立足5E模式培育生命觀念的“免疫調(diào)節(jié)”教學(xué)

姜文浩

[摘要] 生命觀念是生物學(xué)科不同于科學(xué)教育中其他學(xué)科核心素養(yǎng)的重要特色，是學(xué)生認(rèn)識(shí)生命世界、解釋生命現(xiàn)象的重要抓手與最終歸宿。以高中生物“免疫調(diào)節(jié)”一節(jié)為例，巧用5E教學(xué)模式靈活組合教學(xué)實(shí)施環(huán)節(jié)，使學(xué)生在掌握生物學(xué)基本概念和專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)生命觀念。

[關(guān)鍵詞] 生命觀念;科學(xué)史;情境教學(xué);學(xué)段銜接;問題鏈

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括了生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任。該內(nèi)容與物理、化學(xué)等科學(xué)課程的學(xué)科核心素養(yǎng)相比，獨(dú)特之處就在于生命觀念。生命觀念是學(xué)生在理解生物學(xué)概念性知識(shí)的基礎(chǔ)上，形成有關(guān)生命特征與現(xiàn)象的核心觀念，如“結(jié)構(gòu)與功能觀”“進(jìn)化與適應(yīng)觀”“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”等。一線教學(xué)中往往讓學(xué)生親歷教學(xué)的實(shí)踐過程，方能更好地習(xí)得生物學(xué)知識(shí)，形成良好的生命觀念、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，以及必備的學(xué)習(xí)能力。近年來，5E教學(xué)模式合理有效地滿足了以上所述一線教學(xué)的應(yīng)然要求。[1]其實(shí)施步驟分為引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、精致（Elaboration）、評(píng)價(jià)（Evaluation）。合理運(yùn)用5E教學(xué)模式完成課堂教學(xué)，可以使學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、合作探究等學(xué)習(xí)認(rèn)知過程中潛移默化地樹立生命觀念，建立生物學(xué)科的認(rèn)知構(gòu)架，并最終形成珍愛生命、保護(hù)自然的科學(xué)意識(shí)。研究者以北師大版教材中的“免疫調(diào)節(jié)”實(shí)踐教學(xué)為例，論述了運(yùn)用5E教學(xué)模式逐步培育學(xué)生生命觀念的具體策略。

一、新課引入，激疑誘趣

教學(xué)過程：利用人體皮膚出現(xiàn)傷口感染變化過程作為情境背景，讓學(xué)生探討感染的原因。在明確了感染是病原微生物入侵的現(xiàn)象之后，接著讓學(xué)生帶著“病原微生物的入侵是否會(huì)影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)”“神經(jīng)調(diào)節(jié)和激素調(diào)節(jié)可以對(duì)其做出反應(yīng)嗎”這兩個(gè)問題進(jìn)行以下的教學(xué)活動(dòng)。先用一段傷口感染化膿并痊愈的科普小視頻，讓學(xué)生了解膿液中含有大量的白細(xì)胞等免疫細(xì)胞，傷口化膿是白細(xì)胞中的吞噬細(xì)胞到達(dá)組織間隙吞噬病菌進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)的結(jié)果。由此得出上述兩個(gè)問題的答案，明確機(jī)體依靠免疫系統(tǒng)及其調(diào)節(jié)功能來抵御病原微生物并維持穩(wěn)態(tài)的重要概念，并引出新課的學(xué)習(xí)內(nèi)容——免疫調(diào)節(jié)。

[設(shè)計(jì)意圖]本環(huán)節(jié)教學(xué)過程從生活中常見的現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)生物學(xué)知識(shí)聯(lián)系到實(shí)際生活中。問題鏈的設(shè)置讓學(xué)生了解病原微生物侵入機(jī)體會(huì)影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的生理現(xiàn)象，從而引入免疫調(diào)節(jié)并凸顯其對(duì)維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)的重要作用。此外，該教學(xué)過程將之前學(xué)習(xí)的激素調(diào)節(jié)和神經(jīng)調(diào)節(jié)內(nèi)容與免疫調(diào)節(jié)聯(lián)系起來，形成新舊概念交叉和部分認(rèn)知沖突，從更深層次上揭示了生命活動(dòng)的整體性，對(duì)于引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)生命活動(dòng)的多樣性和整體性具有重要意義，滲透并培育學(xué)生“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”的生命觀念。

二、探究解釋，導(dǎo)疑深入

本節(jié)知識(shí)點(diǎn)繁多、銜接緊密，為使?jié)B透生命觀念的核心素養(yǎng)便于學(xué)生內(nèi)化吸收，現(xiàn)將5E教學(xué)模式中的“探究”和“解釋”環(huán)節(jié)進(jìn)行組合重復(fù)，分別用在“免疫系統(tǒng)的組成”“免疫系統(tǒng)三道防線”“特異性免疫的兩大途徑和過程”三個(gè)知識(shí)板塊，引導(dǎo)學(xué)生逐步探究學(xué)習(xí)。

1.科學(xué)史分析——了解組成

探究一：向?qū)W生展示教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容材料，要求學(xué)生在認(rèn)真分析推理實(shí)驗(yàn)過程的同時(shí)思考如下的幾個(gè)問題：（1）為什么殺死了白細(xì)胞中的淋巴細(xì)胞和其他細(xì)胞，小鼠便失去了免疫能力？（2）注射來自胸腺的淋巴細(xì)胞后為什么免疫功能得到一定恢復(fù)，這說明此類細(xì)胞具有什么功能？（3）抗體是由什么細(xì)胞產(chǎn)生的？

（4）為什么同時(shí)注射兩種淋巴細(xì)胞小鼠才能恢復(fù)全部免疫功能？根據(jù)材料中獲得的信息和自我思考，初步構(gòu)建出免疫系統(tǒng)的組成。

解釋一：學(xué)生基于對(duì)上述材料的分析討論，通過教師的講解和補(bǔ)充，結(jié)合教材中的圖示完成對(duì)免疫系統(tǒng)組成的學(xué)習(xí)，即免疫系統(tǒng)包括免疫器官（免疫細(xì)胞生成及分布的場(chǎng)所）、免疫細(xì)胞（吞噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞）、免疫活性物質(zhì)（抗體），從而為了解免疫系統(tǒng)各組成成分的功能，推測(cè)免疫系統(tǒng)可能存在的不同免疫調(diào)節(jié)途徑做了鋪墊。

[設(shè)計(jì)意圖]此環(huán)節(jié)讓學(xué)生從真實(shí)的科學(xué)史情境中體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，在對(duì)生命現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析上培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)。[2]讓學(xué)生了解到生命現(xiàn)象的發(fā)生必有其內(nèi)在規(guī)律，不同的生命結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)了不同類型的生物學(xué)功能，以樹立“結(jié)構(gòu)與功能觀”的生命觀念，并且在培養(yǎng)學(xué)生探究思維的基礎(chǔ)上對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度的教育，使學(xué)生樹立踏實(shí)嚴(yán)謹(jǐn)、堅(jiān)持不懈的科學(xué)價(jià)值觀。

2.初高中銜接——明確特點(diǎn)

探究二：要求學(xué)生結(jié)合自己的生活常識(shí)和生物學(xué)知識(shí)思考或討論回答以下問題：免疫系統(tǒng)的主要功能是什么？回顧初中學(xué)過的免疫系統(tǒng)的“三道防線”分別是什么？各有什么特點(diǎn)與作用？這三道防線就一定能夠保證我們抵御一切病原體的侵害嗎，有沒有什么情況會(huì)破壞人體的三道防線呢？

解釋二：學(xué)生經(jīng)過回憶和討論，教師對(duì)學(xué)生們的回答進(jìn)行補(bǔ)充和整合，帶領(lǐng)學(xué)生共同完成三道防線及其特點(diǎn)的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖。此時(shí)學(xué)生對(duì)最后一個(gè)問題仍然可能產(chǎn)生不同的想法和疑問，教師便可利用學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心順勢(shì)引入艾滋病的話題，并播放一段科普小視頻給學(xué)生解釋什么是艾滋病，艾滋病病毒究竟是怎么突破人類的三道防線的，艾滋病究竟該怎么防治。通過該過程，告訴學(xué)生人類為抵御病原微生物可以進(jìn)化出三道防線，同樣也有病原微生物可以進(jìn)化出攻擊免疫系統(tǒng)的方式進(jìn)行宿主寄生并繁殖。

[設(shè)計(jì)意圖]讓學(xué)生回顧初中學(xué)過的生物學(xué)概念，使其在溫故而知新地完成初高中知識(shí)聯(lián)動(dòng)的同時(shí)，理解生物學(xué)功能的形成是長期以來的自然選擇、物種進(jìn)化結(jié)果，以培育學(xué)生“進(jìn)化與適應(yīng)觀”的生命觀念。除此之外，在該環(huán)節(jié)中通過了解艾滋病的相關(guān)常識(shí)，引起學(xué)生對(duì)這一全球性疾病的關(guān)注，認(rèn)識(shí)到自尊自愛的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的人道主義情懷和社會(huì)責(zé)任感。

3.情境化教學(xué)——理解過程

探究三：緊承艾滋病的話題，讓學(xué)生結(jié)合課本中的“資料分析”引導(dǎo)他們深入討論以下問題：T細(xì)胞的多少和HIV濃度之間有什么關(guān)系？HIV濃度升高、人體免疫能力喪失和艾滋病患者的直接死因有什么關(guān)系？T細(xì)胞在人體內(nèi)可能發(fā)揮什么功能？經(jīng)過討論與解釋，教師帶著學(xué)生回顧學(xué)校組織注射疫苗的事件，讓學(xué)生結(jié)合課本了解到為什么注射了疫苗以后人體對(duì)疾病獲得終身的免疫能力，疫苗屬于免疫過程中的什么物質(zhì)。

解釋三：在艾滋病與注射疫苗的兩次探討交流、學(xué)習(xí)分析過程中，教師不斷對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行解釋和補(bǔ)充，并帶領(lǐng)學(xué)生結(jié)合教材上的內(nèi)容學(xué)習(xí)“細(xì)胞免疫”的過程。教師整合學(xué)生對(duì)特異性免疫學(xué)習(xí)過程中存在的重、難點(diǎn)集中進(jìn)行深入講解，帶領(lǐng)學(xué)生一起梳理兩大途徑作用的具體過程，最終共同整理完成了免疫過程示意圖。具體如圖1所示。

[設(shè)計(jì)意圖]此環(huán)節(jié)最終幫助學(xué)生建構(gòu)出一張免疫調(diào)節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，讓學(xué)生更加明白免疫調(diào)節(jié)是一個(gè)復(fù)雜且精密的響應(yīng)機(jī)制，是維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)的重要機(jī)制。學(xué)生深入理解生命活動(dòng)的整體性和多樣性，潛移默化中滲透了“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”的生命觀念。此過程中，學(xué)生認(rèn)識(shí)到T細(xì)胞、B細(xì)胞來自不同的器官和結(jié)構(gòu)，經(jīng)過了不同的分化，最終導(dǎo)致其功能的不同并形成兩種不同的免疫調(diào)節(jié)方式。這就幫助學(xué)生內(nèi)化、吸收“結(jié)構(gòu)與功能觀”的生命觀念。

三、精致體系，遷移拓展

教學(xué)過程：5E教學(xué)中的精致是要求學(xué)生能夠運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解決處理新的問題，從而完善知識(shí)體系。[3]接著上文的情境教師提出問題：艾滋病是由于人體免疫功能下降造成的疾病，那免疫功能是不是越強(qiáng)大越好呢？學(xué)生通過閱讀教材，結(jié)合生活中的花粉過敏、電視劇中器官移植時(shí)發(fā)生排斥反應(yīng)，對(duì)過敏反應(yīng)和自身免疫病做出自由的理解闡述。引起過敏反應(yīng)的抗原物質(zhì)為變應(yīng)原，教師可以給出以該物質(zhì)為起點(diǎn)的反應(yīng)示意圖，具體如圖2所示。

[設(shè)計(jì)意圖]不論是從知識(shí)完整性的角度，還是從加強(qiáng)知識(shí)在生產(chǎn)生活上的理解應(yīng)用來看，過敏反應(yīng)都是對(duì)加深學(xué)生對(duì)免疫調(diào)節(jié)全過程理解、擴(kuò)展知識(shí)面，以及激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的最好教學(xué)材料。教師帶領(lǐng)學(xué)生在平時(shí)接觸到的實(shí)例中，分析并發(fā)現(xiàn)免疫功能異常可能引發(fā)相關(guān)的疾病，最終讓學(xué)生深入理解生命活動(dòng)有其內(nèi)在規(guī)律，建構(gòu)“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念，即部分調(diào)節(jié)功能強(qiáng)或弱并不都是有益的，其應(yīng)當(dāng)讓生物體處于一個(gè)穩(wěn)態(tài)的環(huán)境中。

四、評(píng)價(jià)多維，關(guān)聯(lián)運(yùn)用

教學(xué)過程：多個(gè)維度的評(píng)價(jià)可以讓教師清楚學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，并使學(xué)生再次深入理解所學(xué)的知識(shí)。實(shí)際教學(xué)中要求學(xué)生充分掌握特異性免疫途徑的過程，可以讓學(xué)生從發(fā)揮效應(yīng)的細(xì)胞、作用對(duì)象、效應(yīng)方式和相互間的聯(lián)系四大方面，分析比較細(xì)胞免疫與體液免疫的異同。此外，教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生用所學(xué)的有關(guān)免疫調(diào)節(jié)的知識(shí)，討論回答一些現(xiàn)實(shí)問題。如在器官移植手術(shù)中為什么要求先進(jìn)行配型，同型的器官才可以進(jìn)行移植？如果移植中產(chǎn)生了排斥反應(yīng)，所使用到的免疫抑制劑功能應(yīng)當(dāng)是什么？

[設(shè)計(jì)意圖]教學(xué)過程中聯(lián)通看似零散的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，在檢測(cè)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化程度的同時(shí)，幫助學(xué)生構(gòu)建整體知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，便于更深刻清晰地掌握知識(shí)。與此同時(shí)，教學(xué)中提到的器官移植問題以及免疫抑制劑的作用，都是在引導(dǎo)學(xué)生用生命觀念認(rèn)識(shí)生命世界、解釋生命科學(xué)，使學(xué)生了解免疫學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀和廣泛應(yīng)用，意識(shí)到科技進(jìn)步對(duì)人類健康和發(fā)展的重要性。

經(jīng)過上文的課例論述不難發(fā)現(xiàn)，5E教學(xué)不僅僅可以用于培育科學(xué)學(xué)科中共性的核心素養(yǎng)，如科學(xué)思維、科學(xué)探究與社會(huì)責(zé)任，其對(duì)于生物學(xué)科特性的核心素養(yǎng)生命觀念的培育也具有一定的實(shí)踐意義。生命觀念的獲取是學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活和未來發(fā)展中更加科學(xué)理性地看待世界的重要保障。學(xué)生可以利用其認(rèn)知并解釋生物學(xué)現(xiàn)象，解決生活中的科學(xué)問題，并最終將其融入自身人格品質(zhì)發(fā)展中去。因此，教師在生物教學(xué)過程中，應(yīng)在注重概念傳授的同時(shí)，結(jié)合5E等各種教學(xué)模式逐步培育學(xué)生的生命觀念。

[本文系重慶師范大學(xué)研究生課程改革試點(diǎn)項(xiàng)目“中學(xué)生物教學(xué)法應(yīng)用案例庫建設(shè)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：xyjg16007）研究成果]

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