创设问题情境提升生物学学科核心素养的二轮复习策略——以“艾滋病”专题为例

王雅婷

(福建省厦门实验中学 厦门 361116)

生物学作为一门自然科学课程，在教学中应聚焦学科核心素养，彰显学科育人价值。生物学科核心素养包括科学思维、科学探究、生命观念、社会责任四个方面。其中科学思维和科学探究素养关注学生发现生物学问题、运用科学的思维方法、设计探究方案，认识事物、解决实际问题的能力。社会责任则要求学生能够基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，具备解决生产生活问题的担当和能力。生物学科能力要求学生在学习生物学课程的过程中能形成稳定的心理特征，主要包括科学思维方式和解决生物学问题的基本能力[1]。故真实情境下的问题解决是高考和课程改革的趋势所向，也是提升学生学科核心素养和学科能力的重要途径。

高三生物学二轮复习具有承上启下作用，是促进学生知识模块化、提升知识运用能力的重要阶段。多数教师在二轮复习时会依据教材的编排，划分出代谢、遗传、生态、实验等几大专题进行复习。二轮复习若仅借助概念图梳理知识间联系，虽对学生建构知识框架有一定助益，但仍停留在概念性知识本身，未很好地体现生物学理科属性，学生也难以适应高考对实验与探究能力、获取信息能力和综合运用能力的高要求。

基于以上方面考虑，利用社会热点问题创设情境带动二轮复习，串联知识、建构知识体系、解决问题不失为一种能够驱动、激励学生学习兴趣，培养学生生物学科核心素养和学科能力的良策。本文以社会热点问题——艾滋病为例做了初步尝试。

1 情境创设，设疑导入

展示网络上引起热议的艾滋病早期暴露后的自我保护材料，让学生判断阻断药是否真的可以阻止感染？它的阻断机理是什么？问题情境设疑，引入围绕艾滋病的专题复习。

情境材料： 在发生可能感染HIV的高危行为后的72小时内(时间越短越好)，服用HIV暴露前预防阻断药物(PEP)，有90%以上概率避免感染HIV。首选阻断方案： 特鲁瓦达(转录酶抑制剂)+拉替拉韦(整合酶抑制剂)。在服药前、暴露后4～6周、3个月进行3次HIV检测，确认是否罹患艾滋病。

2 串联知识，渗透素养

生物学作为一门科学课程，应在教学中充分体现其理科和实验科学属性。故在教学内容组织上以艾滋病这个特例渗透认知传染病的一般模式，即传染源(病毒或细菌)、致病机理、传播途径和防治手段四个方面。在学案中以问题串的形式引导学生梳理相关知识内容，构建本专题相关知识框架： ①人们对生物进化过程中是先有病毒后有细胞还是先有细胞后有病毒存在争论。你的观点？请说明理由。②构成HIV病毒遗传物质的4种碱基是否存在如A+G=T+C特定的数量关系？③根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。在最初发现HIV病毒时，科学家也需要通过实验确定HIV的病毒类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出实验思路、预期实验结果及结论。④请结合HIV增殖过程图(图1)描述HIV在宿主细胞中的增殖过程，并写出HIV病毒遗传信息的传递过程。⑤艾滋病的致病机理是什么？艾滋病人的直接死因为何是病原体感染或恶性肿瘤？⑥艾滋病的主要传播途径有哪些？⑦HIV检测主要检测血清或血浆标本中的HIV-1/2特有抗体，请说明检测原理。若想更为精确检测，可采用何种方法？⑧你能想到哪些可能的艾滋病防治思路？

图1 HIV增殖过程

通过以上问题串引导学生回忆并串联与本专题相关的知识，如核酸的结构和组成、基因的表达、中心法则、体液免疫和细胞免疫过程、免疫系统的功能、抗原抗体杂交、基因检测等零散知识，以实现二轮专题复习化零为整的目的。

问题③、④、⑤为本节复习重点，其中问题③来自2017年全国Ⅰ卷29题，创设认知病毒的一般思路情境考查实验探究能力。此题既能考查学生对噬菌体实验、核酸结构的理解和灵活运用能力，又能培养学生演绎与推理、创造性思维等科学思维素养和利用科学探究基本思路和方法设计实验、预期结果及得出结论的科学探究素养；问题④借助HIV增殖过程图复习基因的表达和中心法则，并在得出HIV病毒的中心法则后可回归导入情境中的阻断药物的作用机制： 阻断药作用机理在于阻断HIV病毒特有的逆转录过程，针对性较强且对人体的伤害相对较小；问题⑤艾滋病的致病机理可回归免疫部分的复习，由于HIV攻击处于体液免疫和细胞免疫核心位置的T细胞，故可通过对体液免疫和细胞免疫过程的详细复习得出其对免疫系统的严重影响，进而降低免疫系统功能，导致病人死于病原体感染或癌症。此部分内容可充分实现生命观念素养中稳态与平衡观的渗透。

问题⑥、⑦、⑧设问相对简单，但社会主义核心价值观和社会责任素养渗透价值较高。传染病易造成社会恐慌就在于人们对传播途径和防治手段的认知较少。充分了解艾滋病的传播途径、检测方法和防治手段尤为必要。结合导入创设的阻断药预防艾滋病的情境，培养学生以造福人类的态度和价值观，积极运用生物学的认识和方法，关注社会议题，参与讨论并作出理性解释；主动向他人宣传健康生活和关爱生命等知识的社会责任。鼓励学生积极与家人、朋友分享关于艾滋病的相关知识；主动甄别网络上的各类信息，利用所学进行理性判断；关爱艾滋病人，不恐慌，不歧视。

3 补充材料，拓展提升

课堂教学从艾滋病早期暴露阻断情境入手，利用问题串引导学生联系相关知识，回归情境完成分析判断。课后教师可提供一些最新研究进展，供学生举一反三，自主完成运用知识思考判断的过程。例如，本节课后可提供一些关于HIV的最新研究进展材料。

3.1 材料一： 科学家成功利用CRISPR/Cas9消除活体动物的HIV-1感染 一项刊登在国际杂志《Molecular Therapy》上的研究报告中，来自天普大学和匹兹堡大学的研究人员通过联合研究发现，他们能够利用“基因魔剪”CRISPR/Cas9从活体动物的基因组中切除HIV的DNA，从而能够完全关闭HIV-1的复制，并且消除动物机体受感染细胞中的病毒。本文中研究人员也首次在三种不同的动物模型中实现了这一“壮举”，包括人源化的小鼠模型(移植入人类免疫细胞的小鼠模型)和感染病毒的小鼠模型等。

3.2 材料二： 病毒和宿主细胞启动子新认识有望开发出新的HIV治愈策略 在2017年5月2日在线发表在《Nature Communications》上的一项新研究中，来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员首次证实病毒和宿主在它们的启动子上都具有高度类似的调节序列，使得它们在调节上紧密地偶联在一起，实现基因共表达。研究人员研究了一种特定的与HIV偶联在一起的T细胞迁移通路，从而获得新的治疗上的认识。

两则最新研究进展材料的知识点主要在选修3基因工程中关于基因剪切、启动子等内容，高三学生具备较完整的生物学科知识体系，能够通过阅读材料完成信息获取和理解内化。两则材料的拓展阅读后，学生可通过向家人、朋友的宣传提升主动宣传关爱生命的观念和知识的社会责任。

4 总结反思，迁移应用

本节以艾滋病主题串联相关知识进行二轮复习，相较一般的课堂，形式比较新颖；艾滋病作为社会热点问题，学生比较关注，兴趣比较大，学习驱动力较强；拓展HIV研究最新进展，体现生物学科日新月异，快速发展的科学属性，培养学生对科研的好奇，强化学习动机，提升社会责任感。

除了艾滋病专题以外，还可选择一些生产生活实际或社会热点问题设计二轮复习课，如： 选取一张体检单引入内环境稳态部分相关内容，从各项指标串联复习稳态、神经—体液调节、癌变等相关知识；从化肥与农家肥的选择等农业生产实际问题串联光合与呼吸相关内容；从癌症靶向治疗引入基因突变、染色体变异、细胞间信息传递等知识。此类创设具体社会热点情境的二轮复习课程的设计既能提高学生的学习兴趣，又能在问题解决过程中培养提升学生的科学思维、科学探究等生物学学科核心素养和生物学科能力，值得多做尝试。