總結解題的方法。在這個過程中，學生主動參與、努力思考，并進行判斷和推理，培養了邏輯思維能力，訓練了科學思維能力。

（1）知識點鏈接-：SARS-CoV-2病毒的結構與功能。

①SARS-CoV-2病毒屬于生命系統的結構層次嗎？（不屬于，最基本的結構層次是細胞）

②SARS-CoV-2病毒有嚴整結構嗎？（雖然病毒結構簡單，但仍然具有嚴整結構）

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

（2）知識點鏈接二：SARS-CoV-2病毒的侵染。

①SARS-CoV-2病毒的侵染過程如何？

②與病毒增殖有關的中心法則是什么？

（3）知識點鏈接三：SARS-CoV-2病毒侵入人體后的免疫過程。

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

②免疫系統的監控和清除功能有哪些？（免疫系統具有監控和清除功能，肺細胞被冠狀病毒感染后，效應T細胞會與肺細胞結合，使細胞裂解死亡，即細胞凋亡）

（4）知識點鏈接四：SARS-CoV-2病毒疫苗的制備。

①制備疫苗的目的？（形成記憶細胞，使機體迅速增殖分化為漿細胞和效應T細胞）

②用減活病毒和滅活病毒制備疫苗的區別？（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，在體內作用時間長，只需要接種一次，即可產生穩固的免疫力）

通過問題串的形式，教師引導學生在熱點SARS-CoV-2病毒的社會情境下，聯系課本上相關的知識點，大膽分析熱點知識，分析SARS- CoV-2病毒與人體穩態方面的知識點聯系。

2.4 構建情境試題，培養學生科學探究能力

高考試題需要創設一定的情境，讓學生在情境中表現自己的真實水平。一般簡單的情境達不到檢測目的，因此，需要設置相對真實的情境。情境越真實越能反映學生的核心素養水平，情境可來源于科學技術與社會的聯系，可來源于科學研究的過程和成果，可來源于真實的現實生活。在真實情境中考核學生的生物學學科核心素養，會成為高考命題的重要方向。教師設計真實的問題情境，教會學生應用所學的概念與原理進行判斷與推理，運用于解題來考查生物學核心素養。

筆者發現若干知識點出現頻率是比較高的，如病毒結構和生活方式、病毒侵染細胞的方式、病毒的遺傳信息的表達、穩態調節的方式、實驗分析能力的運用等。因此，教師可以創設新型冠狀病毒的新情境，引導學生運用類比推理法，去探究如何解決與新型冠狀病毒有關的問題。例如，該怎樣制備新冠病毒的疫苗？人們該如何在生活中預防病毒呢？在課堂中，教師利用問題，激發學生的探究欲望，促進學生自主探究、自主表達，從而達到鞏固基礎知識、提高科學探究能力的目的。

新冠肺炎是由SARS-CoV-2病毒引起的，對人類健康造成了極大危害，請回答下列有關問題：

（1）將病毒的核酸進行徹底水解，能得到的成分有____。

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

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

（4）若想確定該病毒的類型是DNA還是RNA，請寫出利用放射性同位素標記的方法進行探究實驗的實驗思路;還可利用哪些方法進行探究實驗，寫出簡單的思路即可____。

解析：前兩小題涉及課本必修1的知識點，第三小題是必修3的免疫章節內容，而第四小題是開放性命題，需要綜合利用高中生物知識來回答。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病毒能和細胞膜上的受體結合，體現了細胞膜的信息傳遞功能。病毒入侵機體細胞，需要體液免疫和細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的區別及同位素標記法在實驗中的應用。在實驗設計中要確定自變量和因變量，還要控制好無關變量。選好材料設置兩組實驗：將宿主細胞放在含有放射性標記尿嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性（甲組）;將宿主細胞放在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養基中，之后接種新病毒（乙組）。培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。還可以使用必修1中所學方法回答此題，如用甲基綠吡羅紅染色劑進行鑒定，用酶解法去探究DNA和RNA的成分等。

教師設置新情境試題，充分發揮學生想象力，引導學生聯系所學課本知識，實現培養學生的科學思維方法和科學探究能力的目的。

2.5 聯系社會實際，激發學生的社會責任感

生物學科承載著培養公民科學素養之重任。學生在分析病毒與人體穩態的戰爭中，已經認識到了病毒對人類發起了各種挑戰，人類也要想辦法對抗病毒。醫護工作者無畏生死，用生命在努力戰斗。每個人唯有加強個人防護，注意佩戴口罩、勤洗手，不隨地吐痰，加強鍛煉。規律作息，才能為這場戰爭的最后勝利貢獻自己的力量。在生物學課堂中，教師通過分析具體事例，加強學生的社會責任感，也對學生將來的職業導向有一定的指導作用。

3 教學反思

本節課中，教師聯系熱點知識，使學生感同身受，更容易引起學生的情感共鳴。以問題為導向讓學生全方位認識病毒與穩態相關的知識點，通過辯論讓學生主動構建起完整的知識框架，以當堂模擬試題分析幫助學生找到答題規律，進行情境實驗分析，從而培養學生的生命觀念、科學思維、探究能力、社會責任感，實現核心素養的四個層面相互關聯、層層遞進，比較好地踐行了新課標理念。

本節課雖然重視了學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任的生物學學科培養，但是生物學學科核心素養的培養并不是哪一節課能夠完成的，而是在平時的各個教學環節中運用多種教學方法去持續滲透。如何在高中生物教學中，真正完成學科教育模式和學習方式的根本變革，真正完成學生核心素養的培養，還需要進一步研究和努力。

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