“人類免疫缺陷病毒與免疫調節”一節探究教學設計

許 凡 （深圳第二外國語學校 深圳 518110）

1 設計思想

《普通高中生物課程標準（實驗）》（以下簡稱《標準》）中明確提出：高中課程的基本理念是面向全體學生、注重與現實生活的聯系、倡導探究性學習、提高學生生物科學素養［1］。本課程便是以實踐該理念為目標而設計的。

現如今，生物科學和技術的發展尤為迅速，并且與信息技術和工程技術的結合日益緊密，基因工程、干細胞研究等課題的發展，不僅顯示出強大的經濟力量，還深刻影響著人們的思想觀念和思維方式，甚至會左右整個社會的價值導向。因此在高中階段，學生除了要掌握生物學的基本概念，還要懂得利用所學分析生活現象，具備持續學習并更新生物技術知識的能力，正確理解科學、技術、社會間關系，受益終身。

艾滋病是由人類免疫缺陷病毒（HIV）感染引起的一種傳染性疾病。艾滋病在全球范圍內是一個嚴重的公共衛生和社會問題，世界衛生組織和聯合國艾滋病規劃署于2015年10月制定的《全球青少年優質衛生保健服務標準》指出：艾滋病已成為全球青少年的第二大死因［2］。我國艾滋病疫情檢測數據顯示，15 歲及以上的學生艾滋病感染者人數逐年穩步快速上升，從2008年的527 例上升到2014年的2 695 例［3］，占我國青年人群感染者總數的比例從2008年的5.8%上升到2014年的16.6%［4］。艾滋病患者的增加使國家的醫療支出承受巨大壓力，而學生患者的增多是個人、家庭、更是整個社會的損失。對于傳染病而言，防控勝于治療，防控的關鍵在于疾病預防及治療知識的普及，而學校教育是最有效的普及途徑之一。

2 教學目標

1）知識目標：通過對現實生活中的HIV 預防與治療問題進行研究，鞏固教材中病毒的增殖方法、免疫系統如何清除入侵機體的病原體、中心法則等知識點。

2）能力目標：①通過課前布置搜集信息的任務，培養學生收集信息的能力。在課堂上請學生用自己的語言闡述搜集到的資料，培養其分析、分享信息的能力。②引導學生分析教師給出的資料，結合所學知識解釋生活中的一些現象，培養其解釋生物學現象的能力。

3）情感態度與價值觀目標：①學生在獲得關于HIV 感染與預防治療的新知識后，教師通過設計問題啟發學生思考，選擇怎樣的生活方式才能讓自己免受傷害，以及當意外遭遇不幸時，應該采取何種措施保護自己等，引導學生確立健康的生活方式。②通過課堂討論，引導學生關注我國在抗艾工程上付出的努力與出臺的相關政策，鼓勵學生積極思考并嘗試提出建議，讓學生親歷參與公共事務討論的過程，培養學生的社會責任感。③課堂上鼓勵所有學生都參與發言討論，實現生-生之間的思維碰撞，發展學生敢于質疑、積極思考的批判性思維品質。

3 教學設計

3.1 課前準備

3.1.1 課前問卷，了解學生認知情況 在課前對學生進行不記名問卷調查，了解學生對HIV/AIDS 的了解情況。問卷內容包括HIV/AIDS 相關知識、HIV/AIDS 相關態度、HIV/AIDS 相關行為傾向3 個方面。為避免概念混淆造成問卷信度降低，在問卷的引導語中應明確指出HIV 感染者與艾滋病患者的區別。

HIV/AIDS 相關知識題目包括：艾滋病可否治愈；是否有預防艾滋病的疫苗；在感染HIV 之后是否有治療措施預防疾病發展；感染HIV 后是否馬上就能檢測出來； 同性性接觸是否較異性性接觸更容易傳播HIV； 與多性伴發生關系是否會增加HIV 感染率；握手、擁抱、共同進餐、紋身、蚊蟲叮咬、共用衛生間是否會傳染HIV 等，可選項包括“是”“否”“不清楚”“不一定”。

HIV/AIDS 相關態度題目包括：是否對HIV 感染者或艾滋患者具有恐懼感（恐艾癥）；是否認為HIV 感染者或艾滋患者普遍行為不良，道德敗壞；消除“恐艾癥”是否對防控艾滋病有幫助；你認為HIV 感染者是否可以使用公共設施、是否應保密身份、是否應該被隔離；若您的朋友感染了HIV，你的態度是（同情、討厭、害怕、鄙視、根據其是怎樣感染的，區別對待）。

HIV/AIDS 相關行為傾向題目包括：是否愿意獲取更多的HIV/AIDS 知識； 是否愿意與HIV 感染者共同學習； 如果有位HIV 感染者與您握手，您會（友好握手、覺得沒關系；謹慎握手，隨后馬上洗手；猶豫不定，不知如何是好；找借口拒絕；斷然拒絕，并認為是無理的要求）；是否愿意成為“關艾志愿者”，為消除恐艾癥而努力等［5］。

設計意圖：確保教師備課設計問題時，充分了解學生已掌握的知識，并能根據學生情況適當改編資料，設計有層次的問題；了解學生對待艾滋病的情感態度價值觀，選擇合適的討論主題。

3.1.2 充分備課，準備合適的資料與問題

1）與HIV 相關的研究進展資料過于專業，且最新研究詳情多為英文文獻，因此科研資料的收集由教師完成，教師需在課前進行整理并修改，使之符合學生的認知水平。基于資料的探究活動，關鍵就在于教師對素材的選擇和組織。

2）讓學生在課前利用互聯網收集一些較為容易理解的科普資料，例如：蚊子叮咬A 后，是否會將A 的血液傳到B 處；HIV 主要靠什么體液傳播；HIV病毒離開體外后能夠存活多久；HIV 感染后至出現艾滋病癥狀期間，一般分為幾個階段，什么叫窗口期；根據最新數據，我國HIV 感染者與艾滋病患者主要通過哪些途徑感染HIV；我國對捐血人的限制有哪些等。教師可在問題清單上列出較為權威的網站，例如世界衛生組織、中國疾控中心、果殼網等。

3）根據學生對HIV 態度、行為傾向的調查，可選用以下幾個話題用于課堂討論： 歧視與恐懼對HIV 感染者/艾滋病患者會造成什么影響；如何消除對HIV 感染者/艾滋病患者的歧視等。

設計意圖： 課前作業充分調動學生主動學習的積極性； 教師對資料與問題的精心設計可以讓課堂保持持續熱烈的討論氛圍。

3.2 課堂教學過程

3.2.1 復習導入 聯系“免疫調節”的教材知識，回憶為何HIV 病毒感染會致人死亡。教師總結：高致死率使得大多數人“談艾色變”，但事實上，自2013年，世界衛生組織（以下簡稱WHO）不再將感染HIV 歸為不可治愈的“絕癥”，而是“慢性、可以控制的疾病”。若及時治療，HIV 感染者甚至可以比同時期患上糖尿病的人活得更久。以這一與學生對艾滋病的印象相左的事實，開啟本課的探究過程。

設計意圖：通過設置認知沖突，激發學生的學習興趣，使學生全身心投入課堂探究學習中。

3.2.2 分享信息，展開討論 在討論開始之前，先和學生“約法三章”：發言必須聲音洪亮、吐字清晰； 若有疑問，可以等上一位發言人發言完畢后，再舉手發言，不能中斷其他學生的講話；發言時可以講事實，擺數據，表明自己的價值判斷，但不能去評價其他學生的價值觀。為營造民主、開放的討論氛圍打下基礎。

討論1：蚊蟲叮咬是否會感染HIV？

請學生分享自己課前收集到的與蚊子生活特性有關的材料，教師引導學生思考蚊子的進食習慣是否會導致血液從一方傳給另一方。

教師也可根據學生分享情況進行補充： 據估算，蚊子口器上殘留的血液僅有4×10-5mL，若要有足量的病毒引起感染，至少需要被同一只蚊子反復叮咬2 800 次才有可能發生，且蚊子在一個人體上“吃飽”后，得將吸入的血液消化掉才會尋找下一個目標，HIV 病毒又無法在蚊子體內繁殖，所以無需擔心蚊蟲叮咬會感染HIV。

教師還可以在課前預設學生可能提出的問題，做好準備。例如可能有學生提問：為什么瘧疾或登革熱可以經由蚊子傳播，而HIV 不可以？ 教師應先準備好瘧疾及登革熱的病原體及傳染途徑的相關資料。

討論2：共用馬桶是否會傳染HIV。

在學習必修1 時學生已知，病毒必須依賴活細胞才能存活，離開宿主后感染能力與致病性都大幅下降。先由學生分享HIV 病毒在離開人體后一般能存活多長時間，教師適當補充：HIV 病毒在離開身體暴露在空氣中短短幾個小時之后，90%～99%的病毒都喪失了感染能力。雖然HIV 病毒能在體外的痰、血液或分泌物中茍活幾天，但常規的各種消毒手段就能輕易消滅它們。

學生再共同討論在什么情況下無需擔心共用馬桶帶來的風險。

設計意圖：聽一遍、看一遍的知識容易遺忘，但當學生通過語言將信息分享給同伴時，能夠真正獲得知識。共同的討論亦能讓學生在思維的碰撞中對知識有更深刻的理解。通過對HIV 病毒傳播途徑的深刻認識，學生明確預防艾滋病的關鍵措施在于不與他人共用針頭、性行為使用安全套等保護措施。

3.2.3 分析資料，深入學習 根據教師給出的資料，學生運用已學知識分析并解釋生物學現象。

討論3：為什么感染HIV 后難以治愈（不僅是控制）？

首先，教師展示HIV 病毒侵染過程圖，請學生根據已學習過的“中心法則”“病毒增殖方式”等知識進行分析。

圖1 HIV 侵染T 淋巴細胞過程圖

由圖1 可知，HIV 病毒是RNA 病毒，且可通過逆轉錄將遺傳信息整合到宿主細胞的核DNA 中。在確認所有學生都理解圖像含義后，讓學生討論完全清除感染者體內HIV 病毒的難點是什么。

討論4：如果要設計治療手段，你會從哪幾個方面入手？

教師展示材料：HIV 病毒識別T 細胞的方式，如圖2，HIV 病毒表面的包膜蛋白特異性識別T淋巴細胞表面的CD4、CCR5 受體并與其結合，從而開始侵染過程。

圖2 HIV 侵染T 淋巴細胞機理

請學生結合HIV 的增殖過程及HIV 侵染T淋巴細胞機理，思考若自己是科學家，會從哪幾個方面著手阻礙病毒的增殖或消滅病毒。當學生所提出的設想與現階段研究思路不謀而合時，教師應肯定學生的思維成果，并與其分享這類治療手段的研究現狀。以下列舉近期研究及其思路：

1）阻止病毒逆轉錄，降低病毒的增殖速度。例如現階段已投入使用的各類抗逆轉錄病毒藥物。教師簡單介紹WHO 建議如何使用該藥物進行HIV 病毒的暴露前、后預防措施，讓學生了解到若發生可以暴露，通過及時（72 h 內）或短期（28 d）藥物治療處理，可極大降低感染HIV 的風險［6］。

2）受自身免疫病原因啟發，發明一種蛋白質能夠與HIV 病毒的結合位點結合，從而使病毒喪失識別、侵染免疫細胞的能力。例如2015年美國加州斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute，California）的科學家通過對細胞進行“轉基因”操作，使動物肌肉細胞不斷分泌某種保護性蛋白質，保護T細胞免受HIV 病毒攻擊。作用機理如圖3 所示［7］。

圖3 經改造的肌肉細胞產生的保護性蛋白質作用機理

3）用限制性核酸內切酶將已整合入人體核DNA 的病毒序列“剪除”。例如2016年，德國德累斯頓工業大學與漢堡海因里希·佩特研究所的研究人員合作，研發一種名為Brec1 的重組酶。試管細胞標本和實驗鼠實驗顯示，這種重組酶可以準確定位識別90%以上臨床常見的HIV 病毒株，并能安全準確地在受感染細胞的染色體組中完全“剪除”整合的原病毒（指存在于宿主染色體內的、潛在的病毒基因組）。實驗還顯示，這種方法并沒有破壞寄主細胞和正常基因的功能。原病毒被清除后，受HIV遺傳物質干擾而失靈的免疫系統有望恢復正常［8］。

討論5：為了降低HIV 感染率，你認為政府應出臺什么政策？

請學生分享課后感想，交流自己在學習后，是否對艾滋病有了新的認識，是否改變了對艾滋病的看法。根據自己的轉變（與否），闡述如果自己是政策制定者，將會用什么方法幫助降低民眾HIV 感染率。

設計意圖：學生通過分析更專業的材料，提高了興趣，并對生物學課程的學習更加充滿信心，在學習知識的同時體驗學習的成就感。共同討論公共事務可讓學生深刻理解生物科學與社會的聯系，并學會轉換角色進行思考。

3.2.4 課后思考 布置課后思考題，為學生的深入學習提供方向。例如：在將來的生活中，你會采取哪些措施避免感染HIV； 你還希望了解哪方面的知識；為什么HIV 疫苗難以研制；如果你不幸意外感染HIV，你希望周圍的親友如何對待你等。

設計意圖：課后思考題沒有標準答案，但可引發學生進一步思考，將學習延伸到課堂之外，讓學生間相互討論生物學現象的氛圍延續下去，并逐漸成為習慣。

3.2.5 課后訪談 教師進行課后訪談，了解和評價學生對該話題的興趣、態度、價值觀等方面的發展狀況，為今后的課程設計指明方向。

4 結語

1）教師要全方位關注生物科學領域的最新研究，積累教學素材。生物科技日新月異，人類與衰老、疾病的斗爭每一天都在向前邁出小小的一步，教師應保持自己的知識體系與時俱進。

2）教師要認真整理、分析素材，確保素材的內容能立足于學生的最近發展區。資料不需要非常詳細，可刪簡過于專業的內容，保證全體學生能夠理解。若有學生愿意深入學習相關知識，可在課后輔導其查閱相關資料。

3）教學過程中，教師要保持引導者的身份，通過具有認知沖突的問題引導學生深入思考，問題的設置應有層次性，能使學生的思考逐漸深入。切忌催促學生作答，教師在認真聽完學生的發言后再闡述自己的觀點，并注意在交流過程中保持自己的中立態度，不肆意評價學生價值觀，以此鼓勵學生說出自己真正的想法。

生物科學與人們的日常生活、醫療保健、經濟活動等方面密切相關。本課程嘗試讓學生在現實生活背景中學習生物學，使學生在分析問題的過程中深入理解生物學的核心概念，并運用生物學原理參與公眾事務的討論或作出相關的個人決策。課后輔導亦為學生進一步學習做鋪墊。

除此之外，筆者還希望通過該課程，讓學生將知識傳遞給他們的親友，形成輻射型影響。只有當人們知道艾滋病不一定與個人品行有關、疾病發展速度并非不可控制這些事實后，他們才有可能改變對艾滋病患者的看法，不再懼怕、歧視患病群體。10 余年前，社會也曾有過歧視乙肝患者的時期，但隨著科技的發展與公眾意識的改變，這樣的現象逐漸銷聲匿跡了。筆者相信這樣的曙光同樣照在艾滋病患者的面前。