基于真实情境的高三微专题复习教学——以“新冠疫苗”复习课为例

刘 萍 曾 华

（福州屏东中学，福建 福州 350001）

《普通高中生物课程标准（2017 年版2020 修订）》强调“有效的教学情境能够激发学生的好奇心和求知欲，点燃学习热情，使学生形成良好的求知心理，从而使学生主动参与知识的探索发现及认识过程，体验学习的乐趣”。［1］高三二轮复习时，学生一般已掌握高中阶段生物学知识及原理，此时应放手让学生利用所学知识去认识和分析现实问题，不仅对复习起到良性的促进作用，而且能彰显高中生物学课程的育人价值。笔者尝试以“新冠疫苗”复习教学为例，探讨基于真实问题情境的高三微专题复习策略。

一、应用真实情境开展高三微专题复习教学

虽然新冠疫情来势凶猛，但随着现代生物科学技术的发展，从核酸的测序、检测试剂，到疫苗的研发，人类已有一定的应对技术和策略。高三学生已学习有关人体免疫结构及功能的知识，具备的一定的信息处理能力，有必要应用微专题复习方式，以新冠疫苗这个热点话题为线索设计、实施基于真实学习情境的高三二轮复习教学，促进学生深入地了解这场人与新冠病毒之战的重要武器——疫苗及其作用。

（一）以“新冠肺炎的诊断”创设复习情境

提供资料：“实时荧光定量RT—PCR”是新冠疫情防控的一把利刃，通常在l-2h 内即可得到检测结果。TaqMan 探针是实时荧光定量RT—PCR 技术中一种常用探针，其5’末端连接荧光基团（R），3’末端连接淬灭剂（Q）。当探针完整时，R 发出的荧光信号被Q 吸收而不发荧光（如图1）（该资料选自2021 届江苏省南通市海安市高三上学期期末学业质量监测生物试题）。

图1 实时荧光定量RT-PCR 法原理

利用这则资料设计情境1：（1）在RT-PCR 技术的快速检测试剂盒中除了加入提取的病毒RNA、缓冲液外，还要加入哪些物质?（2）反应体系中荧光信号强度会受到哪些因素的影响？（3）虽然荧光RT—PCR 是当前被广泛认可的检测手段之一，但不断有“假阴性”现象报道。试分析“假阴性”的可能原因。

设计意图：带领学生从熟悉的生活情境入手，在教师的层层设问下，先回顾已学的逆转录和PCR 技术的知识，“抽丝剥茧”地解读图片和文字信息，自主完成探究任务，进而解释现实生活中核酸检测出现假阴性的现象。

设计情境2：为控制跨境传播，我国驻多国大使馆先后发布通知，赴华人员需要提供新冠病毒核酸检测及血清抗体检测的双阴性证明。

展示真实的新冠肺炎血清抗体检测的结果报告单，并对两种抗体IgM 和IgG 进行解读：IgM 抗体产生早，但维持时间短，消失快，作为近期感染指标。IgG抗体产生晚，维持时间长，消失慢，可作为远期感染指标。设问：IgG 抗体检测阳性能否确诊为新冠患者？并提供流调报告案例，要求学生尝试对该流调案例检测结果进行解释。

设计意图：“赴华人员的双阴性证明”案例在这里起到承上启下作用，引入血清抗体的检测，而真实疫情流调案例能激疑启思，多次核酸检测阴性且抗体检测也阴性的情况下，为何多日后又测出核酸阳性？使得学生在已有知识基础上，分析新的信息，得出这既与检测方法的敏感性有关，又与抗体的发生是体内免疫过程的产物，具有延后性有关。

（二）以“疫苗的作用机理”创设复习情境

设计学生活动1：构建体液免疫和细胞免疫的物理模型。（1）疫苗的作用机理是什么？（2）疫苗必须包含一个完整的病原体吗？（3）研发疫苗中，抗原决定簇可以通过哪些途径获得？

设计意图：以生动的体液免疫和细胞免疫物理模型，帮助学生复习特异性免疫过程，免疫功能建立在免疫细胞对抗原信号的识别和响应的基础上，通过信号密切联系发挥调节作用［2］，而疫苗的机理即是模仿最初的信号源，留下抗体和记忆细胞。

（三）以“疫苗的研发路线”创设复习情境

以图片和视频方式展示新冠疫苗的灭活疫苗、亚单位疫苗、腺病毒载体疫苗、核酸疫苗和减毒流感病毒载体疫苗等5 条技术路线。针对每条技术路线设计疫苗研发及注射等问题情境。

（1）科兴疫苗（灭活疫苗）为什么要打两针？为什么两针之间的间隔是两周到四周，过短或过长有什么问题？（2）对于腺病毒载体疫苗，如何对载体进行修饰让它无毒？为何“预存免疫”会导致疫苗失效？（3）对于mRNA 疫苗，mRNA 的易降解性和导入细胞两大难关，你有哪些可行的解决思路？为什么mRNA 疫苗要超低温保存？（4）接种多种疫苗很麻烦，如果设计一种用来预防多种疾病的疫苗，这种想法可行吗？（5）目前科学家已致力于开发多联疫苗，对此你认为更有开发潜力的是哪种类型疫苗？并说明理由。

设计意图：疫苗制备过程复杂，从中挖掘有趣且实用的问题，让学生温故知新，并得到思维能力的锻炼。如灭活疫苗两针剂间时间的限制，引导学生从二次免疫的效力及两针剂的相互影响方面思考问题，理解疫苗使用的科学依据。对于mRNA 疫苗的导入细胞和易降解性两大难关，具有挑战性可以激发学生的热情，引导学生联系脂质人工膜技术和酶的专一性，创造性地解决问题，同时脂质纳米颗粒的使用也解释了mRNA 疫苗为何要超低温保存。学生将所学应用于解释生活真实问题、解决有关生物技术问题，深刻体验生物学知识的教育价值。

（四）以“疫苗的安全性及有效性检测”创设复习情境

设计情境1：陈薇院士团队的复制缺陷重组腺病毒疫苗的特异性免疫反应及其保护效果（图2），分析下列数据可以得出哪些结论？（资料选自福建省部分地市2021 届高三毕业班质量检测生物试题第20 题。）

图2 复制缺陷重组腺病毒疫苗的特异性免疫反应及其保护效果

设计意图：疫苗为人类提供安全有效的保护，必须经过大量复杂的试验，引导学生分析陈薇院士团队的实验数据，既锻炼学生解读数据的能力，也让学生了解疫苗的安全性和有效性需要多方面、多角度的、严谨详实的实验数据支持，疫苗必须经得起科学检验。

设计情境2：请根据表1、表2 数据，比较分析科兴疫苗III 期临床试验数据的变化及相关问题。

表1 来自巴西6 个州自愿报名的医护人员Ⅲ期实验结果

表2 来自土耳其18-59 岁志愿者的Ⅲ期实验结果

（1）在参加临床试验的志愿者条件中都有无新冠肺炎感染史，为什么？

（2）分析科兴疫苗在不同国家Ⅲ期临床试验中展现出的巨大差异的原因。

（3）为什么III 期临床试验要在国外完成？

设计意图：解读疫苗的三期临床试验要求进行随机、盲法、安慰剂等对照设计，帮助学生了解疫苗研发是如何排除主观因素干扰，提高研究结果的可信度。并利用疫苗研发数据创设三个问题情境，问题1“对志愿者要求无新冠肺炎感染史”，学生容易从感染者再注射疫苗属二次免疫对试验产生干扰进行解答。但对问题2，科兴疫苗的两组数据不同的解释，则要求学生应用比较分析方法进行深入思考，两者不同之处，在于志愿者人群的特征不同，医护人员因工作环境属于高危人群，导致科兴早期疫苗效力数据偏低。对这两个问题的解答可以让学生体验科学试验的严谨与求实。第三个问题是因为三期临床试验目的是要验证疫苗有效性，必须要让接种过疫苗的人有机会暴露在病毒之下，才能确定疫苗是否有效，而我国防疫效果显著无法提供相应环境，对这个问题的思考解答可以让学生体验我国在防疫工作上所做的努力。

（五）以“群体免疫的建立”创设复习情境

创设问题情境：如果以科兴疫苗的有效率达到83.5%，接种率至少要达到多少才能符合群体免疫？打完新冠疫苗为什么仍要戴好口罩？

设计意图：群体免疫在新冠疫情期间是高频词，借助群体免疫动态示意图、概念解读及数据计算，帮助学生理解群体免疫概念，理性地认识注射疫苗不仅是对自己的保护，也是对身边其他人健康的负责，树立社会责任意识与个人担当。

二、基于真实情境的微专题复习教学反思

（一）以真实情境设计微专题复习

微专题是围绕复习的重点、关键点而设计的，利用具有密切相关的知识或方法形成专项复习。［3］以核酸检测技术、血清抗体检测技术应用和疫苗的研发等为时间线，以对人体自然免疫及疫苗机理等认识为逻辑线设计本节“新冠疫苗”复习教学，构建循序渐进、富有逻辑性的复习情境，促进书本知识与生活实际的联系，有助于学生从资料中获取信息，在分析中深入理解，从而实现知识的重构和完善，达成复习教学目标。

（二）解决真实情境中的问题，实施微专题复习

“新冠疫苗”复习课的诸多问题情境设计源自人类与疫情之战中民众的疑惑，如“为何核酸和抗体的检测会有假阴性的出现？为什么有的疫苗要打两针，间隔的时间限制又是什么原因？中美疫苗之争中，疫苗的技术路线有何不同？疫苗的安全性、有效性如何确认？为何钟南山院士要号召民众注射疫苗？”等等。以此激发学生的求知欲，综合应用已学的PCR 技术、基因工程技术及特异性免疫等知识，分析问题、解决问题，理解我国战胜疫情的手段及策略，提高分析、综合、评价和创造的高阶思维能力，发展生物学学科核心素养。

（三）以真实情境体现生物学重要概念，发展学科核心素养

“新冠疫苗”复习课以“新冠疫苗”这一社会热点创设真实的复习情境，将生物学重要概念、大概念蕴含于问题情境之中，锻炼学生迁移运用知识的能力。新情境下问题的复杂性和丰富性，提高了复习的挑战性和趣味性，促进学生利用生物学重要概念、生物学思想观点方法解决不同情境中的问题，有利于学生提高复习效率，发展科学思维能力与科学探究能力，学会对生物学社会性问题作出理性解释和判断。

在高三生物学复习教学中创设真实情境开展微专题复习，促进学生在解决现实问题过程中，检验知识理解与方法应用程度，进一步内化生物学重要概念，建立系统化、结构化的高中生物学知识体系，更好地适应新课程、新高考改革要求。