應用中感悟知識的價值
——以“關于流感那些事”初三復習課教學設計為例

呂 旺 （北京市第十八中學 北京 100067）

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》提出“力求更注重學生的發展和社會的需求，更多地反映生物科學和生物技術的最新進展，更關注學生已有的生活經驗，更強調學生的主動學習”。期望學生能在社會生活和個人決策的過程中運用生物學知識，逐步培養處理信息、分析和解決問題及合作交流的能力，藉此體現“面向全體學生、提高生物科學素養、倡導探究性學習”三大課程基本理念。北京中考考試說明要求學生“理解知識內容間的內在聯系，并能在較復雜的情境中綜合運用”。二者均體現了“知識價值的思考”。在教學中，學生應用知識解決實際問題，才能真正達到學以致用的目的。

本節復習課授課時間為4月初，屬于初三第2 輪復習的內容，課程設計指向于真實情境中解決實際問題，引導學生對于“流感”患者的診療過程展開分析和討論，調用已有知識解決真實問題，而不是單純的解題。在解決實際問題的過程中實現向核心概念逐步趨向，形成具有邏輯內聚力的生物學知識體系，基于生物學科的課程價值，提高課堂教學的有效性。此外，本課涉及一些醫學知識，教師在授課前需對基礎醫學知識進行準備。

1 教學背景分析

1.1 教學內容分析 北京各區縣初中階段使用教材版本不同，因此初三復習主要依據為《義務教育生物學課程標準（2011年版）》及《北京市高級中等學校招生考試考試說明（2018年）》，考試內容主要包括知識內容的9 個主題和實驗內容的2個類型實驗。二輪復習不僅訓練學生解題能力，更側重培養學生綜合運用知識、科學思維及解決實際問題的能力，關注學生實際獲得，體認生物學學習的價值。因此，一個能聯系多個知識點、具有一定思維價值且有情感的真實情境在這一階段的復習課教學設計中顯得尤為必要。

1.2 學情分析 通過一輪復習，學生初步形成了基于9 個知識主題構建的概念體系，對每個主題下的知識點較為熟悉。但綜合運用多個主題知識分析和解決實際問題的能力尚待提高，知識結構需要進一步優化。因此第2 輪復習力求達到提升學生理性思維能力，構建具有一定邏輯的生物學知識體系，進而形成生物學觀點的目的。

2 教學目標

1）知識目標：通過閱讀病例等資料，引導學生從結構與功能相適應的視角，辨認生物體的結構層次，理解循環、呼吸系統的組成和功能；從人體穩態和平衡的角度，回顧免疫知識，說明預防傳染病的途徑。

2）能力目標：能從病例等資料中獲取、處理生物學數據，并用文字、圖形解釋分析生命現象；運用生物學知識整合病例及背景資料提供的信息，解決生活中的實際問題。

3）情感態度價值觀目標：認同珍愛生命、健康生活的重要意義；關注計劃免疫，提升社會責任感。

3 教學重點和難點

1）重點：從病例等資料中獲取、處理生物學數據，并用文字、圖形和相關的生物學原理解釋生命現象。

2）難點：綜合運用相關主題下的生物學知識，提取學案病例和背景資料中的信息，解決生活中的實際問題。

4 教學過程

4.1 創設情境 教師播放2017—2018年世界各地流感疫情的相關新聞報道，使學生了解本次流感的基本情況，認識到流感是一個全球性問題，激發學生學習興趣，啟動學習過程。教師通過講述“鄰居李大爺在冬天出現了咳嗽、流涕等癥狀”，將學生快速帶入熟悉的生活情境，提供醫院科室簡介并提出問題：李大爺應去哪個科室就診？學生運用所學知識并聯系實際生活經驗，幫助李大爺選擇呼吸內科就診。

4.2 案例分析

4.2.1 關聯知識 教師出示醫生對李大爺的問診記錄：患者李某，男，60 歲。2017年12月28日勞累著涼后出現咳嗽、咽痛、流涕，并伴隨輕度頭痛、全身肌肉酸痛等癥狀。2017年12月29日出現發熱癥狀，體溫38℃，并伴有畏寒癥狀。2017年12月31日患者持續發熱，體溫最高38.5℃，伴呼吸困難，呼吸頻率加快等癥狀。提問：李大爺的癥狀與人體的哪些系統有關？依據是什么？學生基于問診記錄內容并結合所學知識，判斷李大爺的癥狀與呼吸系統、神經系統、運動系統有關。以此聯系生活實際及已有知識，快速進入學習狀態，關聯復習知識點。

4.2.2 獲取、處理信息 教師引導學生對李大爺的部分檢查結果（表1）進行分析，提出問題：此部分異常數據主要是什么？你的判斷依據是什么？學生通過與正常值進行對比后，比較容易發現李大爺體溫、呼吸頻率高，肺部濕啰音，教師提出這些異常結果需要進一步結合胸片進行分析，并引導學生結合表1補充說明【1】和【2】，對圖1中2 張胸部X 光片進行區分，找出患者胸片并嘗試進行簡單解釋。

表1 檢查結果表（部分）

圖1 胸部X 光片

學生通過觀察、分析X 光片及補充說明后回答：圖1中的右圖是李大爺的胸片。因為正常人的肺部密度低X 光片顯示為黑色，李大爺X 光片大部分為白色，密度過高。教師進一步解釋：李大爺肺部感染后，肺泡壁和毛細血管管壁的通透性改變，導致肺泡和支氣管內液體增加，使肺部密度增加，反映在X 光片上就是大面積白色，醫學上稱為“大白肺”。學生讀取表1血常規檢驗結果及補充說明【3】，思考問題：從化驗單中能看出李大爺身體出現了什么問題？血常規檢查涉及到人體哪個層次？學生通過分析對比可發現淋巴細胞計數及百分比降低，中性粒細胞計數比率較高，得出李大爺免疫力較低的結論。血常規檢查中不同血細胞數據涉及細胞層面，送檢血液是結締組織。學生嘗試運用已有知識對患者的醫學檢查結果進行分析、判斷，提高在真實情境中獲取和處理信息的能力，突出本節課教學重點并充分關注生物學科的生活價值。

學生讀取表1中李大爺支氣管鏡和血氧飽和度檢查結果，教師提問：什么原因造成支氣管鏡檢查發現支氣管粘膜充血、腫脹？學生結合之前X影像分析思考后可得出：因為支氣管感染，導致支氣管粘膜透過了較多的液體從而出現上述異常這一結論。教師追問：動脈血氧飽和度過低又是什么原因造成的？學生結合血常規檢查結果及補充說明【4】分析后可初步得出“肺結構的改變造成氣體交換功能喪失”這一結論。教師引導學生復習血液中運送氧氣的主要成分并回顧血液循環系統、呼吸系統、神經系統等配合完成氧氣運輸的過程，肯定 “肺結構的改變造成氣體交換功能喪失導致血氧飽和度降低”這一結論。通過上述分析，在回顧肺的結構功能關系和氧氣運輸原理的過程中，滲透結構與功能觀，幫助學生理解生物體各個層次之間的密切聯系，認同人體是一個統一的整體這一觀點。

在利用已有知識對患者的醫學檢查結果進行分析、推理、判斷、解釋的過程中，學生從病例資料中獲取和處理信息并進行科學解釋的能力得到提升，突出本節課的重點，充分關注生物學科的生活價值。

4.2.3 醫學檢測 教師簡單介紹鼻咽拭子檢測流感病毒這一技術手段，聯系生活實際。學生讀取表1中鼻咽拭子和支氣管提取物的病原學檢查，可確診李大爺感染了甲型流感病毒，教師借此引導學生回顧病毒的主要結構特點：由遺傳物質及蛋白質外殼構成，沒有細胞結構。復習病毒結構同時關注生物快速檢測技術的醫學應用。

4.3 科學的決策 確診后李大爺需要轉院治療，通過分析、討論轉院過程中其能否步行這一問題，學生運用呼吸系統、運動系統及呼吸作用相關知識，可得出“步行消耗更多氧氣而李大爺肺部感染獲取氧氣能力下降，因此不宜步行”這一結論。教師追問：運動需要消耗氧氣，最終是在哪里以什么形式消耗氧氣？目的是什么？引導學生復習呼吸作用發生場所是全身組織細胞，目的是產生生命活動所需能量。作出“李大爺能否行走需要進行科學評估，如果血氧飽和度持續下降，應該用擔架對病人進行轉院”的科學決策。幫助學生理解呼吸、呼吸系統與呼吸作用之間的關系，體認結構與功能觀，并關注生活決策。

4.4 關注技術應用 在治療過程中，李大爺病情惡化，動脈血氧飽和度持續下降，學生根據已有經驗提出維持李大爺血氧含量的幾種手段，教師將其歸納、補充為肺功能輕、中、重度受損3 個階段的維生手段，并介紹醫生為了挽救肺功能喪失的李大爺，采取了呼吸科最后的搶救手段——ECMO（體外膜肺氧合）這一技術，過渡進入醫療支持環節。

4.5 醫療支持 教師出示ECMO 臨床應用示意圖（圖2），簡單介紹設備工作原理及適用病癥：ECMO將人體內的靜脈血引出體外，經過特殊材質人工心肺旁路交換氣體后注入病人動脈或靜脈血管，維持人體臟器組織供氧，起到部分心肺替代作用。設備主要由血管內插管、連接管、動力泵（人工心臟）、氧合器（人工肺）、供氧管及監測系統組成。提出問題：方框內應該填寫的設備名稱是什么？起什么作用？ECMO 可替代什么系統的功能？

圖2 ECMO 系統結構示意圖

圖3 人體血液循環示意圖

圖4 V-V 轉流模式

學生結合呼吸及血液循環相關知識對ECMO系統的工作原理進行解讀，理解其主要作用是在病人心肺功喪失殆盡的情況下,利用設備替代人體受損器官的生理功能。從而判斷空缺設備為氧合器，起到氣體交換的作用，可替代肺進行氣體交換。動力泵替代心臟為血液循環提供動力，恢復部分呼吸及循環系統功能。教師出示圖3人體血液循環示意圖，要求學生用箭頭繪出體循環及肺循環路徑，利用上述2 個問題復習呼吸及血液循環系統相關知識點，訓練學生在新情境中閱讀資料、提取信息的能力，幫助學生“搭臺階”為后面教學難點的突破“熱身”。

教師介紹圖4中靜脈-靜脈（V-V）轉流模式下血液由上、下腔靜脈流出，通過動力泵和氧合器后變為動脈血，經肺靜脈進入心臟。提出問題：此時ECMO 替代了什么器官？相當于替代了什么循環路徑？學生回憶肺循環知識后可說出替代了肺和肺循環。教師帶領分析V-V 轉流模式后，安排學生分析V-A 轉流模式，討論并回答問題：靜脈-動脈（V-A）轉流模式，循環的途徑是什么？適用于什么情況？學生回顧體循環知識后可說出：V-A轉流模式就是當這個病人心臟喪失功能時，系統繞過右心房、右心室及左心房，通過上、下腔靜脈連通人工肺進行氣體交換，攜氧后直接注入主動脈進入體循環，代替肺和心臟的工作，適用于肺和心臟同時出現嚴重功能障礙的情況。

教師再次提問：此設備在V-V 模式上做出什么調整即可實現V-A 模式？學生對比體循環、肺循環與血液循環系統的路徑差異后可回答：第1個調整點是將回流管道從肺靜脈移到主動脈（圖5），第2 個調整是提高動力泵轉數代替心臟功能。運用“STS 教學策略”以設備原理解讀，促進學生遷移相關知識，圍繞解決現實生活中面臨的實際問題展開教學活動，面對新情境下的新問題，通過“階梯式”的問題設置突破難點，建立概念間聯系，提升學生的生物學素養。

圖5 V-A 轉流模式

4.6 提升認識

4.6.1 傳染病預防 教師介紹流感是一種十分古老的傳染病。100年前西班牙流感席卷全球，最終導致全世界5%的人口死亡，流感發病率高且易導致嚴重并發癥。提出問題：該如何預防流感？學生基于生活經驗及已有知識基本可說出大部分的預防手段，隨后教師將其歸類總結，完成傳染病流行環節及預防措施知識復習。

教師提出問題：重癥流感主要發生在老年人、年幼兒童、孕產婦、肥胖人群和有慢性基礎疾病患者中，為什么他們更加危險？作為中學生應該如何積極應對？學生討論后得出健康的生活方式可降低患重癥流感風險。從維持人體生命活動協調和統一的角度，說明預防傳染病的途徑，認同健康生活的重要意義。

4.6.2 社會責任 教師出示2016年和2017年2年北方省份流感樣病例檢查結果圖（圖6），提出問題：流感具有什么特點？學生分析得出流感具有季節性、流行性和傳染性的特點。教師追問：柱狀圖中不同顏色代表不同種類病毒引起的流感病例，為什么有人接種了流感疫苗但仍患流感？學生結合之前新聞內容作出每年流行的流感病毒種類不同這一判斷。教師提出問題：既然疫苗不能全面覆蓋每年的流感病毒類型，是否還有必要接種流感疫苗？并以“握手模擬流感傳染”的小活動，幫助學生了解無論從個人角度和社會角度注射疫苗的重要性。培養學生提取和分析圖表中的相關數據，合理推測，并能進行科學解釋的能力，關注計劃免疫，提升社會責任感。

圖6 北方省份流感樣病例檢查結果［8］

5 構建體系

教師講述并板書本節課的知識圖（圖7）：從一則真實的流感案例入手，重新認識了生物體的結構層次，細胞、器官受到病毒的攻擊都可能帶來系統功能的改變，進而導致機體的障礙。借此也可體會人體具有層次性，是統一的整體。健壯的體魄、健康的生活方式、有效的疫苗注射都可能會使人們在這場病毒的劫難中幸免，預防大于治療。只有增強機體免疫能力，采用合理的就醫、用藥等措施，才能維持機體相對穩定的狀態。體認人既具有層次性又具有統一性，關注人的健康生活。

圖7 本節課板書設計

6 教學反思

本節課用真實的社會問題“流感”病人診治為主線貫穿多個主題，將不同板塊的內容進行有機融合，通過真實情境中解決實際問題進行二輪復習。重視學生實際獲得，不只培養解題能力，更注重培養解決問題的能力，樹立正確的人生觀，基于生物學科課程價值，提高教學的有效性。

1）通過分析醫療數據培養學生理性思維。本節課以流感病人診治過程中的系列檢查報告為資料，培養學生從病歷文本、圖像中獲取和處理信息的能力，結合分析歷年流感相關圖表及檢驗結果培養學生簡單解釋、分析數據、合理推理的能力，以及思維能力，解決生活中的實際問題，從而達成教學目標。

2）通過在真實情境中解決實際問題培養學生能力，形成具有邏輯內聚力的生物學知識體系。以通過分析、解決患者在病程中遇到的實際問題，培養學生的探究能力。在解決問題的過程中完成知識復習，建立具有邏輯內聚力的生物學知識體系。

3）以個人醫療決策為切入點，提升學生的社會責任感。學生在診治過程中結合已有生物學知識及補充資料作出相應決策，并思考不同決策產生的不同結果，從而認同珍愛生命、健康生活的重要意義，提升學生社會責任。