創設問題情境提升生物學學科核心素養的二輪復習策略
——以“艾滋病”專題為例

王雅婷

(福建省廈門實驗中學 廈門 361116)

生物學作為一門自然科學課程，在教學中應聚焦學科核心素養，彰顯學科育人價值。生物學科核心素養包括科學思維、科學探究、生命觀念、社會責任四個方面。其中科學思維和科學探究素養關注學生發現生物學問題、運用科學的思維方法、設計探究方案，認識事物、解決實際問題的能力。社會責任則要求學生能夠基于生物學的認識，參與個人與社會事務的討論，作出理性解釋和判斷，具備解決生產生活問題的擔當和能力。生物學科能力要求學生在學習生物學課程的過程中能形成穩定的心理特征，主要包括科學思維方式和解決生物學問題的基本能力[1]。故真實情境下的問題解決是高考和課程改革的趨勢所向，也是提升學生學科核心素養和學科能力的重要途徑。

高三生物學二輪復習具有承上啟下作用，是促進學生知識模塊化、提升知識運用能力的重要階段。多數教師在二輪復習時會依據教材的編排，劃分出代謝、遺傳、生態、實驗等幾大專題進行復習。二輪復習若僅借助概念圖梳理知識間聯系，雖對學生建構知識框架有一定助益，但仍停留在概念性知識本身，未很好地體現生物學理科屬性，學生也難以適應高考對實驗與探究能力、獲取信息能力和綜合運用能力的高要求。

基于以上方面考慮，利用社會熱點問題創設情境帶動二輪復習，串聯知識、建構知識體系、解決問題不失為一種能夠驅動、激勵學生學習興趣，培養學生生物學科核心素養和學科能力的良策。本文以社會熱點問題——艾滋病為例做了初步嘗試。

1 情境創設，設疑導入

展示網絡上引起熱議的艾滋病早期暴露后的自我保護材料，讓學生判斷阻斷藥是否真的可以阻止感染？它的阻斷機理是什么？問題情境設疑，引入圍繞艾滋病的專題復習。

情境材料： 在發生可能感染HIV的高危行為后的72小時內(時間越短越好)，服用HIV暴露前預防阻斷藥物(PEP)，有90%以上概率避免感染HIV。首選阻斷方案： 特魯瓦達(轉錄酶抑制劑)+拉替拉韋(整合酶抑制劑)。在服藥前、暴露后4～6周、3個月進行3次HIV檢測，確認是否罹患艾滋病。

2 串聯知識，滲透素養

生物學作為一門科學課程，應在教學中充分體現其理科和實驗科學屬性。故在教學內容組織上以艾滋病這個特例滲透認知傳染病的一般模式，即傳染源(病毒或細菌)、致病機理、傳播途徑和防治手段四個方面。在學案中以問題串的形式引導學生梳理相關知識內容，構建本專題相關知識框架： ①人們對生物進化過程中是先有病毒后有細胞還是先有細胞后有病毒存在爭論。你的觀點？請說明理由。②構成HIV病毒遺傳物質的4種堿基是否存在如A+G=T+C特定的數量關系？③根據遺傳物質的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。在最初發現HIV病毒時，科學家也需要通過實驗確定HIV的病毒類型。假設在宿主細胞內不發生堿基之間的相互轉換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出實驗思路、預期實驗結果及結論。④請結合HIV增殖過程圖(圖1)描述HIV在宿主細胞中的增殖過程，并寫出HIV病毒遺傳信息的傳遞過程。⑤艾滋病的致病機理是什么？艾滋病人的直接死因為何是病原體感染或惡性腫瘤？⑥艾滋病的主要傳播途徑有哪些？⑦HIV檢測主要檢測血清或血漿標本中的HIV-1/2特有抗體，請說明檢測原理。若想更為精確檢測，可采用何種方法？⑧你能想到哪些可能的艾滋病防治思路？

圖1 HIV增殖過程

通過以上問題串引導學生回憶并串聯與本專題相關的知識，如核酸的結構和組成、基因的表達、中心法則、體液免疫和細胞免疫過程、免疫系統的功能、抗原抗體雜交、基因檢測等零散知識，以實現二輪專題復習化零為整的目的。

問題③、④、⑤為本節復習重點，其中問題③來自2017年全國Ⅰ卷29題，創設認知病毒的一般思路情境考查實驗探究能力。此題既能考查學生對噬菌體實驗、核酸結構的理解和靈活運用能力，又能培養學生演繹與推理、創造性思維等科學思維素養和利用科學探究基本思路和方法設計實驗、預期結果及得出結論的科學探究素養；問題④借助HIV增殖過程圖復習基因的表達和中心法則，并在得出HIV病毒的中心法則后可回歸導入情境中的阻斷藥物的作用機制： 阻斷藥作用機理在于阻斷HIV病毒特有的逆轉錄過程，針對性較強且對人體的傷害相對較小；問題⑤艾滋病的致病機理可回歸免疫部分的復習，由于HIV攻擊處于體液免疫和細胞免疫核心位置的T細胞，故可通過對體液免疫和細胞免疫過程的詳細復習得出其對免疫系統的嚴重影響，進而降低免疫系統功能，導致病人死于病原體感染或癌癥。此部分內容可充分實現生命觀念素養中穩態與平衡觀的滲透。

問題⑥、⑦、⑧設問相對簡單，但社會主義核心價值觀和社會責任素養滲透價值較高。傳染病易造成社會恐慌就在于人們對傳播途徑和防治手段的認知較少。充分了解艾滋病的傳播途徑、檢測方法和防治手段尤為必要。結合導入創設的阻斷藥預防艾滋病的情境，培養學生以造福人類的態度和價值觀，積極運用生物學的認識和方法，關注社會議題，參與討論并作出理性解釋；主動向他人宣傳健康生活和關愛生命等知識的社會責任。鼓勵學生積極與家人、朋友分享關于艾滋病的相關知識；主動甄別網絡上的各類信息，利用所學進行理性判斷；關愛艾滋病人，不恐慌，不歧視。

3 補充材料，拓展提升

課堂教學從艾滋病早期暴露阻斷情境入手，利用問題串引導學生聯系相關知識，回歸情境完成分析判斷。課后教師可提供一些最新研究進展，供學生舉一反三，自主完成運用知識思考判斷的過程。例如，本節課后可提供一些關于HIV的最新研究進展材料。

3.1 材料一： 科學家成功利用CRISPR/Cas9消除活體動物的HIV-1感染 一項刊登在國際雜志《Molecular Therapy》上的研究報告中，來自天普大學和匹茲堡大學的研究人員通過聯合研究發現，他們能夠利用“基因魔剪”CRISPR/Cas9從活體動物的基因組中切除HIV的DNA，從而能夠完全關閉HIV-1的復制，并且消除動物機體受感染細胞中的病毒。本文中研究人員也首次在三種不同的動物模型中實現了這一“壯舉”，包括人源化的小鼠模型(移植入人類免疫細胞的小鼠模型)和感染病毒的小鼠模型等。

3.2 材料二： 病毒和宿主細胞啟動子新認識有望開發出新的HIV治愈策略 在2017年5月2日在線發表在《Nature Communications》上的一項新研究中，來自美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究人員首次證實病毒和宿主在它們的啟動子上都具有高度類似的調節序列，使得它們在調節上緊密地偶聯在一起，實現基因共表達。研究人員研究了一種特定的與HIV偶聯在一起的T細胞遷移通路，從而獲得新的治療上的認識。

兩則最新研究進展材料的知識點主要在選修3基因工程中關于基因剪切、啟動子等內容，高三學生具備較完整的生物學科知識體系，能夠通過閱讀材料完成信息獲取和理解內化。兩則材料的拓展閱讀后，學生可通過向家人、朋友的宣傳提升主動宣傳關愛生命的觀念和知識的社會責任。

4 總結反思，遷移應用

本節以艾滋病主題串聯相關知識進行二輪復習，相較一般的課堂，形式比較新穎；艾滋病作為社會熱點問題，學生比較關注，興趣比較大，學習驅動力較強；拓展HIV研究最新進展，體現生物學科日新月異，快速發展的科學屬性，培養學生對科研的好奇，強化學習動機，提升社會責任感。

除了艾滋病專題以外，還可選擇一些生產生活實際或社會熱點問題設計二輪復習課，如： 選取一張體檢單引入內環境穩態部分相關內容，從各項指標串聯復習穩態、神經—體液調節、癌變等相關知識；從化肥與農家肥的選擇等農業生產實際問題串聯光合與呼吸相關內容；從癌癥靶向治療引入基因突變、染色體變異、細胞間信息傳遞等知識。此類創設具體社會熱點情境的二輪復習課程的設計既能提高學生的學習興趣，又能在問題解決過程中培養提升學生的科學思維、科學探究等生物學學科核心素養和生物學科能力，值得多做嘗試。