李海峰 陸奇 李世平

揚(yáng)州大學(xué)（江蘇省揚(yáng)州市 225009）

以STEAM 課程為代表的跨學(xué)科整合課程改革浪潮受到了全世界國家的普遍關(guān)注，這一改革趨勢(shì)很大程度上影響了我國新時(shí)期的課程改革和課程理念變化[1]。2014 年我國《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》要求學(xué)校課程重心從“學(xué)科知識(shí)傳遞”向“核心素養(yǎng)培育”轉(zhuǎn)變也表明著新時(shí)代我國課程改革開始指向培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。安桂清認(rèn)為，“課程統(tǒng)整”由于其契合了核心素養(yǎng)的整體性、情境性和具身性的各種特質(zhì)，同時(shí)其有望突破原來學(xué)科本位整合在學(xué)校課程建設(shè)上難以突破的困境，因此課程統(tǒng)整成為當(dāng)下以學(xué)生核心素養(yǎng)為指向的課程開發(fā)和實(shí)施的必然指向，其中學(xué)校課程的整合方式也應(yīng)體現(xiàn)為三個(gè)層面的整合，分別是：課程方案層面、科目層面以及通過主題/單元教學(xué)為樣式的課堂層面。同時(shí)教授還指出，課程統(tǒng)整的方式離不開主題、學(xué)科統(tǒng)合，其中又以科技整合和主題模式最常用。高中生物是一門比較特殊的學(xué)科，不僅有很多的概念、變量和公式，還與其他學(xué)科之間有著緊密的聯(lián)系，天然能夠滿足作為課程統(tǒng)整立足點(diǎn)的要求[2]，因此在生物學(xué)課程當(dāng)中應(yīng)用主題教學(xué)能夠?qū)W(xué)科內(nèi)容以及跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，符合課程統(tǒng)整理念要求，在生物學(xué)當(dāng)中應(yīng)用主題教學(xué)能夠使學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)有更系統(tǒng)的認(rèn)知和更高層次的構(gòu)建，幫助學(xué)生以可視化的高階思維來探索和應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，促進(jìn)課程改革有效落實(shí)。

1 教學(xué)實(shí)施對(duì)象分析

本教學(xué)研究的對(duì)象為高中生物主題教學(xué)，因此對(duì)于教學(xué)對(duì)象的分析也是研究的一環(huán)。教學(xué)實(shí)施對(duì)象為高二第二學(xué)期的學(xué)生，在已經(jīng)學(xué)習(xí)了生物學(xué)必修一、必修二、選修一穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)等教材。對(duì)于人體免疫過程、病毒增殖過程已經(jīng)有了相當(dāng)程度的了解，并且也有了物理、化學(xué)等學(xué)科的基本知識(shí)儲(chǔ)備，因此具有整合相關(guān)學(xué)科內(nèi)容的知識(shí)基礎(chǔ)；經(jīng)過一年半高中生物、物理、化學(xué)等實(shí)驗(yàn)學(xué)科的思維訓(xùn)練，能夠初步自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思路的設(shè)計(jì)。當(dāng)下，因?yàn)閷m頸癌致病HPV 病毒的發(fā)現(xiàn)及其疫苗成為社會(huì)熱點(diǎn)，學(xué)生對(duì)于了解與其有關(guān)的內(nèi)容會(huì)有相當(dāng)?shù)呐d趣，因此設(shè)定與預(yù)防公共衛(wèi)生安全事件相關(guān)的主題能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

2 教學(xué)目標(biāo)確立

課程標(biāo)準(zhǔn)是教學(xué)的直接依據(jù)，也是衡量教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)。而主題教學(xué)是圍繞主題設(shè)立活動(dòng)，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行二次組織，在盡量真實(shí)的情景中進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，因此在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時(shí)既要考慮到課程標(biāo)準(zhǔn)，也要兼顧主題。本研究預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）通過問題驅(qū)動(dòng)，促使學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，嘗試構(gòu)建病毒增殖流程圖，加深對(duì)病毒侵染過程的理解。在情境中了解病毒對(duì)人體的危害，加強(qiáng)公共衛(wèi)生安全意識(shí)。

（2）通過構(gòu)建“人體免疫的三道防線”概念模型，建立人體免疫系統(tǒng)具有防偽功能的觀點(diǎn)。

（3）通過了解HPV 疫苗的作用機(jī)理，結(jié)合體液免疫相關(guān)知識(shí)，自主總結(jié)體液免疫流程圖，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維。

（4）通過了解預(yù)防宮頸癌的重要手段，倡導(dǎo)健康文明的生活方式。

3 主題設(shè)計(jì)及教學(xué)實(shí)施建議

為了讓主題教學(xué)結(jié)構(gòu)合理化，方法多樣化，內(nèi)容多元化，教學(xué)時(shí)可以在主要主題“HPV 的了解和預(yù)防”下分別設(shè)定不同的次主題，并且在每個(gè)次主題下設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)：

次主題一：【病毒的性質(zhì)和傳播】

教學(xué)如果能從學(xué)生原有知識(shí)出發(fā)，從已知推未知，不但能夠加深學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解，還能訓(xùn)練學(xué)生的邏輯推理和歸納能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。例如，在教學(xué)當(dāng)中為了引入主題“HPV病毒”可以先創(chuàng)設(shè)一個(gè)情景：宮頸癌屬于一個(gè)惡性腫瘤疾病，位于我國女性惡性疾病發(fā)病死亡率的第二位。研究表明宮頸癌的發(fā)病于HPV 病毒密切相關(guān)。請(qǐng)問如果讓你檢驗(yàn)HPV 病毒的存在，你要怎么做？能否使用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行檢驗(yàn)？通過情景的創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，并且問題的設(shè)置也能與學(xué)生原有知識(shí)產(chǎn)生聯(lián)系，做到從已知推未知。

除此之外，為向后面教學(xué)內(nèi)容做鋪墊，還可以繼續(xù)設(shè)置教學(xué)活動(dòng)：根據(jù)你日常生活中的了解，病毒的傳播一般都有哪些方式？病毒侵入人體后是如何增殖的？能否運(yùn)用所學(xué)知識(shí)構(gòu)建一個(gè)病毒增殖的過程圖？通過這些活動(dòng)，可以復(fù)習(xí)關(guān)于病毒增殖的相關(guān)知識(shí)，進(jìn)而與后面關(guān)于人體免疫三大防線的相關(guān)教學(xué)生聯(lián)系。

次主題二：【HPV 病毒感染人體的機(jī)理】

首先為了引入人體免疫三大防線，除了在前一個(gè)主題的鋪墊外，還需要根據(jù)材料進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的設(shè)定。例如：資料表明HPV病毒感染人體的途徑有皮膚接觸傳播，直接接觸帶病毒的分泌物傳播等等。病毒進(jìn)入人體后會(huì)以人體基底細(xì)胞表面表達(dá)的特異性蛋白為受體，進(jìn)行侵染，只要人體皮膚或者黏膜受到損傷，病毒就會(huì)趁虛而入，感染基底細(xì)胞。人體感染該病毒后，如果機(jī)體免疫力夠強(qiáng)，就會(huì)有大量的吞噬細(xì)胞來到受感染部位對(duì)病毒進(jìn)行吞噬滅殺。那么請(qǐng)問：1.為什么病毒不能直接通過人體的皮膚和黏膜組織感染人體？這說明人體有什么樣的防衛(wèi)機(jī)制？通過該提問，學(xué)生很容易就可以聯(lián)想到人體三大防線的相關(guān)知識(shí)。在學(xué)生將情景與所學(xué)產(chǎn)生聯(lián)系之后，我們繼續(xù)追加設(shè)定教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生結(jié)合教材建立“人體免疫三道防線”的概念表格。此舉可以加強(qiáng)學(xué)生的自主探究能力。

表1 人體三道防線

次主題三：【病毒的預(yù)防】

提升學(xué)生科學(xué)思維很重要的一個(gè)方式就是培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建模型的能力。我們可以嘗試在教學(xué)中設(shè)立構(gòu)建數(shù)學(xué)模型和教學(xué)活動(dòng)。例如：根據(jù)材料可知，目前，人們雖然已經(jīng)在研制對(duì)抗該病毒的特效藥，但最主要的預(yù)防途徑之一是對(duì)工作生活環(huán)境進(jìn)行病毒消殺以及對(duì)所接觸的物品進(jìn)行消毒，對(duì)物品進(jìn)行消毒主要有高溫消毒和酒精消毒兩種方式。研究表明該病毒具有熱敏感性，暴露在紫外線下或處于56℃環(huán)境中30min 可滅活。提問一下大家是否知道高溫消毒是什么樣的原理？溫度與消毒時(shí)間之間有什么樣的關(guān)系？能否嘗試畫一條曲線圖（數(shù)學(xué)模型）來表達(dá)這樣的關(guān)系？通過聯(lián)系材料和學(xué)生已掌握知識(shí)讓學(xué)生思考溫度和消毒時(shí)間的關(guān)系，其本質(zhì)就是引導(dǎo)學(xué)生想到溫度會(huì)使蛋白質(zhì)失活，從而影響酶的活性。將影響酶活性的因素進(jìn)行轉(zhuǎn)化，與情景材料相聯(lián)系。

圖1

1.此外，還可以設(shè)置實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。比如：要求學(xué)生思考除了高溫消毒之外，還有哪些可以消毒的方式？能否以這些消毒方式為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)？

次主題四：【HPV 疫苗】

次要主題的設(shè)置不是為了將教學(xué)內(nèi)容分割，而是為了使教學(xué)更加系統(tǒng)，更有層次，因此為了不讓前后教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生割裂感，該主題應(yīng)與前面的教學(xué)內(nèi)容建立聯(lián)系。例如：除了做好消毒措施之外，還有一種很重要的預(yù)防措施就是注射疫苗。HPV 疫苗的類型按照功能來分主要有預(yù)防性疫苗和治療型疫苗兩種。由于我國滅活疫苗制造工藝比較久遠(yuǎn)，技術(shù)較成熟，安全性較高，因此國內(nèi)上市的疫苗中大部分為滅活疫苗。滅活疫苗一般是通過動(dòng)物或者細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，在病毒潛伏期結(jié)束時(shí)收獲病毒，再通過化學(xué)或物理方法將病毒滅活，最后經(jīng)過其他制造工藝稀釋滅菌過濾成制劑。此外，滅活病毒通常只引起體液免疫。

提問：結(jié)合這節(jié)課前面學(xué)習(xí)的內(nèi)容，說說為什么要在潛伏期結(jié)束再收獲病毒？該問題的設(shè)置既能夠讓教學(xué)內(nèi)容前后呼應(yīng)，還可以進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)病毒增殖過程的理解。

此外，疫苗所涉及的知識(shí)非常廣泛，除了病毒增至之外，還可以與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，人體免疫做關(guān)聯(lián)。例如，可以讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，用多種方式檢測(cè)疫苗當(dāng)中的活性成分，即它的蛋白質(zhì)外殼。由于要求的是多種方法，因此學(xué)生如果只拘泥于生物學(xué)一種學(xué)科肯定是不能滿足要求的，這就促使他們想到其他學(xué)科當(dāng)中是否還有鑒定蛋白質(zhì)的方式，比如化學(xué)學(xué)科當(dāng)中加入濃硝酸的方式。這種教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)可以將不同學(xué)科中相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系整合，即能夠發(fā)掘?qū)W生的潛力，又能夠契合主題教學(xué)的主旨。

次主題五：【人體免疫】

同樣從疫苗的作用機(jī)理延伸開，可以設(shè)定一個(gè)有關(guān)人體免疫的次主題，該主題的設(shè)計(jì)也能夠幫助課堂前后呼應(yīng)，在該主題當(dāng)中，可以嘗試讓學(xué)生自學(xué)，結(jié)合教材用細(xì)胞名稱、箭頭、物質(zhì)名稱和必要的文字說明來自主繪制一個(gè)體液免疫流程圖。學(xué)生通過該活動(dòng)可以提升學(xué)習(xí)探究的能力，鞏固知識(shí)，同時(shí)構(gòu)建流程圖也能培養(yǎng)歸納推理的能力。

之后，為了充分挖掘人體免疫這一主題下的教學(xué)內(nèi)容，通過創(chuàng)設(shè)二次免疫的情景讓學(xué)生構(gòu)建人體內(nèi)抗體濃度隨時(shí)間變化的曲線（數(shù)學(xué)模型），可以加深學(xué)生對(duì)體液面葉和二次免疫應(yīng)答的理解，培養(yǎng)科學(xué)思維。

圖2

次主題六：【HPV 與社會(huì)】

最后，課程統(tǒng)整下的主題教學(xué)不應(yīng)該只是學(xué)科內(nèi)的自我統(tǒng)整，而是與社會(huì)相聯(lián)系，以社會(huì)提議為核心的統(tǒng)整，因此次主題的設(shè)定也必將體現(xiàn)出主題當(dāng)中的社會(huì)屬性。在教學(xué)時(shí)，可以就“女性是否需要在早期接種HPV 疫苗”舉行一個(gè)辯論賽，無論是正方還是反方都需要搜集證據(jù)，闡明自己的論據(jù)來支持自己的理由。這樣的教學(xué)活動(dòng)可以促使學(xué)生主動(dòng)分組分工進(jìn)行活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。辯論資料涉及多學(xué)科，多方面，有利于統(tǒng)整多學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，符合主題教學(xué)的主旨。

次主題七【課后留疑】

課程統(tǒng)整不局限與課堂，因此統(tǒng)整理念下的主題教學(xué)也不應(yīng)該局限于課堂，教學(xué)時(shí)可以通過課后作業(yè)的方式讓學(xué)生在課后也能自主學(xué)習(xí)，補(bǔ)充完身自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)整以主題為核心的知識(shí)結(jié)構(gòu)。例如可以布置如下的課后思考題：今天的課堂上我們提到了一種很重要的免疫方式，體液免疫，但是人體免疫調(diào)節(jié)除了體液免疫是否還有其他的免疫方式？請(qǐng)大家今天課后回去在你自己已經(jīng)完成的體液免疫流程圖中，結(jié)合教材完善人體免疫流程圖，并思考如下的問題：

（1）疫苗的類型有滅活疫苗外，還有其他的疫苗種類，比如重組亞單位疫苗、RNA 疫苗、DNA 疫苗等自行上網(wǎng)搜索資料了解這些疫苗發(fā)揮作用的原理，并用自己的話描述其中的兩種 。

（2）根據(jù)自己完成的人體免疫流程圖，自行搜索資料并思考為什么被HIV 病毒入侵的人會(huì)產(chǎn)生免疫力低下的癥狀？

4 反思與討論

本教學(xué)研究嘗試?yán)酶８竦俚娜愂?xiàng)統(tǒng)整課程分類模式當(dāng)中的窠巢式統(tǒng)整類型，以當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)問題“HPV 的了解和預(yù)防”為主題，挖掘病毒增殖、病毒檢測(cè)、人體免疫以及疾病預(yù)防等與學(xué)生生活和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)有關(guān)的課程內(nèi)容，以學(xué)生課堂上自主構(gòu)建模型、總結(jié)流程圖以及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等為主要學(xué)習(xí)活動(dòng)提出一個(gè)適合高中生物課堂的主題教學(xué)方案。有利于學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)，將高中生物學(xué)中有關(guān)內(nèi)容與主題有關(guān)生活實(shí)際聯(lián)系起來，做到學(xué)以致用，能夠通過獨(dú)立思考或小組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，提升實(shí)驗(yàn)探究能力。

以社會(huì)熱點(diǎn)問題為教學(xué)的主題，可以促進(jìn)學(xué)生將教材知識(shí)與現(xiàn)實(shí)情境聯(lián)系起來，使書本知識(shí)活化，打通書本世界與生活世界的界限。學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的現(xiàn)實(shí)情境中接觸與主題相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)情境下分析問題的能力。教師通過圍繞主題設(shè)定預(yù)期可達(dá)到的，與主題內(nèi)容緊密關(guān)聯(lián)的教學(xué)目標(biāo)，能夠幫助學(xué)生通過主題串聯(lián)起相關(guān)知識(shí)碎片，構(gòu)建自身的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，具有整體性和系統(tǒng)性。

在學(xué)習(xí)過程中，給予學(xué)生自主探討的空間，能夠發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性作用，將教學(xué)目標(biāo)由知識(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)向融合了過程、方法、能力的目標(biāo)，符合核心素養(yǎng)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生在情景當(dāng)中解決問題的綜合能力的要求。

總體來說，本次教學(xué)研究基于主題教學(xué)模式，通過實(shí)驗(yàn)探究、情景導(dǎo)入、問題反思等方式培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任、科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)，學(xué)生具有這些核心素養(yǎng)的外在表現(xiàn)就是具備了學(xué)科內(nèi)在的相應(yīng)觀念和相應(yīng)技能，比如結(jié)構(gòu)與功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀等觀念，以及利用反應(yīng)的原理推理演繹在不同條件下的反應(yīng)結(jié)果、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)不同物質(zhì)或材料的理化性質(zhì)等技能，這些也是本次教學(xué)設(shè)計(jì)當(dāng)中主要涉及的高中生物學(xué)重要知識(shí)，具體闡述可見下圖。

圖3

最后，由于本人教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，教學(xué)研究當(dāng)中的部分教學(xué)實(shí)施建議可能不適用于實(shí)際教學(xué)環(huán)境，還需進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)踐研究，希望本人的思考能夠?yàn)樯飳W(xué)一線教師的教學(xué)活動(dòng)提供參考。