聚焦新形勢(shì)下生物學(xué)科的生命觀念教育

丁德成

摘要：“生命觀念”是生物學(xué)四大核心素養(yǎng)之首，是學(xué)生在本課程中所獲得的持久能力和品格，是學(xué)生終身受益的學(xué)習(xí)成果。本文帶領(lǐng)學(xué)生了解病毒尤其是新形勢(shì)下的相關(guān)知識(shí)和新型肺炎的發(fā)病機(jī)制以及免疫系統(tǒng)如何使身體自愈的，從而使學(xué)生進(jìn)一步去認(rèn)知生命、思考生命，并形成敬畏生命、尊重生命的意識(shí)。

關(guān)鍵詞：生命觀念 ??病毒 ????免疫系統(tǒng)

針對(duì)目前全世界產(chǎn)生的公共衛(wèi)生危機(jī)。生物教師應(yīng)該整合教材知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生了解病毒的發(fā)現(xiàn)史，理解病毒的分類與結(jié)構(gòu)，闡明病毒的復(fù)制機(jī)理，解釋SARS-CoV-2的致病機(jī)理以及人的免疫系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)自愈的，列舉如何去診斷與預(yù)防等科學(xué)問(wèn)題。學(xué)生在活動(dòng)中感悟生命的本質(zhì)，認(rèn)識(shí)生命的多樣性、獨(dú)特性、復(fù)雜性，形成科學(xué)的自然觀和世界觀，形成敬畏生命、尊重生命的意識(shí)。

1 ?認(rèn)知生命，感悟生命的本質(zhì)

1.1 ?學(xué)習(xí)病毒的發(fā)現(xiàn)史，理解生命現(xiàn)象

在發(fā)現(xiàn)病毒之前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多種病毒病，只是不了解其病原體與發(fā)病機(jī)理。比如在公元前3000年，埃及孟菲思壁畫中就有患小兒麻痹癥的長(zhǎng)老的形象。在病毒的發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中，比較重要的是煙草花葉病毒的發(fā)現(xiàn)（圖1）。教師設(shè)計(jì)了這樣幾個(gè)問(wèn)題：①麥爾的實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果是什么？實(shí)驗(yàn)結(jié)論可靠嗎？②伊萬(wàn)諾夫斯基的實(shí)驗(yàn)方法與麥爾有何不同？伊萬(wàn)諾夫斯基的結(jié)論對(duì)你有什么啟示？③貝杰林克采用的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與伊萬(wàn)諾夫斯基相同，結(jié)論卻與伊萬(wàn)諾夫斯基不同，哪位科學(xué)家的結(jié)論是正確的呢？貝杰林克的結(jié)論有什么創(chuàng)新之處？④對(duì)于斯坦利、鮑頓和皮里以及弗倫克爾·康拉特和威廉姆斯的相關(guān)實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系，我們可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)研究需要哪些條件和能力與品格？

1.2 ?比較病毒與其他生物的關(guān)系，形成生命物質(zhì)性的觀念

教師引導(dǎo)學(xué)生思考：是不是我們身體里的基因都是病毒所沒(méi)有的？病毒和人在遺傳上是不是就沒(méi)有交集呢？學(xué)生思考后基本上會(huì)認(rèn)同以上觀點(diǎn)。教師介紹靈長(zhǎng)目具有相同的合胞素基因，這種基因來(lái)源于一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，其對(duì)于人類乃至哺乳動(dòng)物的繁衍至關(guān)重要。事實(shí)上人類基因組的8%來(lái)自病毒的DNA片段。通過(guò)頭腦風(fēng)暴讓學(xué)生想象如果世界沒(méi)有病毒會(huì)是一番什么情景？進(jìn)而思考病毒存在的意義，形成適應(yīng)與進(jìn)化的生命觀念，理解病毒對(duì)于整個(gè)生物界的意義。

1.3 ?闡釋病毒的分類、宿主、形狀、結(jié)構(gòu)、復(fù)制，形成生命結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀念

為了使學(xué)生能夠系統(tǒng)地了解病毒，教師向?qū)W生詳細(xì)介紹了病毒界的類別、宿主、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等，并通過(guò)有關(guān)材料分析各類病毒的復(fù)制過(guò)程等（如圖2），闡釋了生物的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)與生命的物質(zhì)觀和動(dòng)態(tài)觀。

2 ?理解生命，感悟生命的適應(yīng)與進(jìn)化

2.1 ?了解SARS-CoV-2對(duì)宿主細(xì)胞的入侵過(guò)程，形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀念，形成生命適應(yīng)與進(jìn)化的觀念

SARS-CoV-2通過(guò)其表面的刺突糖蛋白與宿主細(xì)胞的ACE2蛋白結(jié)合，引導(dǎo)病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀念;而機(jī)體受到病毒的感染后，會(huì)誘發(fā)機(jī)體細(xì)胞凋亡，體現(xiàn)了生物體與環(huán)境相適應(yīng)的觀念。

2.2 ?理解機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)病毒的防御，形成生命適應(yīng)與進(jìn)化的觀念，形成生命的穩(wěn)態(tài)觀和平衡觀

病毒的刺突糖蛋白能夠與宿主細(xì)胞表面的ACE2蛋白結(jié)合，輕松攻破了免疫系統(tǒng)的第一道防線，使宿主細(xì)胞任由病毒感染。人體的肺泡、胃腸道和角膜、結(jié)膜、心臟、腎臟、睪丸等組織都分布著這些蛋白，這使得新形勢(shì)下病毒具有多種傳播方式。新形勢(shì)下病毒病毒侵入細(xì)胞后不出來(lái)，吞噬細(xì)胞束手無(wú)策，免疫系統(tǒng)的第二道防線告急。新形勢(shì)下病毒還能夠引起細(xì)胞因子風(fēng)暴，導(dǎo)致患者全身多器官衰竭而死亡。免疫系統(tǒng)的第三道防線中細(xì)胞毒性T細(xì)胞參與細(xì)胞免疫，它會(huì)攻擊被病毒感染的細(xì)胞，使得病毒

暴露出來(lái)。效應(yīng)B細(xì)胞參與體液免疫，分泌特異性抗體，使病毒失去了侵染的能力，任憑吞噬細(xì)胞把它消化掉。同時(shí)人體內(nèi)還有一些記憶細(xì)胞會(huì)把入侵者的信息記錄下來(lái)，以防備機(jī)體被再次感染。

2.3 ?討論“群體免疫”，深入思考生命的適應(yīng)與進(jìn)化觀

針對(duì)英國(guó)曾經(jīng)提出要進(jìn)行“群體免疫”的方式消除疫情的策略展開以下討論：①群體免疫的原理是什么？②計(jì)算一下如果英國(guó)（總?cè)丝诔^(guò)6600萬(wàn)）實(shí)施“群體免疫”成功，將會(huì)有多少人死去？③如果加強(qiáng)社區(qū)防控，可能會(huì)有什么不同的結(jié)果？④如果該病毒在人群中長(zhǎng)期存在，可能會(huì)如何演變？

3 ?尊重生命，科學(xué)防疫，體會(huì)生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性與復(fù)雜性

科學(xué)的群體免疫是通過(guò)接種疫苗實(shí)現(xiàn)的。教材中有幾種類型的疫苗：滅活的微生物、減毒的微生物、分離的微生物成分或其產(chǎn)物。除此以外，還有幾種比較具有潛力的技術(shù)路線：基因工程重組的亞單位疫苗、腺病毒載體疫苗、基于mRNA和DNA的核酸疫苗。結(jié)合基因工程技術(shù)與免疫學(xué)有關(guān)知識(shí)與學(xué)生討論各種疫苗的原理和應(yīng)用前景，有助于學(xué)生在內(nèi)化知識(shí)的過(guò)程中運(yùn)用生命觀念提出分析與解決問(wèn)題的思路。

同時(shí)疫苗的研發(fā)需要嚴(yán)格的步驟，需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能上市，讓學(xué)生體會(huì)生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性、復(fù)雜性。

4 ?敬畏生命，敬畏自然，履行社會(huì)責(zé)任，守護(hù)人類的家園

教師引導(dǎo)學(xué)生思考人類與野生動(dòng)物的接觸可能會(huì)對(duì)病毒的進(jìn)化產(chǎn)生什么影響，思考人類社會(huì)如何與野生生物共存，人類如何才能與病毒和平共處。學(xué)生意識(shí)到病毒也是生物圈的重要部分，人類必須恪守穩(wěn)態(tài)與平衡的原則，人類必須自我控制，停止進(jìn)攻，給野生生物留下生存空間。

5 ?小結(jié)和反思

生命觀念是生物學(xué)中最有價(jià)值、最精華的內(nèi)容，它有助于學(xué)生理解新出現(xiàn)的生物學(xué)事件和生命現(xiàn)象，是歷經(jīng)許多科學(xué)家研究和總結(jié)出來(lái)中的重要思維方法。整個(gè)生物學(xué)中處處都滲透著生命觀念，教師在教學(xué)中應(yīng)充分挖掘教材中的生命觀念進(jìn)行教學(xué)，不僅有助于學(xué)生形成正確的生命觀念，還有助于學(xué)生科學(xué)思維的形成，有助于學(xué)生良好的個(gè)人生活習(xí)慣和健康的生活方式的養(yǎng)成，有利于人和自然的和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn).北京：人民教育出版社. 2017

[2]劉恩山，曹寶義主編.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀.北京：高等教育出版社，2018

[3]謝天恩，胡志紅主編.普通病毒學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2002