基于真實情境的高三微專題復習教學
——以“新冠疫苗”復習課為例

劉 萍 曾 華

（福州屏東中學，福建 福州 350001）

《普通高中生物課程標準（2017 年版2020 修訂）》強調“有效的教學情境能夠激發學生的好奇心和求知欲，點燃學習熱情，使學生形成良好的求知心理，從而使學生主動參與知識的探索發現及認識過程，體驗學習的樂趣”。［1］高三二輪復習時，學生一般已掌握高中階段生物學知識及原理，此時應放手讓學生利用所學知識去認識和分析現實問題，不僅對復習起到良性的促進作用，而且能彰顯高中生物學課程的育人價值。筆者嘗試以“新冠疫苗”復習教學為例，探討基于真實問題情境的高三微專題復習策略。

一、應用真實情境開展高三微專題復習教學

雖然新冠疫情來勢兇猛，但隨著現代生物科學技術的發展，從核酸的測序、檢測試劑，到疫苗的研發，人類已有一定的應對技術和策略。高三學生已學習有關人體免疫結構及功能的知識，具備的一定的信息處理能力，有必要應用微專題復習方式，以新冠疫苗這個熱點話題為線索設計、實施基于真實學習情境的高三二輪復習教學，促進學生深入地了解這場人與新冠病毒之戰的重要武器——疫苗及其作用。

（一）以“新冠肺炎的診斷”創設復習情境

提供資料：“實時熒光定量RT—PCR”是新冠疫情防控的一把利刃，通常在l-2h 內即可得到檢測結果。TaqMan 探針是實時熒光定量RT—PCR 技術中一種常用探針，其5’末端連接熒光基團（R），3’末端連接淬滅劑（Q）。當探針完整時，R 發出的熒光信號被Q 吸收而不發熒光（如圖1）（該資料選自2021 屆江蘇省南通市海安市高三上學期期末學業質量監測生物試題）。

圖1 實時熒光定量RT-PCR 法原理

利用這則資料設計情境1：（1）在RT-PCR 技術的快速檢測試劑盒中除了加入提取的病毒RNA、緩沖液外，還要加入哪些物質?（2）反應體系中熒光信號強度會受到哪些因素的影響？（3）雖然熒光RT—PCR 是當前被廣泛認可的檢測手段之一，但不斷有“假陰性”現象報道。試分析“假陰性”的可能原因。

設計意圖：帶領學生從熟悉的生活情境入手，在教師的層層設問下，先回顧已學的逆轉錄和PCR 技術的知識，“抽絲剝繭”地解讀圖片和文字信息，自主完成探究任務，進而解釋現實生活中核酸檢測出現假陰性的現象。

設計情境2：為控制跨境傳播，我國駐多國大使館先后發布通知，赴華人員需要提供新冠病毒核酸檢測及血清抗體檢測的雙陰性證明。

展示真實的新冠肺炎血清抗體檢測的結果報告單，并對兩種抗體IgM 和IgG 進行解讀：IgM 抗體產生早，但維持時間短，消失快，作為近期感染指標。IgG抗體產生晚，維持時間長，消失慢，可作為遠期感染指標。設問：IgG 抗體檢測陽性能否確診為新冠患者？并提供流調報告案例，要求學生嘗試對該流調案例檢測結果進行解釋。

設計意圖：“赴華人員的雙陰性證明”案例在這里起到承上啟下作用，引入血清抗體的檢測，而真實疫情流調案例能激疑啟思，多次核酸檢測陰性且抗體檢測也陰性的情況下，為何多日后又測出核酸陽性？使得學生在已有知識基礎上，分析新的信息，得出這既與檢測方法的敏感性有關，又與抗體的發生是體內免疫過程的產物，具有延后性有關。

（二）以“疫苗的作用機理”創設復習情境

設計學生活動1：構建體液免疫和細胞免疫的物理模型。（1）疫苗的作用機理是什么？（2）疫苗必須包含一個完整的病原體嗎？（3）研發疫苗中，抗原決定簇可以通過哪些途徑獲得？

設計意圖：以生動的體液免疫和細胞免疫物理模型，幫助學生復習特異性免疫過程，免疫功能建立在免疫細胞對抗原信號的識別和響應的基礎上，通過信號密切聯系發揮調節作用［2］，而疫苗的機理即是模仿最初的信號源，留下抗體和記憶細胞。

（三）以“疫苗的研發路線”創設復習情境

以圖片和視頻方式展示新冠疫苗的滅活疫苗、亞單位疫苗、腺病毒載體疫苗、核酸疫苗和減毒流感病毒載體疫苗等5 條技術路線。針對每條技術路線設計疫苗研發及注射等問題情境。

（1）科興疫苗（滅活疫苗）為什么要打兩針？為什么兩針之間的間隔是兩周到四周，過短或過長有什么問題？（2）對于腺病毒載體疫苗，如何對載體進行修飾讓它無毒？為何“預存免疫”會導致疫苗失效？（3）對于mRNA 疫苗，mRNA 的易降解性和導入細胞兩大難關，你有哪些可行的解決思路？為什么mRNA 疫苗要超低溫保存？（4）接種多種疫苗很麻煩，如果設計一種用來預防多種疾病的疫苗，這種想法可行嗎？（5）目前科學家已致力于開發多聯疫苗，對此你認為更有開發潛力的是哪種類型疫苗？并說明理由。

設計意圖：疫苗制備過程復雜，從中挖掘有趣且實用的問題，讓學生溫故知新，并得到思維能力的鍛煉。如滅活疫苗兩針劑間時間的限制，引導學生從二次免疫的效力及兩針劑的相互影響方面思考問題，理解疫苗使用的科學依據。對于mRNA 疫苗的導入細胞和易降解性兩大難關，具有挑戰性可以激發學生的熱情，引導學生聯系脂質人工膜技術和酶的專一性，創造性地解決問題，同時脂質納米顆粒的使用也解釋了mRNA 疫苗為何要超低溫保存。學生將所學應用于解釋生活真實問題、解決有關生物技術問題，深刻體驗生物學知識的教育價值。

（四）以“疫苗的安全性及有效性檢測”創設復習情境

設計情境1：陳薇院士團隊的復制缺陷重組腺病毒疫苗的特異性免疫反應及其保護效果（圖2），分析下列數據可以得出哪些結論？（資料選自福建省部分地市2021 屆高三畢業班質量檢測生物試題第20 題。）

圖2 復制缺陷重組腺病毒疫苗的特異性免疫反應及其保護效果

設計意圖：疫苗為人類提供安全有效的保護，必須經過大量復雜的試驗，引導學生分析陳薇院士團隊的實驗數據，既鍛煉學生解讀數據的能力，也讓學生了解疫苗的安全性和有效性需要多方面、多角度的、嚴謹詳實的實驗數據支持，疫苗必須經得起科學檢驗。

設計情境2：請根據表1、表2 數據，比較分析科興疫苗III 期臨床試驗數據的變化及相關問題。

表1 來自巴西6 個州自愿報名的醫護人員Ⅲ期實驗結果

表2 來自土耳其18-59 歲志愿者的Ⅲ期實驗結果

（1）在參加臨床試驗的志愿者條件中都有無新冠肺炎感染史，為什么？

（2）分析科興疫苗在不同國家Ⅲ期臨床試驗中展現出的巨大差異的原因。

（3）為什么III 期臨床試驗要在國外完成？

設計意圖：解讀疫苗的三期臨床試驗要求進行隨機、盲法、安慰劑等對照設計，幫助學生了解疫苗研發是如何排除主觀因素干擾，提高研究結果的可信度。并利用疫苗研發數據創設三個問題情境，問題1“對志愿者要求無新冠肺炎感染史”，學生容易從感染者再注射疫苗屬二次免疫對試驗產生干擾進行解答。但對問題2，科興疫苗的兩組數據不同的解釋，則要求學生應用比較分析方法進行深入思考，兩者不同之處，在于志愿者人群的特征不同，醫護人員因工作環境屬于高危人群，導致科興早期疫苗效力數據偏低。對這兩個問題的解答可以讓學生體驗科學試驗的嚴謹與求實。第三個問題是因為三期臨床試驗目的是要驗證疫苗有效性，必須要讓接種過疫苗的人有機會暴露在病毒之下，才能確定疫苗是否有效，而我國防疫效果顯著無法提供相應環境，對這個問題的思考解答可以讓學生體驗我國在防疫工作上所做的努力。

（五）以“群體免疫的建立”創設復習情境

創設問題情境：如果以科興疫苗的有效率達到83.5%，接種率至少要達到多少才能符合群體免疫？打完新冠疫苗為什么仍要戴好口罩？

設計意圖：群體免疫在新冠疫情期間是高頻詞，借助群體免疫動態示意圖、概念解讀及數據計算，幫助學生理解群體免疫概念，理性地認識注射疫苗不僅是對自己的保護，也是對身邊其他人健康的負責，樹立社會責任意識與個人擔當。

二、基于真實情境的微專題復習教學反思

（一）以真實情境設計微專題復習

微專題是圍繞復習的重點、關鍵點而設計的，利用具有密切相關的知識或方法形成專項復習。［3］以核酸檢測技術、血清抗體檢測技術應用和疫苗的研發等為時間線，以對人體自然免疫及疫苗機理等認識為邏輯線設計本節“新冠疫苗”復習教學，構建循序漸進、富有邏輯性的復習情境，促進書本知識與生活實際的聯系，有助于學生從資料中獲取信息，在分析中深入理解，從而實現知識的重構和完善，達成復習教學目標。

（二）解決真實情境中的問題，實施微專題復習

“新冠疫苗”復習課的諸多問題情境設計源自人類與疫情之戰中民眾的疑惑，如“為何核酸和抗體的檢測會有假陰性的出現？為什么有的疫苗要打兩針，間隔的時間限制又是什么原因？中美疫苗之爭中，疫苗的技術路線有何不同？疫苗的安全性、有效性如何確認？為何鐘南山院士要號召民眾注射疫苗？”等等。以此激發學生的求知欲，綜合應用已學的PCR 技術、基因工程技術及特異性免疫等知識，分析問題、解決問題，理解我國戰勝疫情的手段及策略，提高分析、綜合、評價和創造的高階思維能力，發展生物學學科核心素養。

（三）以真實情境體現生物學重要概念，發展學科核心素養

“新冠疫苗”復習課以“新冠疫苗”這一社會熱點創設真實的復習情境，將生物學重要概念、大概念蘊含于問題情境之中，鍛煉學生遷移運用知識的能力。新情境下問題的復雜性和豐富性，提高了復習的挑戰性和趣味性，促進學生利用生物學重要概念、生物學思想觀點方法解決不同情境中的問題，有利于學生提高復習效率，發展科學思維能力與科學探究能力，學會對生物學社會性問題作出理性解釋和判斷。

在高三生物學復習教學中創設真實情境開展微專題復習，促進學生在解決現實問題過程中，檢驗知識理解與方法應用程度，進一步內化生物學重要概念，建立系統化、結構化的高中生物學知識體系，更好地適應新課程、新高考改革要求。