余淦莉 鄒漩璇 李楚華 李德紅



摘要 采用我國推進的初中適齡女生免費接種 HPV 疫苗這一社會熱點為情境,運用“一境到底”的形式將情境貫穿于初中生物“免疫與計劃免疫”的教學活動。通過運用問題驅動和支架式教學策略,引導學生基于事實和證據,逐步構建人體的免疫調節概念模型,促進學生生命觀念、科學思維和態度責任的發展,落實核心素養。
關鍵詞社會熱點 情境創設 教學模型建構 核心素養
中圖分類號 G633.91????????????? 文獻標志碼 B
情境創設教學是指在教學過程中,通過創設與學生生活實際相聯系的情境,激發學生已有的前科學概念,引起學生形成認知沖突,吸引學生主動探索,進而促進學生核心素養的發展。《義務教育生物學課程標準(2022版)》(以下簡稱“課程標準”)指出教師在教學過程中要圍繞教學目標和教學內容,聯系學生的個人經歷、社會生活和生產實踐創設真實情境,鼓勵學生通過觀察、思考并結合已有的知識經驗提出可能性的解釋,并且要重視基于具體事例滲透科學、技術和社會相互關系的教育,引導學生關注和參與社會性科學議題的討論。然而,在現實教學中,部分教學情境的創設往往存在標簽化、碎片化、表面化和庸俗化等問題。
目前,WHO 和我國《子宮頸癌綜合防控指南》都建議將13-15歲的女孩作為 HPV 疫苗的首要接種對象,該階段的女孩還未進入性活躍期且免疫應答水平高,接種疫苗產生的保護效力最好。國家當前也正在推行初中階段女生免費接種二價 HPV 疫苗的項目。而據調查數據顯示,年齡10-14歲的女生關于HPV疫苗的知曉率僅有23.8%。故而在初中生物課堂對首要接種目標進行 HPV及其疫苗相關知識的滲透是非常有意義的。
針對上述存在的問題以及課程標準的要求,本教學設計以人教版初中生物學“免疫與計劃免疫”為例,基于國家衛健委發布的“關于推進二價HPV疫苗免費接種”這一社會熱點創設情境,以問題鏈的形式將情境貫穿于整個教學過程中:將HPV疫苗與免疫調節結合起來設計教學的邏輯框架,引導學生逐步建構人體三道防線的免疫調節概念模型;分析免疫學知識在疫苗中的運用,了解 HPV 的傳播途徑和預防措施,養成健康生活的態度和行為習慣,潛移默化地提高學生對 HPV疫苗安全性的認同感和接種意愿。
1 教材分析及教學思路
本教學設計的內容選自人教版八年級下冊第八單元第一章第二節“免疫與計劃免疫”。內容對應課程標準的大概念6“人體健康受傳染病、心血管疾病、癌癥及外部傷害的威脅,良好的生活習慣和醫療措施是健康的重要保障”中的兩個重要概念“6.1人體具有免疫功能,通過計劃免疫等措施能夠預防傳染病”和“6.2生活習慣與行為選擇能夠影響人體健康”??梢詮拇挝桓拍睢?.1.1人體能夠通過特異性和非特異性免疫抵抗病原微生物的侵染”、“6.1.5接種疫苗能夠提高人體對特定傳染病的免疫力”、“6.2.2良好的生活習慣和醫療措施是健康的重要保障”三個方面來闡述。三個次位概念對應本教學設計的三個主問題,形成教學活動的主線。本教學設計主要側重培養學生生命觀念中的“結構與功能觀”和“穩態與平衡觀”、發展學生的科學思維和增強學生的態度責任。
本節課的授課對象是初二學生,該階段學生的抽象思維能力較差,歸納概括能力不足。而本節課如“抗原”“抗體”等新的概念較多且抽象,對于該階段的學生來說不易理解。因此,教師在課上采用播放動畫、類比等方法可更好地幫助學生將抽象名詞具體化。在構建概念模型上,本節課“免疫的三道防線”構建思路是明晰的,但其余知識點過于零散不利于學生構建結構性知識框架,如“免疫系統”“過敏反應”“免疫系統功能”等。因此,本教學設計以核心素養為宗旨,以大概念為統領,通過“大概念-重要概念-次位概念”的方式組織課程內容,通過HPV 的情境創設,以問題鏈的形式“一境到底”將知識點進行串聯,設置核心問題,解構出若干子問題。最終構建免疫調節的完整概念圖,并在教學過程中引導學生逐步形成概念體系,促進學生核心素養的發展(圖1)。
2 教學目標
基于課程標準的要求,結合學生認知發展的特點,制定了以下教學目標:
(1)通過分析 HPV 入侵時機體應答異常會導致宮頸癌的這一具體事例,初步形成穩態與平衡觀;運用角色扮演、小組合作討論等課堂活動,分析、歸納、構建人體三道防線的免疫調節概念模型,形成結構與功能相適應的生命觀念。
(2)運用演繹與推理、抽象與具體、歸納與概括等思維方法,引導學生從分子水平、細胞水平、器官水平三方面總結免疫系統的構成,闡釋生物體的一般規律,并通過類比的方法區分特異性免疫和非特異性免疫,發展科學思維。
(3)通過了解HPV 的傳播途徑,關注身體內外因素對健康的影響,認同HPV疫苗的有效性和國家有關政策,從而積極配合國家疫苗接種,為健康中國助力。并能運用所學知識辨別與 HPV 有關的網絡信息的科學性和可靠性,作出合理判斷,提高解決社會生活問題的責任擔當,樹立健康的生活態度。
3 教學過程
3.1創設現實情境,激發學生興趣
教師首先向學生播放“國家在多省份試點推行免費二價 HPV 疫苗的適齡女生接種項目”的新聞,提出問題“國家為什么要給適齡女生免費接種 HPV 疫苗? HPV是什么?”
接著展示并介紹 HPV 的分型及其引起的疾病種類(表1),結合我國2020年宮頸癌患者統計的相關數據(資料1),解釋 HPV 是一種病毒,引起的疾病中宮頸癌是關系最密切且最嚴重的疾病。繼而提出問題:以宮頸癌為例,機體只能任由其發展為癌癥嗎?如果沒有任何防御機制,80%的女性都感染過 HPV,可宮頸癌患者并沒有這么多,這是為什么?教師引導學生思考并得出機體對 HPV 可以做出防御反應的結論。
教師引出提出核心問題一:機體是如何防御HPV 的?
資料1:人乳頭狀瘤病毒(Human Papillomavirus, HPV)是一種個體微小、無包膜結構的雙鏈DNA病毒,有100多種亞型。感染途徑主要通過性傳播,極少數可通過母嬰傳播。HPV感染可以導致多種疾病,其中與宮頸癌聯系最為緊密。2020年中國宮頸癌新發病例近11萬,占全球發病率的18.3%;死亡病例近6萬,占全球死亡總數17.6%。99%的宮頸癌是由HPV 引起的,其中HPV16和HPV18兩種類型HPV病毒,可導致約70%的宮頸癌。
設計意圖:結合社會熱點,創設現實情境,引導學生主動思考,激發學生的求知欲,設置問題環環相扣,引出核心問題。圖表的運用以及相關數據的展示,更具直觀性和科學性,吸引學生對核心問題的思考。
3.2細化核心問題,培養核心素養
教師首先播放 HPV 入侵時機體反應的無聲動畫視頻,解構核心問題一,創設子問題:1.除了 HPV 病毒,皮膚及黏膜上還有成千上萬的病菌,人體為什么不會生???2.病菌如果突破了第一道防線,機體該怎么辦?3.第三道防線是如何發揮作用的?學生結合教材,觀看視頻后以小組為單位進行機體防御HPV過程的討論總結,在教師協助下初步構建人體三道防線的免疫調節概念模型。
其次,依次展示皮膚的剖面結構圖、子宮頸鱗狀上皮結構圖;溶菌酶殺滅病菌和吞噬細胞吞噬病菌動圖;人體免疫器官的分布圖。提問問題4:后兩道防線功能的實現需要什么結構支持?引導學生從微觀向宏觀認識免疫系統的構成,同時教師對人體三道防線進行深入講解,完善三道防線的概念模型。
接著,播放敵軍攻城,破城進入后被士兵擊殺的影視化資料,對前兩道防線進行類比并提出問題5:為什么把前兩道防線稱為非特異性免疫?學生通過類比視頻總結概念:非特異性免疫是與生俱來的,不針對特定病原體。
教師開展小組活動,通過課前隨機給每個小組分發的模擬抗原與抗體結合的拼圖,讓各個小組間互相嘗試拼接?;顒咏Y束,教師提問問題6:第三道防線的特異性體現在哪里?進一步補充講解抗原與抗體的概念,從而強化學生對特異性免疫的理解。教師補充講解免疫除了具有防御功能,還具有維持自身穩定和監視的作用。
最后引導學生根據總結的結果和教師的補充,進行角色扮演,對機體防御HPV 的無聲動畫視頻進行配音。教師對學生配音結果進行評價后提出過渡問題7:既然機體可以清除HPV病毒,為什么還有一部分人群會發展為宮頸癌?
設計意圖:細化問題,學生在教師的引導下,逐步形成結構與功能相適應的生命觀念,發展歸納與概括等科學思維,提高模型與建模、交流與合作的能力,形成“人體能夠通過特異性和非特異性免疫抵抗病原微生物的侵染”這一次位概念。以問題鏈的形式,逐步構建人體三道防線的概念模型,從而突出教學重點;接著用類比、拼圖等方法引導學生進行遷移學習,區分特異性免疫與非特異性免疫,突破教學難點;最后通過配音的方法引導學生在做中學,深化人體免疫的過程。通過前3個問題的解決,學生初步建立起免疫三道防線的概念模型,問題4是對前三個問題的進一步總結,學生逐步完善免疫三道防線的概念模型。問題5和問題6是前四個問題的進一步深化,有利于學生理解人體特異性免疫與非特異性免疫,從而突破教學難點。問題7則是前面問題的進一步延伸,使學生形成認知沖突,引導學生進行接下來的深度學習(圖2)。
3.3問題拓展進階,深化教學內容
教師首先指出HPV感染發展為宮頸癌的必要條件是持續性的感染,解釋問題7:機體的免疫系統并不是萬能的,若病毒持續感染細胞,而變異細胞和病毒得不到及時清除,最終會導致癌癥的發生,而疫苗的發明就是提高人體免疫系統對抗特定病原體的能力。由此,提出核心問題二:HPV疫苗是怎么起作用的呢?
教師展示HPV 疫苗科普視頻和HPV 疫苗的說明書,指出發揮作用的是病毒樣顆粒(Virus-like particles, VLPs),此物質可以刺激機體產生對抗HPV 的特異性抗體。教師提出問題8:HPV與VLPs作用機理有什么相似之處呢?學生經過推測得出:VLPs 具有和HPV 相同的抗原,能刺激機體產生相同的特異性抗體。
其次,教師展示 HPV 和VLPs 的結構圖(見圖3),提出問題9:為什么 HPV 會導致細胞病變,而VLPs 卻不會?學生結合病毒知識,根據圖片推測:VLPs 相比病毒缺少了核酸,核酸承載了遺傳物質,病毒誘發細胞癌變是通過核酸融合,VLPs 只保留了抗原成分,沒有保留遺傳物質,故而對機體無害。
接著教師展示表2,提出問題10:二價、四價和九價疫苗的“價”代表什么呢?學生結合前面的學習,推測“價“代表不同的抗原。教師借此問題向學生科普:三種疫苗沒有好壞之分,在適合接種年齡內盡早接種疫苗,可以激發更強的免疫效力,不必苦等九價疫苗;其次,男性有條件也可以選擇接種合適的疫苗。
教師展示關于HPV 疫苗安全性和副作用的數據:資料2和圖4,引導學生感知HPV 疫苗的安全性,并解釋接種后出現的不良反應有過敏反應,但非常罕見。接著提出問題11:過敏反應的本質是什么?學生閱讀教材82-83頁,引導學生正確認識過敏反應的本質,同時完善本節課構建的概念圖(圖5)。教師通過補充講解的同時科普常識:正是因為少部分人會出現過敏反應等,所以疫苗接種后需要留觀30分鐘。
資料2:世界衛生組織(World Health Organiza? tion,WHO)疫苗安全咨詢委員會研究得出結論:目前的證據都不能證明 HPV 不安全。常見的不良反應都是較輕癥狀可以自行恢復的病癥。其中的發熱、紅斑等都是屬于輕度的過敏反應。
設計意圖:聯系現實生活,推行國家政策,引導學生掌握免疫的相關知識,完善概念圖(圖5),形成對 HPV 疫苗的正確認知,積極參與疫苗接種。形成次位概念“接種疫苗能夠提高人體對特定傳染病的免疫力”,構建“人體具有免疫功能,通過計劃免疫等措施能夠預防傳染病”這一重要概念。通過前兩個問題的解決,鞏固了學生關于特異性免疫的知識體系,了解疫苗的作用機理和計劃免疫,形成穩態與調節觀。最后兩個拓展問題順應國家政策,有效幫助學生形成對 HPV 疫苗的正確認知,積極參與疫苗的接種(圖6)。
3.4 聯系新舊知識,理論用于實踐
教師通過展示幾則常關于HPV 的常見謠言,引導學生運用所學知識對謠言進行判斷。接著引導學生回顧上節課傳染病的內容,結合本節課學習的知識,提問學生:作為社會公民,可以采取什么措施預防 HPV 感染?教師提示學生,HPV 不是傳染病,但是傳染性病毒,可以從傳染病的傳播鏈中不同環節進行思考。學生發散思維,總結出“不隨意發生高危性行為(切斷傳播途徑)”“積極接種相關疫苗(保護易感人群)”等措施。
設計意圖:聯系新舊,活化知識,引導學生理論用于實踐,培養態度責任,形成次位概念“良好的生活習慣和醫療措施是健康的重要保障”,構建“生活習慣與行為選擇能夠影響人體健康”重要概念,最終形成“人體健康受傳染病、心血管疾病、癌癥及外部傷害的威脅,良好的生活習慣和醫療措施是健康的重要保障”這一大概念。通過新的背景材料作為聯系新舊知識的橋梁,引導學生在新的情境中運用所學知識討論社會議題,培養學生的批判性思維,提高解決社會生活問題的責任擔當和能力;最后通過學生自主總結預防HPV感染的措施,引導學生養成良好的衛生和行為習慣,樹立健康的生活態度。
4 教學反思
本教學設計以課程標準為依據,從健康中國理念出發,基于國家政策與社會熱點,以大概念為統領,通過“大概念-重要概念-次位概念”的方式組織“免疫與計劃免疫”的教學內容,運用“一境到底”的形式開展教學活動,以“HPV 是什么-機體如何抵抗 HPV 的入侵-HPV疫苗怎么起作用-社會公民應該怎么做”的大問題鏈將情境貫穿于整個教學設計。
教學設計的各個問題環環緊扣以及圖片和真實數據的展示,更具直觀性和科學性,考慮到初中生的認知發展水平,使用支架式教學策略和問題驅動教學策略,由淺入深引導學生感知問題、分析問題和解決問題。學生在學習過程中發展其推理、分析、歸納等思維方法,從“具體學習內容-次位概念-重要概念-大概念”逐步完善概念模型。最終能運用所學知識和批判性思維辨別與HPV有關的網絡信息的科學性和可靠性,逐級推進學生生命觀念、科學思維和態度責任的發展,落實核心素養。
同時本教學設計不僅涵蓋本節課的教學內容,并且聯系已學的知識引導學生深入思考,拓展HPV疫苗相關的知識,體現出內容的廣度與深度,知識的溫故與知新。
參考文獻:
[1] 葉翠,楊太有. 初中生物學教學中的情境創設[J]. 中學生物教學,2020,(4):32-33.
[2] 中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準(2022年版)[S].北京:北京師范大學出版社,2022:20-23,36-37.
[3] 譚永平. 試論中學生物學教材和教學中的情境創設[J].中學生物教學,2019,(11):8-10.
[4] 王臨虹,趙更力.中國子宮頸癌綜合防控指南[J].中國婦幼健康研究,2018,29(1):1-3.
[5] 胡尚英,喬友林.2017年WHO HPV疫苗立場文件的解讀[J].中華預防醫學雜志,2018,52(5):464-468.
[6] 武麗,馬遠珠,黃雪萍,夏建紅.廣東省青少年女性對HPV疫苗知曉及接種意愿的調查研究[J].中國婦幼衛生雜志,2021,12(5):19-23.