摘 要:本文基于《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》提出的生物学核心概念,以脊髓灰质炎疫苗的相关研究作为情境主线,将“免疫调节”部分内容作为整体进行单元复习教学设计,旨在引导学生在真实情境中展开探究活动,解决关键问题,从而培养其生物学学科核心素养。
关键词:脊灰疫苗;情境创设;单元复习教学;免疫调节
文章编号:1003-7586(2024)10-0054-03 中图分类号:G633.91 文献标识码:B
1 立足课标,情境引领单元教学
单元教学理论最早由美国教育学家克伯屈(W.H.Kilpatrick)提出,该理论于新课改正式实施后在我国开始盛行。单元教学主张将一个单元作为整体,要求教师根据课程目标,确立若干教学主题,以主题为线索,重组教学内容,创设能引领教学主题的大情境,进而引导学生在情境中展开学习活动,实现其高阶思维的发展。目前普遍认为,单元教学有助于学生形成全面、系统的知识结构,有利于培养学生的综合能力和创新思维,是实现学科核心素养培育的有效教学途径。[1]
《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)强调的课程理念是:以核心素养为宗旨,教学内容聚焦大概念,教学过程重实践,学业评价促发展。同时,《课程标准》在教学建议中明确指出:为帮助学生形成生命观念,教师应围绕大概念和重要概念开展单元教学活动。高三一轮复习阶段主要重视学生掌握知识的基础性与整体连贯性,强调思维的进阶性和学习的有效性,因此设计与教学主题相关的真实情境有助于达成教学目标。
2 目标导向,实施单元教学整体设计
教师通过本单元的复习课,帮助学生构建“免疫系统能够抵御病原体的侵袭,识别并清除机体内衰老、死亡或异常的细胞,实现机体稳态”的生物学概念,促进学生生命观念、科学思维、科学探究以及社会责任的生物学学科核心素养的发展。为完成上述目标,笔者选取2023年底公布的“关于探究脊髓灰质炎疫苗序贯免疫的最佳免疫方案”的临床试验数据及结果作为参考材料[2],围绕“关于脊髓灰质炎疫苗(以下简称“脊灰疫苗”),你已知道哪些知识?还想了解什么?”等关键问题创设情境,展开“免疫调节”单元复习教学实践。
2.1 教学内容与目标分析
单元教学内容围绕核心概念展开,其不仅是传递知识和训练技能的工具,也是促进学生核心素养发展的重要途径。因此,教师需要深入理解教材内容与重要概念之间的联系,有助于教学活动的开展与教学目标的达成。单元教学涉及的知识点、生物学概念及活动任务间的部分对应关系如表1所示。
笔者依据《课程标准》,整理本单元复习教学涉及的生物学学科核心素养如下。
生命观念:教师通过设计“脊灰疫苗”情境,将单元知识重组,解决真实问题,实现教学目标。学生通过比较、分析人体三道免疫防线的组成和作用,认识它们共同抵御外来病菌的重要性,形成结构与功能观;通过对比特殊病例,理解人类的皮肤、胸腺等器官在免疫调节中的作用,形成进化与适应观;通过研究免疫失调疾病,认同免疫系统对内环境稳态的重要性,形成稳态与平衡观。
科学思维:教师运用归纳、概括、演绎、推理等方法,解释脊灰疫苗接种方案和抗体浓度之间的关系;基于事实合理解释免疫方案;帮助学生构建免疫系统相关概念图;结合生活实际,用模型阐明疫苗接种的原理和接种策略。
科学探究:教师通过展示临床试验数据,引导学生探究疫苗接种次数和时间间隔的制定方法。学生开展不同疫苗制备和接种方案的探究活动,如达到最佳免疫效果所需的剂量和接种次数,复习实验设计中的变量控制方法,提升科学探究能力。
社会责任:学生能够理解免疫原理在日常生活中的应用,认同科技改善生活的价值;基于单元学习,批判性地看待免疫失调疾病的社会舆论,养成良好的生活习惯,树立关爱艾滋病患者的社会责任意识。
2.2 单元教学设计分析
单元教学设计的最终目标是促进学生学科核心素养的发展,其重点在于如何将教学内容、教学目标和活动进行系统的规划,以实现教学的连贯性与系统性。“免疫调节”这一单元教学内容繁多且较为零散,教师只有选择适当的真实情境,设计一系列关键问题,才能将零散的知识点串联起来,围绕单元教学核心概念,以“情境—任务—活动”的形式,将教材知识用于解决具体问题。本单元的主要情境、设计的任务与活动如图1所示。
为达成上述教学目标,笔者以脊灰疫苗为主线,创设了五个教学情境,设计了八个学习任务,引导学生开展了十项学习活动。以下是对教学设计的简要说明。
2024年第10期教学评价
课程开始时,教师向学生们展示一张小儿麻痹症患者的照片,以及疫苗接种记录本中关于国家免费提供疫苗种类的说明图。通过联系之前课程中学到的知识,学生能够理解接种疫苗是预防疾病的有效手段。在此基础上,教师提出问题串:回忆自己小时候是否吃过糖丸?脊灰疫苗是如何研发的?它的化学本质是什么?教师以问题串的形式引出接下来的学习任务。
任务1:学生们需要分析现有疫苗的化学本质和制备方法,并对不同制备工艺下的疫苗的优缺点进行总结。通过之前的学习,学生已经初步了解到疫苗有多种制备方法,并经过查阅资料和小组讨论,整理不同工艺下疫苗的特点及其优缺点,从而对疫苗的种类、化学本质和制备工艺有更深入的理解。
任务2:学生运用细胞间信息交流的相关知识,解释疫苗成分被人体识别的过程。学生需要绘制细菌或病毒的结构示意图,并配以文字说明,展示细菌或病毒通过其表面的特定分子与人体细胞表面的特异性受体结合并被识别的过程。任务3:学生概述脊灰疫苗保护人体的具体机制。通过构建体液免疫和细胞免疫过程的模型,学生解释疫苗通过激发人体的特异性免疫反应,产生抗体和记忆细胞,从而保护机体。
教师接着展示科研资料,指出脊灰疫苗采用灭活和减毒序贯免疫法,获得的抗体浓度远高于接种单一疫苗。学生基于事实和证据,完成任务4:学生解释脊灰疫苗序贯免疫后人体获得高浓度抗体的原因。学生能够通过构建“体液免疫和细胞免疫过程模型”及“二次免疫数学模型”,运用模型阐述口服减毒疫苗和注射灭活疫苗两种免疫途径结合,全面激活机体免疫反应的机制。
之后教师展示部分幼儿在接种脊灰疫苗后出现发烧、腹泻或呕吐等症状的图片,此现象与生活中常见的过敏反应相似。学生基于认识冲突,运用所学知识完成任务5:分析疫苗接种反应是否属于过敏反应,若不属于,应如何区分?学生提出过敏反应的概念,并构建过敏反应过程的模型,比较过敏反应的发病机理与疫苗接种反应的不同,理解疫苗接种反应不属于过敏反应。学生在此基础上分析过敏反应产生的实质是人体免疫系统失调,并思考免疫失调引起的其他疾病。学生通过列表比较,归纳出各种免疫失调疾病的发病机理、预防手段及治疗措施。
随后,教师展示新闻报道:全球气候变暖,冻土下的细菌病毒正在苏醒。科学家预测,若气候持续变暖,未来将有更多沉睡在冻土下的病毒苏醒。学生基于科学家的预测,思考问题:若新疾病爆发,目前尚未研制出特效药,人类该如何控制病情扩散?学生由此联想到研制疫苗并全面接种预防。但疫苗推广前需进行大量临床试验,仍存在如疫苗制备方式、接种剂量等问题需要解决。学生根据以上信息展开活动,选择一个探究主题进行实验方案设计。
最后教师展示近五年各地区艾滋病患者的数量变化曲线,并提出问题串:感染艾滋病病毒后,体内的病毒、抗体、T细胞数量会如何变化?为什么目前没有预防艾滋病的疫苗?疫苗研发的困境有哪些?学生构建感染者体内病毒、抗体浓度及T细胞数量变化的曲线图、绘制艾滋病病毒的结构示意图、构建艾滋病遗传信息传递过程的概念图,进而指出疫苗开发的难点。教师根据学生已有知识布置关于预防艾滋病的科普专题讲座,并于班会课上进行展示,最后师生共同构建免疫调节单元的概念图。
3 单元教学评价分析
教学评价应以学生发展为本,以生物学核心概念、学业质量标准为依据,聚焦学生生物学学科核心素养的发展,进而促进教师教学质量的提升。有效的教学评价方式有助于教师了解教学过程中需要完善的部分,并探索更有效的教学方法;同时,还帮助学生诊断学习效果,激发学生的学习积极性。基于一轮复习背景,为了激发学生学习兴趣,发挥学生在课堂学习的主体性,本单元复习课采取学生自评、同伴互评、教师评价等多元评价方式。
4 结语
教材内容的呈现方式较为平铺直叙,各知识点之间缺少内在联系,而恰当的情境能够将教材内容有序地关联在一起。学生在真实情境中解决实际问题的过程,能够充分锻炼学生应用和内化知识的自主学习能力,进而培养学生的生物学学科核心素养。
参考文献
[1]吕嘉敏.高三生物学二轮复习中主题情境引领的单元教学实践[J].生物学教学,2023,48(12):23-26.
[2]赵钰萍.评价不同脊髓灰质炎序贯免疫程序下bOPV加强免疫和补种IPV的免疫效果[D].北京:北京协和医学院,2023.