基于主線式情境的教學設計

摘 要：本文以“免疫學的應用”一節為例，基于新冠疫情背景，通過“預防新冠”“檢測新冠病毒”“治療新冠重者患者”三個主要教學環節，引導學生在解決情境問題的過程中概括疫苗本質及作用機制，理解抗原檢測方法及原理，認同器官捐獻行為，感悟中國抗疫精神。最后，學生自主概括免疫學在臨床實踐中的應用，深化對免疫學基本理論的理解和運用，同時落實生物學學科核心素養的培育。

關鍵詞：新冠疫情；核心素養；免疫學應用；高中生物學

文章編號：1003-7586（2024）06-0042-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1 教材分析及設計思路

“免疫學的應用”是人教版普通高中教科書《生物學·選擇性必修1·穩態與調節》（以下簡稱“教材”）第4章“免疫調節”第4節的內容，本節教學內容包含“疫苗”和“器官移植”兩個部分。教材旨在通過對疫苗和器官移植相關問題的討論，引導學生從免疫學角度解釋接種疫苗的意義，全面、正確地看待疫苗，同時了解器官移植所面臨的問題并提高社會責任感。結合教材內容和學科課程標準對本章內容的要求，不難發現本節課側重于學生運用所學知識在情境中解決問題，加強對社會責任的滲透。

通過對本章前置內容的學習，學生已經初步掌握免疫學的基本理論，并能夠通過思考分析，解決基本的免疫學問題。但學生對于真實生活情境中相對復雜的免疫學問題，仍缺乏系統的訓練和體驗。^［1］因此，本節課從學生現有的認知水平出發，創設新冠疫情的主線式情境。通過“預防新冠”，引導學生在解決問題中概括疫苗的本質及機制；通過“檢測新冠病毒”，引導學生在探究任務中理解抗原檢測的診斷方法及原理；通過“治療新冠重癥患者”，引導學生在闡述觀點中了解器官移植面臨的困難和希望，認同器捐獻行為，感悟中國抗疫精神。最終，幫助學生深化免疫學基本理論的理解和運用，同時強化生命觀念和科學思維能力，并增強社會責任感，提升生物學學科核心素養水平。

2 教學目標

（1）通過創設預防新冠情境，在解決問題的過程中概括疫苗本質及機制，感悟科學文化精神，發展生命觀念。

（2）通過創設新冠病毒檢測情境，在探究任中分析、推理并闡釋新冠病毒抗原檢測方法及原理，在知其所以然中訓練科學思維能力，提升學科核心素養水平。

（3）通過創設新冠肺炎重癥患者治療情境，闡述觀點并了解器官移植面臨的困難和希望，認同器捐獻行為，感悟中國抗疫精神，增強社會責任意識。

3 教學過程

3.1 以“疫”為始，創設主線情境

教師呈現人類歷史上幾次重大的傳染?。òㄐ鹿谝咔椋┘八劳鋈藬档南嚓P數據并引導學生思考：導致新冠疫情的病原體是什么？該病原體有哪些基本結構？如何讓易感人群提前獲得針對該病原體的抵抗力？經過思考，學生了解病毒的基本組成，認同接種新冠疫苗是保護易感人群的有效手段。教師繼續設問：新冠疫苗的主要成分是什么？疫苗如何幫助機體獲得抵抗力？如何快速檢測人群中的傳染源？通過追問，教師引導學生學習免疫學在新冠疫情預防、診斷和治療中的應用。

設計意圖：通過創設主線式情境和簡單的提問，拉近學生和課本知識的距離，再利用較難的問題，引發學生認知沖突，激發學生學習興趣。教師進而引導學生在接下來的探究活動中，綜合運用所學知識和技能解決真實情境中的問題，深入了解免疫學在新冠疫情中的應用，同時落實生物學學科核心素養的培育。

3.2 預防新冠

疫苗是通過免疫系統的作用保護易感人群的重要手段，最早可以追溯到12世紀中國宋朝的“人痘接種”案例。

教師簡要介紹疫苗的發展史和現代疫苗技術，并提供生產新冠滅活疫苗和新冠重組疫苗的相關背景資料，引導學生運用所學知識討論以下問題：新冠滅活疫苗和新冠重組疫苗的主要成分分別是什么？兩種疫苗注射后分別激活哪種特異性免疫類型？為何兩種疫苗均需多次接種？兩針間隔時間太短或太長分別有何弊端？兩種疫苗生產過程中培養細胞的目的分別是什么？疫苗生產配比中添加的佐劑（鋁鹽）、防腐劑（苯酚）、稀釋液（磷酸鹽、氯化鈉溶液）分別有何作用？

經過討論，學生深入了解滅活疫苗和重組疫苗。教師繼續提供新冠病毒mRNA疫苗的相關資料，并引導學生進一步思考：新冠病毒mRNA疫苗的主要成分什么？為何不能將mRNA通過肌肉注射直接注入機體的內環境中？從引起特異性免疫的類型分析，與上述兩種疫苗相比，mRNA疫苗的優勢是什么？再從生產流程分析mRNA疫苗又有哪些優勢？相較于上述兩種疫苗，為什么有些核酸疫苗只需要接種一劑？最后，教師引導學生運用特異性免疫知識，梳理上述三種疫苗發揮作用的過程，繪制概念圖（見圖1）。

設計意圖：引入新冠預防情境，以三種新冠病毒疫苗的相關資料作為知識載體和思維平臺，引導學生綜合運用所學知識分析、推理并解決真實情境中的問題，感悟科學文化精神，提升學科核心素養水平。通過繪制概念圖，幫助學生理解疫苗作用機制，加深對特異性免疫的理解，同時深化生命觀念。

3.3 檢測新冠病毒

通過接種新冠病毒疫苗，保護了易感人群，但與此同時，還要及時發現人群中的傳染源，對他們進行隔離和治療，以此最大程度阻斷疫情的傳播和擴散。

教師繼續提問：在疫情中，你經歷過哪些檢測傳染源的方法？這些檢測方法的原理是什么？經過思考與討論，學生們認同新冠病毒抗原檢測盒基于免疫學理論設計和開發，但對于抗原檢測原理模糊不清。教師順勢提供新冠病毒抗原檢測（膠體金法）相關資料、試劑盒和平板電腦。首先，教師在平板電腦上呈現三幅檢測結果圖，讓學生判斷出陽性、陰性和無效三種結果。接著教師帶領學生打開試劑盒拿出內部的“小紙條”，同時在平板電腦上呈現新冠病毒抗原檢測原理圖（見圖2），引導學生結合相關資料完成以下任務：①分別找出三種抗體并分別鑲嵌在“小紙條”中的位置，解釋抗體1所在的金墊區呈現出紫色的原因。②說出三種抗體中，哪些可以跟隨樣本溶液移動，哪些固定在“小紙片”上不能移動。③分析三種抗體分別與哪種物質發生特異性結合。④在平板電腦上移動相關抗體，分別模擬出陽性和陰性結果，并做出簡要描述。⑤嘗試總結抗原檢測原理。

經過分析、討論、展示，學生對抗原檢測原理有了更深刻的見解。最后，教師補充抗原診斷在早孕檢測、ABO血型鑒定以及某些病原體診斷等方面的廣泛應用。

設計意圖：引入新冠病毒抗原檢測情境，以任務探究作為輔助，引導學生充分利用教師提供的資料、試劑盒以及平板電腦等學習工具，運用已有知識分析、推理、演繹并闡釋新冠病毒抗原檢測原理，在知其所以然中提升科學思維能力。最后，教師拓展免疫診斷在生活情境中的運用，進一步提升學生對于真實情境的綜合分析能力。

3.4 治療新冠重者患者

疫苗接種保護了易感人群，抗原檢測甄別了傳染源，但積極治療感染新冠病毒的重癥患者，是踐行“人民至上，生命至上”的重要一環。

教師介紹我國首例新冠感染重癥患者肺移植治療以及康復者血清治療新冠肺炎重癥患者的案例，并引導學生結合教材第83頁“思考·討論”部分思考以下問題串：進行器官移植前為什么要檢查供體和受體之間的組織相容性？其相似度大于多少才符合移植標準？器官移植患者為何要服用免疫抑制劑類藥物？該藥有何副作用？服藥患者在生活中有哪些注意事項？如何解決供體器官短缺的現狀？為何康復者的血清能治療新冠肺炎重癥患者？該療法可能存在哪些風險？還有哪些血清療法的實例？經過討論、回答，學生們認同免疫治療在新冠疫情中發揮的積極作用。教師繼續引導學生進一步分析、解決相關問題，更加全面地了解免疫治療在臨床上的應用。

最后，教師播放短片《最美逆行者》介紹中國三年的抗疫成果，并提出問題：在抗疫期間，黨和國家為踐行“人民至上，生命至上”的初心使命做出了哪些努力？成果如何？作為高中生又能做些什么？

設計意圖：引入新冠病毒重癥患者治療的情境，以問題為導向，引導學生積極運用所學知識，解釋器官移植、血清療法以及腫瘤免疫治療中的免疫學原理。在探討器官短缺問題的過程中，認同器官捐獻，合理分配器官等社會責任行為，提升自身的科學素養。最后，通過短片引發學生情感上的共鳴，升華學生的家國情懷，引導其在討論和實踐中進一步增強社會責任意識。

4 教學反思

本節課圍繞教學目標，創設新冠病情的預防、診斷和治療的主線式情境，貫穿課堂始終。在教學過程中，以真實情境為起點、以背景資料作為輔助、以任務探究和問題討論作為知識載體和思維平臺，引導學生通過歸納、分析、推理等方式，對免疫學的應用不斷深挖，最終能解釋疫苗應用、抗原檢測以及器官移植中的免疫學原理。在此過程中提升學生科學思維能力、發展生命觀念，同時認同器官捐獻行為，在感悟中國抗疫精神的過程中，增強社會責任意識。此外，教師在課前對學情、情境、資料、問題和任務的有機整合，是高效落實教學目標的關鍵。相較于傳統教學模式，主線式情境課堂能有效地激活學生學習興趣，促使學生融入課堂，享受課堂。^［2］在教學過程中，學生通過解決真實情境中的問題，既強化了生物學概念的理解和運用，又實現了生物學學科核心素養的提升。

參考文獻

［1］任丹丹，郭秋榮，嚴惠馨.基于科研情境的問題驅動式教學——以“生物技術與工程”專題復習為例［J］.生物學教學，2023，48（1）：19-21．

［2］華怡平，王春喜.基于真實情境下問題解決的“生物與環境”復習課教學設計［J］.生物學通報，2022，57（6）：35-37．