基于主线式情境的教学设计

摘 要：本文以“免疫学的应用”一节为例，基于新冠疫情背景，通过“预防新冠”“检测新冠病毒”“治疗新冠重者患者”三个主要教学环节，引导学生在解决情境问题的过程中概括疫苗本质及作用机制，理解抗原检测方法及原理，认同器官捐献行为，感悟中国抗疫精神。最后，学生自主概括免疫学在临床实践中的应用，深化对免疫学基本理论的理解和运用，同时落实生物学学科核心素养的培育。

关键词：新冠疫情；核心素养；免疫学应用；高中生物学

文章编号：1003-7586（2024）06-0042-03 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

1 教材分析及设计思路

“免疫学的应用”是人教版普通高中教科书《生物学·选择性必修1·稳态与调节》（以下简称“教材”）第4章“免疫调节”第4节的内容，本节教学内容包含“疫苗”和“器官移植”两个部分。教材旨在通过对疫苗和器官移植相关问题的讨论，引导学生从免疫学角度解释接种疫苗的意义，全面、正确地看待疫苗，同时了解器官移植所面临的问题并提高社会责任感。结合教材内容和学科课程标准对本章内容的要求，不难发现本节课侧重于学生运用所学知识在情境中解决问题，加强对社会责任的渗透。

通过对本章前置内容的学习，学生已经初步掌握免疫学的基本理论，并能够通过思考分析，解决基本的免疫学问题。但学生对于真实生活情境中相对复杂的免疫学问题，仍缺乏系统的训练和体验。^［1］因此，本节课从学生现有的认知水平出发，创设新冠疫情的主线式情境。通过“预防新冠”，引导学生在解决问题中概括疫苗的本质及机制；通过“检测新冠病毒”，引导学生在探究任务中理解抗原检测的诊断方法及原理；通过“治疗新冠重症患者”，引导学生在阐述观点中了解器官移植面临的困难和希望，认同器捐献行为，感悟中国抗疫精神。最终，帮助学生深化免疫学基本理论的理解和运用，同时强化生命观念和科学思维能力，并增强社会责任感，提升生物学学科核心素养水平。

2 教学目标

（1）通过创设预防新冠情境，在解决问题的过程中概括疫苗本质及机制，感悟科学文化精神，发展生命观念。

（2）通过创设新冠病毒检测情境，在探究任中分析、推理并阐释新冠病毒抗原检测方法及原理，在知其所以然中训练科学思维能力，提升学科核心素养水平。

（3）通过创设新冠肺炎重症患者治疗情境，阐述观点并了解器官移植面临的困难和希望，认同器捐献行为，感悟中国抗疫精神，增强社会责任意识。

3 教学过程

3.1 以“疫”为始，创设主线情境

教师呈现人类历史上几次重大的传染病（包括新冠疫情）及死亡人数的相关数据并引导学生思考：导致新冠疫情的病原体是什么？该病原体有哪些基本结构？如何让易感人群提前获得针对该病原体的抵抗力？经过思考，学生了解病毒的基本组成，认同接种新冠疫苗是保护易感人群的有效手段。教师继续设问：新冠疫苗的主要成分是什么？疫苗如何帮助机体获得抵抗力？如何快速检测人群中的传染源？通过追问，教师引导学生学习免疫学在新冠疫情预防、诊断和治疗中的应用。

设计意图：通过创设主线式情境和简单的提问，拉近学生和课本知识的距离，再利用较难的问题，引发学生认知冲突，激发学生学习兴趣。教师进而引导学生在接下来的探究活动中，综合运用所学知识和技能解决真实情境中的问题，深入了解免疫学在新冠疫情中的应用，同时落实生物学学科核心素养的培育。

3.2 预防新冠

疫苗是通过免疫系统的作用保护易感人群的重要手段，最早可以追溯到12世纪中国宋朝的“人痘接种”案例。

教师简要介绍疫苗的发展史和现代疫苗技术，并提供生产新冠灭活疫苗和新冠重组疫苗的相关背景资料，引导学生运用所学知识讨论以下问题：新冠灭活疫苗和新冠重组疫苗的主要成分分别是什么？两种疫苗注射后分别激活哪种特异性免疫类型？为何两种疫苗均需多次接种？两针间隔时间太短或太长分别有何弊端？两种疫苗生产过程中培养细胞的目的分别是什么？疫苗生产配比中添加的佐剂（铝盐）、防腐剂（苯酚）、稀释液（磷酸盐、氯化钠溶液）分别有何作用？

经过讨论，学生深入了解灭活疫苗和重组疫苗。教师继续提供新冠病毒mRNA疫苗的相关资料，并引导学生进一步思考：新冠病毒mRNA疫苗的主要成分什么？为何不能将mRNA通过肌肉注射直接注入机体的内环境中？从引起特异性免疫的类型分析，与上述两种疫苗相比，mRNA疫苗的优势是什么？再从生产流程分析mRNA疫苗又有哪些优势？相较于上述两种疫苗，为什么有些核酸疫苗只需要接种一剂？最后，教师引导学生运用特异性免疫知识，梳理上述三种疫苗发挥作用的过程，绘制概念图（见图1）。

设计意图：引入新冠预防情境，以三种新冠病毒疫苗的相关资料作为知识载体和思维平台，引导学生综合运用所学知识分析、推理并解决真实情境中的问题，感悟科学文化精神，提升学科核心素养水平。通过绘制概念图，帮助学生理解疫苗作用机制，加深对特异性免疫的理解，同时深化生命观念。

3.3 检测新冠病毒

通过接种新冠病毒疫苗，保护了易感人群，但与此同时，还要及时发现人群中的传染源，对他们进行隔离和治疗，以此最大程度阻断疫情的传播和扩散。

教师继续提问：在疫情中，你经历过哪些检测传染源的方法？这些检测方法的原理是什么？经过思考与讨论，学生们认同新冠病毒抗原检测盒基于免疫学理论设计和开发，但对于抗原检测原理模糊不清。教师顺势提供新冠病毒抗原检测（胶体金法）相关资料、试剂盒和平板电脑。首先，教师在平板电脑上呈现三幅检测结果图，让学生判断出阳性、阴性和无效三种结果。接着教师带领学生打开试剂盒拿出内部的“小纸条”，同时在平板电脑上呈现新冠病毒抗原检测原理图（见图2），引导学生结合相关资料完成以下任务：①分别找出三种抗体并分别镶嵌在“小纸条”中的位置，解释抗体1所在的金垫区呈现出紫色的原因。②说出三种抗体中，哪些可以跟随样本溶液移动，哪些固定在“小纸片”上不能移动。③分析三种抗体分别与哪种物质发生特异性结合。④在平板电脑上移动相关抗体，分别模拟出阳性和阴性结果，并做出简要描述。⑤尝试总结抗原检测原理。

经过分析、讨论、展示，学生对抗原检测原理有了更深刻的见解。最后，教师补充抗原诊断在早孕检测、ABO血型鉴定以及某些病原体诊断等方面的广泛应用。

设计意图：引入新冠病毒抗原检测情境，以任务探究作为辅助，引导学生充分利用教师提供的资料、试剂盒以及平板电脑等学习工具，运用已有知识分析、推理、演绎并阐释新冠病毒抗原检测原理，在知其所以然中提升科学思维能力。最后，教师拓展免疫诊断在生活情境中的运用，进一步提升学生对于真实情境的综合分析能力。

3.4 治疗新冠重者患者

疫苗接种保护了易感人群，抗原检测甄别了传染源，但积极治疗感染新冠病毒的重症患者，是践行“人民至上，生命至上”的重要一环。

教师介绍我国首例新冠感染重症患者肺移植治疗以及康复者血清治疗新冠肺炎重症患者的案例，并引导学生结合教材第83页“思考·讨论”部分思考以下问题串：进行器官移植前为什么要检查供体和受体之间的组织相容性？其相似度大于多少才符合移植标准？器官移植患者为何要服用免疫抑制剂类药物？该药有何副作用？服药患者在生活中有哪些注意事项？如何解决供体器官短缺的现状？为何康复者的血清能治疗新冠肺炎重症患者？该疗法可能存在哪些风险？还有哪些血清疗法的实例？经过讨论、回答，学生们认同免疫治疗在新冠疫情中发挥的积极作用。教师继续引导学生进一步分析、解决相关问题，更加全面地了解免疫治疗在临床上的应用。

最后，教师播放短片《最美逆行者》介绍中国三年的抗疫成果，并提出问题：在抗疫期间，党和国家为践行“人民至上，生命至上”的初心使命做出了哪些努力？成果如何？作为高中生又能做些什么？

设计意图：引入新冠病毒重症患者治疗的情境，以问题为导向，引导学生积极运用所学知识，解释器官移植、血清疗法以及肿瘤免疫治疗中的免疫学原理。在探讨器官短缺问题的过程中，认同器官捐献，合理分配器官等社会责任行为，提升自身的科学素养。最后，通过短片引发学生情感上的共鸣，升华学生的家国情怀，引导其在讨论和实践中进一步增强社会责任意识。

4 教学反思

本节课围绕教学目标，创设新冠病情的预防、诊断和治疗的主线式情境，贯穿课堂始终。在教学过程中，以真实情境为起点、以背景资料作为辅助、以任务探究和问题讨论作为知识载体和思维平台，引导学生通过归纳、分析、推理等方式，对免疫学的应用不断深挖，最终能解释疫苗应用、抗原检测以及器官移植中的免疫学原理。在此过程中提升学生科学思维能力、发展生命观念，同时认同器官捐献行为，在感悟中国抗疫精神的过程中，增强社会责任意识。此外，教师在课前对学情、情境、资料、问题和任务的有机整合，是高效落实教学目标的关键。相较于传统教学模式，主线式情境课堂能有效地激活学生学习兴趣，促使学生融入课堂，享受课堂。^［2］在教学过程中，学生通过解决真实情境中的问题，既强化了生物学概念的理解和运用，又实现了生物学学科核心素养的提升。

参考文献

［1］任丹丹，郭秋荣，严惠馨.基于科研情境的问题驱动式教学——以“生物技术与工程”专题复习为例［J］.生物学教学，2023，48（1）：19-21．

［2］华怡平，王春喜.基于真实情境下问题解决的“生物与环境”复习课教学设计［J］.生物学通报，2022，57（6）：35-37．