第37卷第4期
2021 年
中学生物学
Middle School Biology
Vol.37 No.4
2021
文件编号：1003-7586(2021)04- 0012-04
基于PBL理念的单元整体设计实践和思考
—以人教版“免疫调节”为例
姚燕
(南京师范大学附属中学秦淮科技高中江苏南京210022)世界地球日图片
钩弋夫人摘要以人教版“免疫调节”为例，通过项目式学习方式开展单元整体教学设计，并对生物学学科核 心素养的落实作了初步的探析。
课程实施
关键词项目式学习单元教学生物学学科核心素养
中图分类号G633.91
项目式学习（Project-Bad Learning,PBL)是一种 以问题驱动学习，以学生为中心，设计执行项目的教 学和学习方法。将PBL教学法应用在高中生物课堂 教学中，学生能够主动地参与学习，在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设、发现规律等过程中习 得生物学知识，养成科学思维的习惯，形成积极的科 学态度，发展终身学习及创新实践能力。单元整体设 计主要是针对高中生物教学中的不同主题，从“长效 学习”的角度进行学科教学的整体筹划，注重学科知»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»>3的3个问题，完成了教学内容及目标。在解决预设问 题的过程中，学生建构了关于植株生长的概念，发展 了思维，体验了感悟生成，生命观念、科学思维、科学 探宄等核心素养也得到提升。
从教学过程看，本课例对于核心素养的培育，主 要体现在环环相扣又层层递进的3个方面:①合适的 情境选择;②恰当的问题预设;③互动交流的生成性 教学过程。
核心素养的培育离不开情境，生物学教学中选择 的情境类型主要有科学史、与生物学相关的生产生活、生物学最新发展、学生身边与生物学相关的等情境。选择的情境要蕴含需要解决的问题或教学目标，如本 课例根据教学目标选择的STS中的“无土栽培”情境。
情境是为了引出问题，依托情境设计问题，用问 题整合学习内容。因此，问题的创设是核心素养与教 学内容融合的桥梁。而且生成性教学的开展也需要 有问题的预设。本课例“教学环节1”中预设的3个问 题，很好地推进了后面环节生成性教学的展开。
向日葵的特征
教学过程的展开是核心素养落地的关键。本课
文献标志码B
识整体化、结构性的构建。基于P B L项目学习的单元 整体设计是在生物学科中落实核心素养的重要渠道。下面以人教版“免疫调节”为例，通过项目式学习 方式开展单元整体教学设计，以期为高中生物教学提 供一定的参考。
1精心选题，项目准备
1.1课例的源起
2019年底新型冠状病毒肺炎疫情席卷全世界。“新冠”疫情防控中的研宄方法和研宄成果背后蕴藏 »» »» »» »» »» »» »» »» »» >» »» »» »» »» »» »例贯彻了生成性教学的理念，按照学生的认知逻辑，通过教师的引导，师生、生生的互动交流，在预设问题 的解决过程中，实现了学生的动态生成和思维的发 展，本课例所承载的核心素养也随之落地。
本课例也正是通过以上这三个方面对“植株的生长 “一节的教学进行了改进、优化和提高：对情境的选择、问题的预设和互动生成进行了改进；优化了学生的认知逻 辑、概念建构；提高了学生思维的发展和核心素养。
可见，教学中选择恰当的情境、创设合适的情境 问题，用问题整合学习内容，引导学生在情境问题的 解决中，推进科学思维的发展，促进科学探宄能力的 提升，是培育核心素养的重要且有效的途径。
本研宄主题下的课例实践，需要注意之处：情境 的选择适宜与否、问题的预设精确与否、对生成性问 题的捕捉及运用，都会对教学效果造成影响。对教学 效果的把握，可以结合课堂观察、同伴互助等进行。
参考文献：
中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版）[S].北京：人民教育出版社,2018:4-5.
12 —
着丰富的生物学科知识。结合新冠疫情，生物教师可 以深度挖掘学科育人价值，指导学生理解生命以及生 物学，落实学科核心素养，以此体现立德树人的教育 理念。“免疫调节”属于人教版高中生物选修性必修1第四章的内容。笔者以“新冠肺炎”为主题单元，对生 物选修班的学生进行了单元整体教学设计的研宄与 实践。
1.2基于P B L学习的单元教学设计框架
本主题单元整体教学设计主要包含单元学习目 标、课时任务划分、单元教学流程以及单元教学评价 等。以学生小组活动的方式组织教学内容，基于PBL 学习的设计框架如图1所示。
1.3单元目标定位
“内容聚焦大概念”作为高中生物课程的基本理
念，能够有效支撑生物核心素养的养成与提升。在大
概念的基础上再概括、提炼出生物学独特的核心素养 一生命观念，同时在学生主动学习的过程中发展科
学思维、科学探宄和社会责任等学科核心素养。本单
元整体教学设计时以新型冠状病毒肺炎为案例，建构
免疫系统能够抵御病原体的侵袭，识别并清除机体内
衰老、死亡或异常的细胞，实现机体稳态的重要概
念。本单元的教学目标为：
①能从结构与功能观，稳定与平衡观，进化与适 应观说出免疫系统的结构与功能，认识免疫调节在机
体稳态中的重要作用。
②结合新冠肺炎疫情，尝试建立模型并运用比 较、分析与综合、指着性思维等发展科学思维习惯和
能力。
③ 基于事实和证据，审视生物学社会议题，辨别伪图1基于PBL学习的单元教学设计框架
科学，主动承担抗疫责任，制定并践行健康生活计划。
④能够向他人宣传预防艾滋病及新冠肺炎等传
染病知识，并主动宣传不食用野生动物的健康方式。
1.4课时任务划分
以2019年人教版选修性必修1第四章“免疫调
节”为例，本单元知识与2017年版教材相比，知识容量
由一节扩增为一个章节，学时也有所增加。单元整体
设计将以学生小组活动的方式组织教学内容。首先，
教师呈现新冠肺炎的疫情并共享相关知识，征集学生
希望了解和探究的相关问题，编写预习案例。学生适
当分组并认领探究问题，进行合作探宄。本单元划分
为7课时，由小组合作探宄，交流分享(表1)。整个活
动项目任务分为3个阶段：准备与起动，设计与实施，
汇报与评估。项目学习活动中驱动性问题动态研讨
生成，研究目标多方向自主认领。
表1课时任务划分、学习目标及评价
课时课题学习目标学习评价
1
科学认识新冠
肺炎疫情
通过了解新冠病毒的结构和入侵过程，能运用结构与功能观来解释生命个体的结构与功能
相适应，各结构协调统一共同完成复杂的生命活动（生命观念)；
了解新冠病毒的主要传播途径和防控途径，倡导健康文明的生活方式（社会责任）
新冠疫情知识竞
赛
2
认识我们的免
疫系统
审计报告怎么做通过观看视频和阅读教材，模拟人体应对病毒的过程，构建“人体免疫系统的三道防线”的
模型，初步建立免疫系统具有防御功能的观点（生命观念、科学思维)；
通过比较新冠肺炎和艾滋病的传播途径、致病机理和症状等，关注免疫系统防御、自稳和监
视功能。认识到人体生命活动的复杂性和独特性（生命观念）
模型建构、知识
竞赛、宣传海报
3
新冠病毒和特
异性免疫
通过了解新冠疫苗及其作用机理，构建体液免疫和细胞免疫的模型，并通过图文转换、完善
模型、模型分析等环节发展科学思维习惯和能力（生命观念、科学思维)•
绘制概念模型，
诊断性评价
4
新冠肺炎的检
测、治疗和预防
通过搜集有关新冠肺炎的检测、治疗和预防方法，模仿专家提出合适的诊疗方案，学会用免
疫诊断、免疫预防和免疫治疗等免疫学应用有关知识解决实际问题（生命观念、科学思维）
学生探究活动及
时反馈评价
5免疫失调之殇
通过了解疫苗的种类及注射疫苗的不良反应，说明免疫失调引起的过敏等疾病产生的原因
(生命观念、科学思维、社会责任）
举例、归纳表格
6
驳斥谣言，正
视现实
运用所学生物学知识、相关科研资料对新型冠状病毒特性和防控措施进行系列的深入分析
和讨论，做到不传谣、不信谣，理性审视社会议题、主动承担抗疫责任(科学思维、社会责任）
学生讨论活动及
时评价
7
新冠疫情下的
思考
归纳概括人体免疫系统的组成，说明免疫系统对生物内环境具有调节和维持相对稳定的作
用（生命观念）
用平衡与稳态的观念认识新冠疫情，通过新冠病毒与人类关系的讨论进一步领悟进化适应
观，主动宣传“敬畏自然”的健康生活方式（生命观念、社会责任）
学生作品、论文、
单元知识网络图等
开放性作业
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—
2重组规划，项目起动
项目学习聚焦于超越课本知识点的概念，意味着 要突破单课时制，要以若干节课对一个概念完整理解 的视角来进行设计。在课程开始之前，教师进行资源 整理，发布资源共享包，展示一段新闻资料：新型冠状 病毒肺炎疫情席卷全世界，感染者多出现发热、乏力、干咳和呼吸困难等症状。中国科研团队近日在美国 《科学》杂志在线发表论文说，他们发现了两种可有效 阻断新冠病毒感染的人源单克隆抗体，有望用于抗新 冠药物和疫苗的研发。学生对该新闻中产生较多探 索的兴趣：这次疫情是如何发生的？新型冠状病毒长 什么样？它如何繁殖后代？人体怎样应对病毒的感 染？为何会使患者出现以上症状甚至死亡？什么是 单克隆抗体？疫苗是什么？人们最终将如何战胜 它？学生根据问题驱动，分组查找资料，合作探究。每课时由相应的小组进行全班展示和汇报，通过一个 个递进式的活动进行深度学习的推进。每节课的活 动形式丰富多样，有视频观看、知识竞赛、学科讨论、绘制表格和概念图、撰写论文、制作海报等，比传统的 课堂更具有学习实践形态。
3阶段拓展，项目推进
项目学习的出发点是真实的情境，从生活和实际 中真实问题出发，在全体学习小组成员积极参与的过 程中，逐步驱动学生们的深度学习，让每一位参与的 学生都能主动去获取知识、引发思考、提升能力，
进而 激发学习兴趣与热情。部分课时活动片段如下。
3.1认识我们的免疫系统
凌万顷之茫然翻译3.1.1活动过程
活动①：构建免疫系统模型(结构与功能观）。在 学生观看视频《新冠肺炎感染传播防护全过程》后，教 师提出问题：我们的身体时刻都处在病毒等病原体的 包围中，但我们并没有感觉难受，原因何在？病毒在 人体内会遭遇什么样的抵抗活动？阅读教材相关内 容，学生小组讨论后，回答模拟人体应对病毒的过程，构建“人体免疫系统的三道防线”的模型，初步建立免 疫系统具有防御功能的观点。
活动②：讨论病毒和免疫关系(进化与适应观、平 衡与稳态观）。教师引导学生思考：人类为何感染了 新型冠状病毒后显得免疫力这么低下呢？持续发热 是什么原因？学生讨论后说出：在人类进化的过程 中，新型冠状病毒处于“缺席”的状态，免疫系统对它 没有任何记忆。一旦感染，机体对它剧烈的反应容易 造成致病性损伤。病毒的繁殖周期又非常短，所以当 它们突破人的第一、二道防线后，在第三道防线产生 作用前，就己经大量繁殖了，从而引起人相关器官功 能下降，引起人体的稳态失衡。人体体温的上升有利 于抵御病毒；但是体温持续偏高，也严重影响了几乎
所有酶的活性，从而影响了人体的正常代谢。学生能 够从进化与适应、平衡与稳态的角度解释病毒和人体 免疫系统的关系。
活动③：联系实际解决问题(平衡与稳态观）。教 师提出问题：什么是无症状感染者？小组通过查阅资 料，联系知识，解决实际问题：无症状感染者有三种情 况:①隐性感染，传染性较低;②既往感染己自愈，传 染性很低;③处于潜伏期，具有传染性。目前，我国绝 大多数无症状感染者属于前两类，传染性很低。
活动④：关注免疫系统功能(结构与功能观）。教 师引导学生思考：病原体均为RNA病毒的艾滋病和新 冠肺炎在传播途径、致病机理和症状等方面有什么异 同点呢？小组开展相关知识竞赛，通过竞赛过程关注 免疫系统防御、自稳和监视功能。课后，小组合作完 成有关新冠肺炎和免疫系统相关宣传海报，并进行互 评和教师点评反馈。
3.1.2活动反思雷锋板报
学生通过系列活动，从生命观念的视角认识免疫 系统。教师借助真实的问题情境，设计以生物学概念 或观念为中心的学习任务，培养学生的科学思维，使 学生深化理解概念，进而形成观念。
3.2新冠病毒和特异性免疫
3.2.1活动过程
教师提出问题：从历史上看，曾有不少危及人类 生命的疾病，例如天花、白喉、脊髓灰质炎、百日咳等 都是因为有了疫苗受到有效遏制。什么是疫苗？它如 何起作用？为何需要多次接种？疫苗是指利用各类病 原微生物制作的用于预防接种的生物制品，注射到人 体后，引发人的特异性免疫，迅速识别并清除相应病原 体，从而有效地避免人罹患相应的患病。疫苗分为预 防性疫苗和治疗性疫苗。现在己经研发的多为预防性 疫苗，主要机理是产生中和性抗体以切断病毒感染机 体正常细胞的路径。最近有公司研发新冠病毒防治结 合型疫苗，主要是通过诱导T细胞免疫，既可以清除患 者体内病毒，也可以预防健康人员感染。
①学生阅读学案，个人自学如抗原、抗体、B淋巴 细胞、T淋巴细胞、抗原呈递细胞、细胞因子、记忆细 胞、浆细胞、辅助性T细胞、细胞毒性T细胞、靶细胞 等一般概念。②组内讨论，尝试建模。每组学生利 用印有免疫图片或者文字的卡片，配合简要文字，根 据资料构建体液免疫和细胞免疫的基本概念图。
③小组交流和评价。④完善修正，数学建模。完成 体液免疫中二次免疫的数学模型，理解记忆细胞的作 用途径。⑤建构网络，合作反馈。小组完善相关模型 图文，进行知识网络建构，比较两种免疫的区别和联 系（图2)。实施方案后，进行评价反馈。
3.2.2活动反思
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图2知识网络建构是最切实可行的方法。
教师可以“如何提高免疫力”为主题，通过实验结 果分析、文献查阅等方式，分析民众广为流传的各类 防治措施，引导学生基于生物学观点辨别并揭穿伪科 学，制定并践行健康生活计划。在小组合作讨论的基 础上，形成主题研宄报告，并用PPT和录制微课的形 式展示研究成果，同学之间进行交流、评价。
3.3.3活动反思
新冠肺炎的检测、治疗和预防等方案的设计思路 及比较利弊的过程既是正确生命观念的形成过程，也是科学思维的完善过程。学生利用所学解决实际问 题，加深对科学、技术、社会相互关系的认识。之后，学生还可对相关技术手段如PCK、单克隆抗体、疫苗
在建模活动中，学生梳理概念之间的相互关系，经过不断修正的思维体验对概念的形成更有意义。同时先有个人的独立思考，后有小组内的合作探讨，还有小组间的评价修正。这样的合作学习能锻炼学 生科学探宄能力，让不同层次的学生各有收获。
3.3新冠肺炎的检测、治疗和预防
3.3.1活动过程
教师提出问题：对于疑似病例如何检测、治疗并预 防新冠肺炎发生呢？引导学生根据己学知识，查阅相 关资料，从多个角度思考设计方案，如CT、血常规检查、分子诊断、药物治疗等方案，并讨论各方案利弊。
学生查阅资料后，了解到：检测传染病的策略通 常有两类，检测病原体本身的RNA或是其特有的蛋白 质抗原。另外就是检测人体为了抵抗病原体而产生 的抗体。方案1：检测病毒KNA序列，通过提取病人 样本中的RNA，再利用RT-PCR(反转录后PCR)扩 增。通过扩增反应将样本中微量的病毒信息加以放 大，最后以荧光的方式读取信号。如果PCR之后信号 为阳性，那么就可以说样本中存在病毒。这种方法准 确性更高。方案2：检测病毒抗原，通过体细胞杂交技 术制作单克隆抗体，利用抗体与病毒抗原特异性杂交 (Western-blotting)进行确诊。这种方法不足是在感染 之初病原体抗原含量较低，容易出现假阴性。方案3：检测体液中抗体，可利用基因工程方法将获得的病毒 抗原与疑似患者体液中的抗体进行抗原一抗体杂交 检测。这种方法的问题是因为抗体产生需要时间且 免疫功能较弱的病人抗体量很低，容易造成假阴性。
新冠肺炎的治疗方案也可以有很多思路，围绕机 体和病毒的关系寻找突破口，理出药物研发的多样化
思路。新冠肺炎的预防方案则包括针对病原体易感 人群、传播途径和疫源地等措施。接种疫苗是国际上 普遍采用的预防措施，但是疫苗具有一定的局限性，如不能应对新冠病毒快速的突变。目前勤洗手、多饮 水、提升免疫力、减少聚集、拒绝接触和食用野生动物的制备等进行进一步的探究。我国新冠疫苗研发的5 条技术路线也可作为深入探宄材料。
4学习评价，落实素养
评价是教学的一个重要环节，是一种基于证据的 推理，没有评价的教学是一种无目标的教学。评价任 务的设计必须与目标相匹配，形式包括传统的纸笔测 验、表现性评价、协作问题解决、学生论文或作品等。本单元的评价标准包括:①具有结构与功能观、稳定 与平衡观、进化与适应观，能用模型、概念图来认识免 疫系统的结构与功能，从系统与相互作用及信息的视 角阐释生命本。②能够从疫苗的种类、作用机理及不 良反应等方面，认识免疫调节在机体维持稳态中的重 要作用。③能够结合新冠肺炎疫情，搜集有关信息，利用免疫学应用知识，设计并比较多种诊治新冠肺炎 的方法。④能够基于事实和证据，审视生物学社会议 题，提出自己的见解并加以评论，辨别伪科学，制定并 践行健康生活计划。⑤能够向他人宣传预防艾滋病 及新冠肺炎等传染病知识，并主动宣传不食用野生动 物的健康方式。
本章节采用单元设计，依托社会热点与真实情 境的问题解决，增强知识的系统化、结构化。课前互
动式自学，课中集中展示与评估的深度教学过程，将 项目学习的课外与课内活动有机结合起来。每个环 节均以学生为主体，通过学生的主动探宄，完成知识 的重组和技能的提升。教师用实实在在的系列课题、任务或活动激发学生学习的兴趣，落实了核心素 养的培育。
参考文献：
[1]朱玉贤.现代分子生物学[M].北京：高等教育出版社,2019: 189-191.
[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017 年版)[S].北京：人民教育出版社,2017.
[3]卢明，崔允渤.教案的革命：基于课程标准的学历案[M].上海：华东师范大学出版社，2016:90-98.红薯拔丝
15
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