姚 燕

（南京師范大學(xué)附屬中學(xué)秦淮科技高中 江蘇南京 210022）

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（Project-Based Learning，PBL）是一種以問題驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)，以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)執(zhí)行項(xiàng)目的教學(xué)和學(xué)習(xí)方法。將PBL教學(xué)法應(yīng)用在高中生物課堂教學(xué)中，學(xué)生能夠主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，在親歷提出問題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律等過程中習(xí)得生物學(xué)知識(shí)，養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)及創(chuàng)新實(shí)踐能力。單元整體設(shè)計(jì)主要是針對高中生物教學(xué)中的不同主題，從“長效學(xué)習(xí)”的角度進(jìn)行學(xué)科教學(xué)的整體籌劃，注重學(xué)科知識(shí)整體化、結(jié)構(gòu)性的構(gòu)建。基于PBL項(xiàng)目學(xué)習(xí)的單元整體設(shè)計(jì)是在生物學(xué)科中落實(shí)核心素養(yǎng)的重要渠道。下面以人教版“免疫調(diào)節(jié)”為例，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式開展單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，以期為高中生物教學(xué)提供一定的參考。

1 精心選題，項(xiàng)目準(zhǔn)備

1.1 課例的源起

2019年底新型冠狀病毒肺炎疫情席卷全世界?！靶鹿凇币咔榉揽刂械难芯糠椒ê脱芯砍晒澈筇N(yùn)藏著豐富的生物學(xué)科知識(shí)。結(jié)合新冠疫情，生物教師可以深度挖掘?qū)W科育人價(jià)值，指導(dǎo)學(xué)生理解生命以及生物學(xué)，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，以此體現(xiàn)立德樹人的教育理念?！懊庖哒{(diào)節(jié)”屬于人教版高中生物選修性必修1第四章的內(nèi)容。筆者以“新冠肺炎”為主題單元，對生物選修班的學(xué)生進(jìn)行了單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)的研究與實(shí)踐。

1.2 基于PBL學(xué)習(xí)的單元教學(xué)設(shè)計(jì)框架

本主題單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)主要包含單元學(xué)習(xí)目標(biāo)、課時(shí)任務(wù)劃分、單元教學(xué)流程以及單元教學(xué)評價(jià)等。以學(xué)生小組活動(dòng)的方式組織教學(xué)內(nèi)容，基于PBL學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)框架如圖1所示。

1.3 單元目標(biāo)定位

“內(nèi)容聚焦大概念”作為高中生物課程的基本理念，能夠有效支撐生物核心素養(yǎng)的養(yǎng)成與提升。在大概念的基礎(chǔ)上再概括、提煉出生物學(xué)獨(dú)特的核心素養(yǎng)——生命觀念，同時(shí)在學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程中發(fā)展科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等學(xué)科核心素養(yǎng)。本單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)以新型冠狀病毒肺炎為案例，建構(gòu)免疫系統(tǒng)能夠抵御病原體的侵襲，識(shí)別并清除機(jī)體內(nèi)衰老、死亡或異常的細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)機(jī)體穩(wěn)態(tài)的重要概念。本單元的教學(xué)目標(biāo)為：

①能從結(jié)構(gòu)與功能觀，穩(wěn)定與平衡觀，進(jìn)化與適應(yīng)觀說出免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，認(rèn)識(shí)免疫調(diào)節(jié)在機(jī)體穩(wěn)態(tài)中的重要作用。

②結(jié)合新冠肺炎疫情，嘗試建立模型并運(yùn)用比較、分析與綜合、指著性思維等發(fā)展科學(xué)思維習(xí)慣和能力。

③基于事實(shí)和證據(jù)，審視生物學(xué)社會(huì)議題，辨別偽科學(xué)，主動(dòng)承擔(dān)抗疫責(zé)任，制定并踐行健康生活計(jì)劃。

④能夠向他人宣傳預(yù)防艾滋病及新冠肺炎等傳染病知識(shí)，并主動(dòng)宣傳不食用野生動(dòng)物的健康方式。

1.4 課時(shí)任務(wù)劃分

以2019年人教版選修性必修1第四章“免疫調(diào)節(jié)”為例，本單元知識(shí)與2017年版教材相比，知識(shí)容量由一節(jié)擴(kuò)增為一個(gè)章節(jié)，學(xué)時(shí)也有所增加。單元整體設(shè)計(jì)將以學(xué)生小組活動(dòng)的方式組織教學(xué)內(nèi)容。首先，教師呈現(xiàn)新冠肺炎的疫情并共享相關(guān)知識(shí)，征集學(xué)生希望了解和探究的相關(guān)問題，編寫預(yù)習(xí)案例。學(xué)生適當(dāng)分組并認(rèn)領(lǐng)探究問題，進(jìn)行合作探究。本單元?jiǎng)澐譃?課時(shí)，由小組合作探究，交流分享（表1）。整個(gè)活動(dòng)項(xiàng)目任務(wù)分為3個(gè)階段：準(zhǔn)備與起動(dòng)，設(shè)計(jì)與實(shí)施，匯報(bào)與評估。項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)中驅(qū)動(dòng)性問題動(dòng)態(tài)研討生成，研究目標(biāo)多方向自主認(rèn)領(lǐng)。

2 重組規(guī)劃，項(xiàng)目起動(dòng)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)聚焦于超越課本知識(shí)點(diǎn)的概念，意味著要突破單課時(shí)制，要以若干節(jié)課對一個(gè)概念完整理解的視角來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在課程開始之前，教師進(jìn)行資源整理，發(fā)布資源共享包，展示一段新聞資料：新型冠狀病毒肺炎疫情席卷全世界，感染者多出現(xiàn)發(fā)熱、乏力、干咳和呼吸困難等癥狀。中國科研團(tuán)隊(duì)近日在美國《科學(xué)》雜志在線發(fā)表論文說，他們發(fā)現(xiàn)了兩種可有效阻斷新冠病毒感染的人源單克隆抗體，有望用于抗新冠藥物和疫苗的研發(fā)。學(xué)生對該新聞中產(chǎn)生較多探索的興趣：這次疫情是如何發(fā)生的？新型冠狀病毒長什么樣？它如何繁殖后代？人體怎樣應(yīng)對病毒的感染？為何會(huì)使患者出現(xiàn)以上癥狀甚至死亡？什么是單克隆抗體？疫苗是什么？人們最終將如何戰(zhàn)勝它？學(xué)生根據(jù)問題驅(qū)動(dòng)，分組查找資料，合作探究。每課時(shí)由相應(yīng)的小組進(jìn)行全班展示和匯報(bào)，通過一個(gè)個(gè)遞進(jìn)式的活動(dòng)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)的推進(jìn)。每節(jié)課的活動(dòng)形式豐富多樣，有視頻觀看、知識(shí)競賽、學(xué)科討論、繪制表格和概念圖、撰寫論文、制作海報(bào)等，比傳統(tǒng)的課堂更具有學(xué)習(xí)實(shí)踐形態(tài)。

3 階段拓展，項(xiàng)目推進(jìn)

項(xiàng)目學(xué)習(xí)的出發(fā)點(diǎn)是真實(shí)的情境，從生活和實(shí)際中真實(shí)問題出發(fā)，在全體學(xué)習(xí)小組成員積極參與的過程中，逐步驅(qū)動(dòng)學(xué)生們的深度學(xué)習(xí)，讓每一位參與的學(xué)生都能主動(dòng)去獲取知識(shí)、引發(fā)思考、提升能力，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與熱情。部分課時(shí)活動(dòng)片段如下。

3.1 認(rèn)識(shí)我們的免疫系統(tǒng)

3.1.1 活動(dòng)過程

活動(dòng)①：構(gòu)建免疫系統(tǒng)模型（結(jié)構(gòu)與功能觀）。在學(xué)生觀看視頻《新冠肺炎感染傳播防護(hù)全過程》后，教師提出問題：我們的身體時(shí)刻都處在病毒等病原體的包圍中，但我們并沒有感覺難受，原因何在？病毒在人體內(nèi)會(huì)遭遇什么樣的抵抗活動(dòng)？閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生小組討論后，回答模擬人體應(yīng)對病毒的過程，構(gòu)建“人體免疫系統(tǒng)的三道防線”的模型，初步建立免疫系統(tǒng)具有防御功能的觀點(diǎn)。

活動(dòng)②：討論病毒和免疫關(guān)系（進(jìn)化與適應(yīng)觀、平衡與穩(wěn)態(tài)觀）。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：人類為何感染了新型冠狀病毒后顯得免疫力這么低下呢？持續(xù)發(fā)熱是什么原因？學(xué)生討論后說出：在人類進(jìn)化的過程中，新型冠狀病毒處于“缺席”的狀態(tài)，免疫系統(tǒng)對它沒有任何記憶。一旦感染，機(jī)體對它劇烈的反應(yīng)容易造成致病性損傷。病毒的繁殖周期又非常短，所以當(dāng)它們突破人的第一、二道防線后，在第三道防線產(chǎn)生作用前，就已經(jīng)大量繁殖了，從而引起人相關(guān)器官功能下降，引起人體的穩(wěn)態(tài)失衡。人體體溫的上升有利于抵御病毒；但是體溫持續(xù)偏高，也嚴(yán)重影響了幾乎所有酶的活性，從而影響了人體的正常代謝。學(xué)生能夠從進(jìn)化與適應(yīng)、平衡與穩(wěn)態(tài)的角度解釋病毒和人體免疫系統(tǒng)的關(guān)系。

活動(dòng)③：聯(lián)系實(shí)際解決問題（平衡與穩(wěn)態(tài)觀）。教師提出問題：什么是無癥狀感染者？小組通過查閱資料，聯(lián)系知識(shí)，解決實(shí)際問題：無癥狀感染者有三種情況：①隱性感染，傳染性較低；②既往感染已自愈，傳染性很低；③處于潛伏期，具有傳染性。目前，我國絕大多數(shù)無癥狀感染者屬于前兩類，傳染性很低。

活動(dòng)④：關(guān)注免疫系統(tǒng)功能（結(jié)構(gòu)與功能觀）。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：病原體均為RNA病毒的艾滋病和新冠肺炎在傳播途徑、致病機(jī)理和癥狀等方面有什么異同點(diǎn)呢？小組開展相關(guān)知識(shí)競賽，通過競賽過程關(guān)注免疫系統(tǒng)防御、自穩(wěn)和監(jiān)視功能。課后，小組合作完成有關(guān)新冠肺炎和免疫系統(tǒng)相關(guān)宣傳海報(bào)，并進(jìn)行互評和教師點(diǎn)評反饋。

3.1.2 活動(dòng)反思

學(xué)生通過系列活動(dòng)，從生命觀念的視角認(rèn)識(shí)免疫系統(tǒng)。教師借助真實(shí)的問題情境，設(shè)計(jì)以生物學(xué)概念或觀念為中心的學(xué)習(xí)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，使學(xué)生深化理解概念，進(jìn)而形成觀念。

3.2 新冠病毒和特異性免疫

3.2.1 活動(dòng)過程

教師提出問題：從歷史上看，曾有不少危及人類生命的疾病，例如天花、白喉、脊髓灰質(zhì)炎、百日咳等都是因?yàn)橛辛艘呙缡艿接行Ф糁?。什么是疫苗？它如何起作用？為何需要多次接種？疫苗是指利用各類病原微生物制作的用于預(yù)防接種的生物制品，注射到人體后，引發(fā)人的特異性免疫，迅速識(shí)別并清除相應(yīng)病原體，從而有效地避免人罹患相應(yīng)的患病。疫苗分為預(yù)防性疫苗和治療性疫苗。現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)的多為預(yù)防性疫苗，主要機(jī)理是產(chǎn)生中和性抗體以切斷病毒感染機(jī)體正常細(xì)胞的路徑。最近有公司研發(fā)新冠病毒防治結(jié)合型疫苗，主要是通過誘導(dǎo)T細(xì)胞免疫，既可以清除患者體內(nèi)病毒，也可以預(yù)防健康人員感染。

①學(xué)生閱讀學(xué)案，個(gè)人自學(xué)如抗原、抗體、B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞、細(xì)胞因子、記憶細(xì)胞、漿細(xì)胞、輔助性T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞、靶細(xì)胞等一般概念。②組內(nèi)討論，嘗試建模。每組學(xué)生利用印有免疫圖片或者文字的卡片，配合簡要文字，根據(jù)資料構(gòu)建體液免疫和細(xì)胞免疫的基本概念圖。③小組交流和評價(jià)。④完善修正，數(shù)學(xué)建模。完成體液免疫中二次免疫的數(shù)學(xué)模型，理解記憶細(xì)胞的作用途徑。⑤建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，合作反饋。小組完善相關(guān)模型圖文，進(jìn)行知識(shí)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)，比較兩種免疫的區(qū)別和聯(lián)系（圖2）。實(shí)施方案后，進(jìn)行評價(jià)反饋。

圖2 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)

3.2.2 活動(dòng)反思

在建?；顒?dòng)中，學(xué)生梳理概念之間的相互關(guān)系，經(jīng)過不斷修正的思維體驗(yàn)對概念的形成更有意義。同時(shí)先有個(gè)人的獨(dú)立思考，后有小組內(nèi)的合作探討，還有小組間的評價(jià)修正。這樣的合作學(xué)習(xí)能鍛煉學(xué)生科學(xué)探究能力，讓不同層次的學(xué)生各有收獲。

3.3 新冠肺炎的檢測、治療和預(yù)防

3.3.1 活動(dòng)過程

教師提出問題：對于疑似病例如何檢測、治療并預(yù)防新冠肺炎發(fā)生呢？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)，查閱相關(guān)資料，從多個(gè)角度思考設(shè)計(jì)方案，如CT、血常規(guī)檢查、分子診斷、藥物治療等方案，并討論各方案利弊。

學(xué)生查閱資料后，了解到：檢測傳染病的策略通常有兩類，檢測病原體本身的RNA或是其特有的蛋白質(zhì)抗原。另外就是檢測人體為了抵抗病原體而產(chǎn)生的抗體。方案1：檢測病毒RNA序列，通過提取病人樣本中的RNA，再利用RT-PCR（反轉(zhuǎn)錄后PCR）擴(kuò)增。通過擴(kuò)增反應(yīng)將樣本中微量的病毒信息加以放大，最后以熒光的方式讀取信號(hào)。如果PCR之后信號(hào)為陽性，那么就可以說樣本中存在病毒。這種方法準(zhǔn)確性更高。方案2：檢測病毒抗原，通過體細(xì)胞雜交技術(shù)制作單克隆抗體，利用抗體與病毒抗原特異性雜交（Western-blotting）進(jìn)行確診。這種方法不足是在感染之初病原體抗原含量較低，容易出現(xiàn)假陰性。方案3：檢測體液中抗體，可利用基因工程方法將獲得的病毒抗原與疑似患者體液中的抗體進(jìn)行抗原—抗體雜交檢測。這種方法的問題是因?yàn)榭贵w產(chǎn)生需要時(shí)間且免疫功能較弱的病人抗體量很低，容易造成假陰性。

新冠肺炎的治療方案也可以有很多思路，圍繞機(jī)體和病毒的關(guān)系尋找突破口，理出藥物研發(fā)的多樣化思路。新冠肺炎的預(yù)防方案則包括針對病原體易感人群、傳播途徑和疫源地等措施。接種疫苗是國際上普遍采用的預(yù)防措施，但是疫苗具有一定的局限性，如不能應(yīng)對新冠病毒快速的突變。目前勤洗手、多飲水、提升免疫力、減少聚集、拒絕接觸和食用野生動(dòng)物是最切實(shí)可行的方法。

教師可以“如何提高免疫力”為主題，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、文獻(xiàn)查閱等方式，分析民眾廣為流傳的各類防治措施，引導(dǎo)學(xué)生基于生物學(xué)觀點(diǎn)辨別并揭穿偽科學(xué)，制定并踐行健康生活計(jì)劃。在小組合作討論的基礎(chǔ)上，形成主題研究報(bào)告，并用PPT和錄制微課的形式展示研究成果，同學(xué)之間進(jìn)行交流、評價(jià)。

3.3.3 活動(dòng)反思

新冠肺炎的檢測、治療和預(yù)防等方案的設(shè)計(jì)思路及比較利弊的過程既是正確生命觀念的形成過程，也是科學(xué)思維的完善過程。學(xué)生利用所學(xué)解決實(shí)際問題，加深對科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)。之后，學(xué)生還可對相關(guān)技術(shù)手段如PCR、單克隆抗體、疫苗的制備等進(jìn)行進(jìn)一步的探究。我國新冠疫苗研發(fā)的5條技術(shù)路線也可作為深入探究材料。

4 學(xué)習(xí)評價(jià)，落實(shí)素養(yǎng)

評價(jià)是教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是一種基于證據(jù)的推理，沒有評價(jià)的教學(xué)是一種無目標(biāo)的教學(xué)。評價(jià)任務(wù)的設(shè)計(jì)必須與目標(biāo)相匹配，形式包括傳統(tǒng)的紙筆測驗(yàn)、表現(xiàn)性評價(jià)、協(xié)作問題解決、學(xué)生論文或作品等。本單元的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括：①具有結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)定與平衡觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀，能用模型、概念圖來認(rèn)識(shí)免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，從系統(tǒng)與相互作用及信息的視角闡釋生命本。②能夠從疫苗的種類、作用機(jī)理及不良反應(yīng)等方面，認(rèn)識(shí)免疫調(diào)節(jié)在機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)中的重要作用。③能夠結(jié)合新冠肺炎疫情，搜集有關(guān)信息，利用免疫學(xué)應(yīng)用知識(shí)，設(shè)計(jì)并比較多種診治新冠肺炎的方法。④能夠基于事實(shí)和證據(jù)，審視生物學(xué)社會(huì)議題，提出自己的見解并加以評論，辨別偽科學(xué)，制定并踐行健康生活計(jì)劃。⑤能夠向他人宣傳預(yù)防艾滋病及新冠肺炎等傳染病知識(shí)，并主動(dòng)宣傳不食用野生動(dòng)物的健康方式。

本章節(jié)采用單元設(shè)計(jì)，依托社會(huì)熱點(diǎn)與真實(shí)情境的問題解決，增強(qiáng)知識(shí)的系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化。課前互動(dòng)式自學(xué)，課中集中展示與評估的深度教學(xué)過程，將項(xiàng)目學(xué)習(xí)的課外與課內(nèi)活動(dòng)有機(jī)結(jié)合起來。每個(gè)環(huán)節(jié)均以學(xué)生為主體，通過學(xué)生的主動(dòng)探究，完成知識(shí)的重組和技能的提升。教師用實(shí)實(shí)在在的系列課題、任務(wù)或活動(dòng)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，落實(shí)了核心素養(yǎng)的培育。