指向生物学学科核心素养的深度学习

梁玮

摘要 以“体液免疫”为例，以热点问题创设情境，挖掘科學史，促进深度学习的发生，在关键问题的引导下，学生通过事实证据的分析、概念模型的建构，发展落实相关的生命观念、科学思维和社会责任等学科核心素养。

关键词 深度学习 学科核心素养 体液免疫 生物学教学

中图分类号G633. 91

文献标志码 B

深度学习是走向核心素养的重要途径，生物学深度学习是在社会生活情境中进行的。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出：“结合日常生活中的情境，分析说明人体通过神经系统、内分泌系统以及免疫系统的调节作用对内外环境的变化作出反应，以维持内环境稳态”。下面以全球爆发的新冠疫情及新冠病毒侵染人体为例，为学生创设真实的问题情境，并以层层深入的问题串引导学生基于理论证据、事实概念，分析说明人体体液免疫的具体过程，有助于学生形成健康的生活方式、理解疾病预防的意义。

1 聚焦热点问题，创设深度融合参与的大情境

教师展示新型冠状病毒肺炎国内外疫情实时大数据报告的图片，向学生介绍新冠病毒肺炎疫情，使学生明确不同的人接触新冠病毒后产生不同表现的现象：有人患重病，甚至失去生命;也有人患轻症，能够自愈;还有人仅是无症状感染者。据此，教师提出问题：不同人患病程度表现出巨大差异，这是为什么呢？教师引导学生交流观点，学生得出结论：不同的人免疫力不同。教师进一步补充：由于缺乏特效药，感染者主要依靠自身免疫系统与病毒斗争。大部分患者经过一段时间后可以痊愈。

教师继续展示戴口罩避免感染的宣传海报、揉眼睛、抠鼻孔等行为、人体的皮肤、黏膜（黏膜上的纤毛、纤毛上的新冠病毒）等图片，引导学生认识到：戴上口罩、养成健康卫生的生活习惯，可以有效阻止外界环境中的病毒与人体的第一道防线接触。

2 简化难点知识，挖掘科学史，驱动深度建构概念

教师结合相关的图片，恰当类比，使学生理解细胞膜表面的作为分子标签的蛋白质（图1）和病毒、细菌等病原体所携带的作为身份标签的蛋白质等抗原分子（图2）均是各自身份信息的象征，免疫细胞表面的受体是识别的关键。并呈现B淋巴细胞表面的受体对抗原的识别与结合的图片（图3），使学生深度理解“免疫系统为什么能识别‘自己’，排除‘非己”’。学生明确：当新冠病毒侵入人体内，其表面的一些特定的蛋白质等物质能够与免疫细胞表面的受体结合，从而引发免疫反应。

接着，教师通过呈现资料的并结合问题串，引导学生自主建构体液免疫的概念。教师呈现资料，引导学生思考：收集新冠肺炎康复者的血浆可以有效中和新型冠状病毒。专家用它们来治疗重症患者并取得了显著效果。①康复者血浆中含有什么物质？②抗体如何起作用？之后，播放“抗体与病毒的结合”视频，并提出问题：①抗体与抗原结合后，通常以什么形式存在？②结合后的意义何在？最后，教师展示表1，提问：①小鼠的特异性免疫主要与什么细胞有关？②哪一种淋巴细胞产生抗体？

新型冠状病毒侵入机体后，免疫系统发挥防御功能。那么，免疫细胞是如何识别己方和敌方的呢？对这一问题，教师简化处理，避免出现主要组织相容性复合体（MHC）等专业术语，以“身份标签”等通俗的词汇呈现，帮助学生类比，从而使学生在分子的层面上理解免疫识别的结构基础。教师通过引导学生基于以上文本、视频资料的分析讨论，基于实验设计的科学史素材的逻辑推理，使学生自主建构体液免疫这一概念，把握这一概念的核心关键，即“B细胞产生抗体，主要靠抗体发挥作用”。同时，教师进一步引导学生关注概念中的另一关键，即“B细胞产生抗体是需要条件的-B细胞的激活”，为接下来的深度探究指明了方向。

3 分析统整事实证据，实现知识的深入理解和应用

教师继续设问：B细胞如何被激活？教师通过以下图文资料的统整呈现，以“B细胞如何被激活”为问题中心，步步反推设问，层层递进扩充，引导学生逐步构建体液免疫的过程，同时构建板书。

教师展示资料1：B细胞对抗原的直接识别，此为第一信号。1970年，科学家证实辅助性T细胞（T细胞中的一类）虽不产生抗体，但能协助B细胞产生抗体。在辅助性T细胞的协助下，通过T细胞上的表面分子与B细胞结合，此为第二信号，使B细胞更有效地激活。教师设问：根据资料1，B细胞的激活需要什么信号？教师构建如图4所示的板书。

教师展示资料2：科学家发现，辅助性T细胞培养液的上清液中有一种促进B细胞增殖的因子。1986年，国际统一将其命名为白细胞介素-4。活化的辅助性T细胞可以释放一类活性物质——细胞因子，促进B细胞的增殖和分化，增强免疫细胞的作用。教师设问：根据资料2，B细胞的激活还需要什么物质？教师在以上板书的基础上进一步构建（图5）。

教师展示资料3：1983年，科学家发现T细胞表面存在识别抗原呈递细胞所呈递的抗原-MHC的受体分子。MHC如同身份标签，病原体各自的身份标签信息就这样被T细胞识别。教师设问：T细胞如何识别抗原的身份信息呢？教师在板书二的基础上进一步构建（图6）。由此，教师总结B细胞充分激活所需要的条件。

教师展示资料4：浆细胞又称抗体形成细胞，是B细胞分化的终末细胞。此类细胞的细胞质中出现大量糙面内质网，能合成和分泌特异性抗体，介导体液免疫。教师设问：产生抗体的细胞是哪种细胞？与B细胞是怎样的关系？教师在板书三的基础上进一步构建（图7）。教师进一步追问：抗体与病原体结合，抗体能彻底清除病原体吗？

教师展示资料5：专家称新型冠状病毒治愈者至少6个月内再次感染该病毒的可能性比较低。教师设问：新冠肺炎的治愈者若再次接触相同抗原，为什么会表现出“超强”的免疫力？教师引导学生阅读书本，进一步在已有的概念图中完善体液免疫和二次免疫的完整过程。

设计意图：本节的难度较大，涉及的生理过程也较为复杂，需要教师深入浅出、适当简化难点知识，用通俗易懂的词汇代替生涩专业的词汇，必要时巧做比喻，生动呈现。教师需要基于教学目标、教学情境、学情和教材，构建丰富多样、有一定拓展和深化的学习内容。在资料的分析讨论中，教师引导学生运用逻辑推理深度建构概念，注重学生科学思维、科学探究的培养，挖掘思维的广度和深度，使学生领悟科学本质，逐步树立结构与功能观、稳态与平衡观、信息观、系统观等生命观念，在真实的社会情境中培养学生的健康生活方式和传染病防控的社会责任。

4 教学反思

深度学习是学生对核心课程知识的深度理解以及在真实的问题和情境中应用这种理解的能力。情境是知识转化成素养的桥梁，是技能转化成能力的纽带。教师应积极为学生创设科学合理、贴近生活的情境。结合本节“特异性免疫”的内容，教师以当下社会的热点问题“新冠肺炎疫情和新冠病毒”的情境一以贯之，着重围绕“新冠病毒侵入机体后免疫系统如何识别、如何将其消除”展开，以此促进学生关注社会热点，使学生认同并采纳健康文明的生活方式，提高公共卫生意识，向他人宣传新冠的防控措施，从而培养社会责任素养。

在深度学习的过程中，学生不再是被动地接受知识、储存知识和再现知识。深度学习注重学生对知识的理解、生成和建构，进一步实现知识的可迁移应用。深度学习的一个重要标志，就是能将外在的教学内容转化为学生内在的精神力量，而教学内容并不能直接转化为学生的精神力量，必先转化为学生能够进行思维操作和加工的教学材料，成为学生学习的对象。这就需要教师将教材文本转化为适合学生的学习材料，将整合的理论证据、事实概念呈现出来供学生分析讨论，逐步培养学生的科学思维。

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