免疫教學中培養學生邏輯推理能力的嘗試

丁錦培 洪長根

(江蘇省宜興中學 宜興 214200)

《普通高中生物學課程標準(2017年版)》要求學生在學習過程中逐步發展科學思維，如能夠基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創造性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題[1]。邏輯推理是關于從一個真的前提必然地推出一些結論的科學，是學生智力的重要組成部分。歸納推理和演繹推理是邏輯推理中的兩種重要形式，下面以免疫教學為例，談一談對培養學生這兩種邏輯推理能力的實踐與思考。

1 教師通過創設問題情境，培養學生兩種邏輯推理能力

1.1 挖掘教材創設問題情境，培養學生歸納推理能力 傳統的歸納推理僅指歸納概括，廣義的歸納推理包括一切主觀地不充分置信的推理，歸納過程是一個比較復雜的思維活動，除了運用歸納推理外，還需要充分地獲得材料并對材料進行整理和分析，經過去粗取精、去偽存真的加工過程，收集和整理材料的邏輯方法，分別有觀察、實驗和比較、分析、綜合等。在免疫教學中，挖掘教材,利用合適的內容創設問題情境，提出問題，組織學生進行分析、綜合，培養學生歸納推理能力。

1.1.1 教材問題情境1 人教版高中生物學教材必修3第37頁中有這樣一段話：“大多數病原體經過吞噬細胞等的攝取和處理……。少數抗原直接刺激B細胞”。這里所說到的直接刺激B細胞的少數抗原，是指進入機體抗原中的少數種類，還是每種抗原中的少數？

學生分析推理的結果是： 每種抗原中的一小部分。理由是病原體經吞噬細胞處理和暴露抗原后，傳遞給了T細胞，T細胞只是產生細胞因子去作用B細胞，并沒有再將抗原傳遞給B細胞。這是學生用歸納和概括中的反證法： 淋巴細胞在抗原刺激下會作出反應，B細胞的增殖分化當然需要抗原的刺激，而T細胞沒有傳遞抗原給B細胞，必定是體液中的抗原刺激了B細胞。教師此時順勢給學生講清楚： B細胞隨血液循環流動過程中，當它的受體分子遇到相應的抗原并與之特異性結合后便被致敏，準備開始分裂。

1.1.2 教材問題情境2 在體液免疫和細胞免疫兩過程中，均有T細胞參與，你覺得他們應該是相同的還是不同的？

學生分析推理的結果是不同的，理由是： 體液免疫過程中發揮免疫作用的是T細胞，當它接受到吞噬細胞傳遞過來的抗原刺激后產生細胞因子；細胞免疫過程中的是效應T細胞，其作用是與靶細胞密切接觸，導致靶細胞裂解，這兩個免疫過程中的T細胞的名稱和作用都不一樣。這里學生可用的是邏輯推理中的歸納和概括的方法： 既然T細胞受到相同抗原的刺激，作出不同的反應，那么相關的T細胞應該是不一樣的。教師此時給學生講清楚： 在細胞免疫過程中的T細胞(又稱輔助性T淋巴細胞)，它不僅會產生細胞因子，而且會增殖、分化產生效應T細胞(又稱細胞毒性T淋巴細胞)和記憶T細胞。為此，細胞免疫過程中的效應T細胞，實際上是T細胞增殖、分化而產生的功能特化的細胞，其作用是與靶細胞密切接觸，導致靶細胞破裂。另外，二次免疫中的效應T細胞是由記憶T細胞增殖、分化產生。

1.2 聯系生活，創設問題情境，培養學生演繹推理能力 現代邏輯學認為，演繹推理就是前提蘊含結論的推理，在這種推理中前提和結論的聯系是必然的，他的結論包含在前提之中，只要前提是真的，結論必然是真的。在免疫教學中，利用生活中與教材內容有聯系現象、事件，創設問題情境，組織學生進行分析、總結，培養學生演繹推理能力。

1.2.1 生活問題情境1 在病原體進入機體后會產生一次免疫反應過程，但過敏原進入機體后只有已經免疫的機體才會出現過敏反應(二次免疫)，大家推測一下，原因是什么？

學生分析推理的結果是抗原或過敏原在體內停留的時間不同造成的。理由是從抗原或過敏原進入機體到漿細胞產生抗體并與之結合是需要一段時間的(一般1～2周)，在這段時間里，如果是細菌、細菌分泌毒素及病毒等抗原，其數量很可能大量增加，抗體產生后必須進行一次免疫清除這些抗原。而如果是對機體無害甚至有益的過敏原，在進入機體的這段時間里會被機體利用或清除，當相應的抗體產生時，已經無法遇到過敏原進行過敏反應。這里學生用到的是演繹推理的反證法： 抗體遇到相對應的抗原是會發生免疫反應的，由過敏原引發產生的抗體，之所以不會發生一次免疫反應，是因為過敏原找不到了。此時，教師應該告訴學生： 細菌、病毒等病原體進入機體就等于進入了一個適宜的生活環境，在相應抗體產生前的這段時間里，盡管會受到溶菌酶及吞噬細胞的清除作用，但其數量很可能會不斷增加，故一定會發生一次免疫。而過敏原的情況就大不一樣，由消化道吸收進入機體的過敏原是有機物質，隨著時間的推移會不斷減少；皮膚和呼吸道接觸到的過敏原，即便有活細胞(如螨蟲、花粉等)，但這是被動接觸而不是主動入侵，不可能長期存在，更不會越來越多。至于過敏反應的機理最好不要展開，否則過多太難的知識，會讓學生產生對免疫知識的畏難情緒。

1.2.2 生活問題情境2 小孩生下來以后，就要注射各種疫苗來預防相關疾病的發生，注射疫苗實際上是向人體注入了抗原。我們知道抗原進入機體后要經過一定的時間和過程才能產生抗體，為什么不給嬰兒直接注射抗體來預防疾病？

學生分析推理的結果是兩種免疫的時間相差很大。理由是注射抗體免疫的時間較短，注射抗原免疫的時間會很長，而且當機體用注射抗原的方法來防病時，當病原體真的進入機體了，其免疫相當于二次免疫，記憶B細胞會快速增殖產生大量的漿細胞，漿細胞再迅速分泌大量的抗體，可以迅速強烈地清除抗原。有記憶B細胞就會長時間、高強度地防止相關疾病的發生，注射疫苗會在機體產生記憶B細胞而注射抗體則不會，因此選擇注射抗原來防病。教師接著還得向學生說清楚兩件事： 一是注射疫苗預防疾病的時間其實也是有長短之分的，大多數疫苗帶來的是幾十年的免疫效果，如天花疫苗可以免疫一生；乙肝疫苗一般至少可持續12年。但有的疫苗帶來的免疫時間相對較短，如接種狂犬病疫苗后體內抗體水平僅能維持1年左右，注射了流感疫苗僅在半年內有效。二是注射抗體可以立刻清除抗原，發揮作用快，可起到快速治療的作用，可用于緊急治療，而此時若還是注射抗原，由于抗原進入機體后到產生抗體需要一段時間(注射了流感疫苗半個月之后才能產生抗體；在接種狂犬病疫苗后7～10天才出現抗體)才能獲得抗體，就會延誤最佳的治療時期。

2 引導學生創設問題情境，培養學生邏輯推理的興趣

興趣是最好的老師，在培養學生邏輯推理能力的過程中，教師要重視學生興趣的培養。在免疫教學中，教師備課要充分，多些可能出現情況的預設，尤其是在學生不能提出問題、不能提出好問題或者不能解決問題時，教師要靈活應變，通過引導學生提出問題和解決問題，使學生獲得成就感，從而培養學生邏輯推理的興趣。

在特異性免疫過程中，抗原的種類數實際上是很龐大的，涉及到的淋巴細胞表面的受體種類數也應有相應的數量。教師要善于引導學生提出問題，如啟發學生在受體的出現時間上設問。學生可能提出如下問題： 受體是抗原進入機體前淋巴細胞就有的，還是抗原進入機體后引發產生的？

對于學生提出的問題，教師可以另外設置一些問題組織學生進行分析、討論。例如： 如果受體是抗原刺激產生的，那么在抗原沒進入機體前，B淋巴細胞有沒有受體？如果淋巴細胞上沒有相應的受體，抗原能否刺激淋巴細胞產生相應的抗體？在教師的指導下，學生能得出淋巴細胞上的受體是生來就有的結論。接著教師可進行適當拓展，告訴學生受體不僅是淋巴細胞生來就有的，而且是一種受體基因重組成的大量基因產生的，每個淋巴細胞只帶有其中的一種受體。

3 邏輯推理能力培養過程中的注意點

學生邏輯思維能力的培養，重要的是讓學生有更多的機會通過推理獲得科學的結論，而這個過程基本上是在教師組織和引導下進行的。教師應注意： 一是內容選擇須合理。選擇的內容應利于創設問題情境，問題的答案需經過一定形式的邏輯推理才能得出。二是內容難度須適中，太易則思維含量不足，會讓學生出現輕視心理；太難則常常會“收不了場”而浪費時間，會讓學生產生畏懼心理，挫傷他們的積極性。三是過程點評須及時。要及時點評到事、鼓勵到人，通過邏輯推理得出一個科學結論，是具有挑戰性的，對于全班學生來說，實際上是一個競賽過程，學生一旦得出正確的結論，教師應該馬上加以肯定，并加以表揚，這樣會有利于提高學生參與邏輯推理的積極性和增強學生的競爭意識。