以熱點(diǎn)事件為載體推動(dòng)高中生物復(fù)習(xí)教學(xué)
——以“免疫專(zhuān)題”為例

浙江 安徽

生物學(xué)作為當(dāng)今最活躍的學(xué)科之一，每年都會(huì)爆出熱點(diǎn)事件，如2018年我國(guó)科技界的一個(gè)熱點(diǎn)事件轟動(dòng)全球，即世界首例免疫艾滋病基因編輯嬰兒的誕生。如何使學(xué)生結(jié)合科技、社會(huì)、倫理道德等方面正確地認(rèn)識(shí)該事件，關(guān)系到生物學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，符合STS教學(xué)理念和生物學(xué)核心素養(yǎng)，有利于學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀、道德觀，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維。

基于此，教師在引領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)“免疫專(zhuān)題”時(shí)可以播放該國(guó)際熱點(diǎn)事件的短視頻為導(dǎo)入和載體，以問(wèn)題串的形式和學(xué)生共同探討高中生物教材中的免疫知識(shí)，解決其隱含的科學(xué)問(wèn)題（圍繞人體免疫系統(tǒng)的非特異性免疫、免疫應(yīng)答、免疫治療）及倫理問(wèn)題，使學(xué)生更易掌握人體免疫系統(tǒng)的復(fù)雜性、重要性。下面筆者以“免疫專(zhuān)題”的復(fù)習(xí)為例，以熱點(diǎn)事件為載體，嘗試推動(dòng)高中生物復(fù)習(xí)教學(xué)進(jìn)程，以期為更多一線(xiàn)教師提供參考和借鑒。

一、教學(xué)目標(biāo)的確立

筆者從核心素養(yǎng)的角度確立教學(xué)目標(biāo)。在生命觀念方面，HIV入侵人體后，會(huì)突破人體免疫系統(tǒng)的三道防線(xiàn)，使人體處于穩(wěn)態(tài)失調(diào)狀態(tài)，導(dǎo)致人體免疫缺陷，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人體免疫系統(tǒng)的復(fù)雜性，樹(shù)立穩(wěn)態(tài)與平衡觀；在科學(xué)思維方面，學(xué)生基于教師給出的各種免疫細(xì)胞模型、分子模型，搭建細(xì)胞免疫和體液免疫過(guò)程模型，逐步發(fā)展模型與建模的科學(xué)思維；在科學(xué)探究方面，根據(jù)HIV入侵細(xì)胞的機(jī)理，結(jié)合前沿科技，讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)治療艾滋病藥物的思路；在社會(huì)責(zé)任方面，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)和方法，對(duì)熱點(diǎn)事件（“基因編輯嬰兒”事件）做出理性解釋與判斷，關(guān)愛(ài)生命，崇尚健康文明的生活方式。

二、引入熱點(diǎn)事件，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

筆者以“基因編輯嬰兒”事件為導(dǎo)入，通過(guò)播放短視頻，簡(jiǎn)介世界首例免疫艾滋病基因編輯嬰兒的誕生及艾滋病發(fā)生的機(jī)理，使學(xué)生生動(dòng)直觀地了解該事件的來(lái)龍去脈。并以此為切入點(diǎn)，設(shè)置一系列問(wèn)題串，將問(wèn)題與課本的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，回憶已學(xué)知識(shí)，思考如何用已學(xué)知識(shí)解釋該問(wèn)題。問(wèn)題串1：艾滋病是由什么引起的，傳播途徑有哪些，為什么接觸不傳染？為什么難以治愈？人體免疫系統(tǒng)包括哪幾道防線(xiàn)，艾滋病病毒為什么可以突破人體的免疫防線(xiàn)？通過(guò)問(wèn)題串1的導(dǎo)入，使學(xué)生回憶起艾滋病是由HIV入侵人體后破壞人體免疫系統(tǒng)造成的，其主要通過(guò)性接觸、血液與母嬰等方式進(jìn)行傳播。但是握手、擁抱等接觸行為（體表為人體天然的免疫屏障）為什么不會(huì)傳染艾滋病？

三、以情境推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程

通過(guò)問(wèn)題串1，首先推出第一節(jié)內(nèi)容——非特異性免疫的復(fù)習(xí)。什么是非特異性免疫？有幾種類(lèi)型？有何特點(diǎn)？以這些問(wèn)題為切入點(diǎn)，推動(dòng)學(xué)生對(duì)非特異性免疫相關(guān)概念的鞏固。通過(guò)引入非特異性免疫相關(guān)高考題，考查學(xué)生對(duì)此部分知識(shí)的掌握情況。再回到問(wèn)題串1，艾滋病為什么不能經(jīng)接觸傳染呢？因?yàn)镠IV主要攻擊的是人體的輔助性T淋巴細(xì)胞，它是體液免疫與細(xì)胞免疫的關(guān)鍵組分，而人體體表主要功能是天然免疫，并不具備輔助性T淋巴細(xì)胞。通過(guò)對(duì)這個(gè)問(wèn)題的回答，一方面可引出體液免疫與細(xì)胞免疫的概念，使學(xué)生回憶相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)；另一方面，還能通過(guò)對(duì)艾滋病知識(shí)的普及，宣揚(yáng)與艾滋病人正確的交往方式，消除歧視。

由HIV主要攻擊的是人體的輔助性T淋巴細(xì)胞，它是體液免疫與細(xì)胞免疫的關(guān)鍵組分，引出問(wèn)題串2：為什么艾滋病不能像其他傳染病一樣通過(guò)預(yù)防接種來(lái)預(yù)防？什么是預(yù)防接種？現(xiàn)有的疫苗有哪些類(lèi)型？賀正奎編輯的是什么基因，有何功能，為何可以抵抗艾滋病？你對(duì)免疫艾滋病基因編輯嬰兒事件持何態(tài)度？要回答上述問(wèn)題，首先要解決體液免疫與細(xì)胞免疫內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)。而這部分內(nèi)容是本專(zhuān)題的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，因此，筆者采用讓學(xué)生以小組活動(dòng)的方式構(gòu)建模型來(lái)突破該重難點(diǎn)。

構(gòu)建體液免疫和細(xì)胞免疫過(guò)程模型活動(dòng)實(shí)施：由于細(xì)胞免疫和體液免疫過(guò)程中涉及的細(xì)胞種類(lèi)較多，各細(xì)胞、分子名稱(chēng)也較為相似，導(dǎo)致學(xué)生易混淆，以上為本專(zhuān)題的難點(diǎn)，因此，教師在課前可用軟磁鐵裁剪好代表各種免疫細(xì)胞、分子的模型（抗原、抗體、抗原-MHC復(fù)合體），在構(gòu)建細(xì)胞免疫、體液免疫過(guò)程模型前先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)受體（抗原、抗原-MHC復(fù)合體受體）來(lái)區(qū)分B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞以及各分子模型，再呈現(xiàn)各種免疫細(xì)胞模型讓學(xué)生去辨析，最后引導(dǎo)學(xué)生借助教師準(zhǔn)備的免疫細(xì)胞和分子模型依次構(gòu)建細(xì)胞免疫和體液免疫過(guò)程模型。在此過(guò)程中要求學(xué)生用箭頭表示出相互之間的關(guān)系，并用相應(yīng)的文字標(biāo)明。

針對(duì)學(xué)生構(gòu)建的細(xì)胞免疫和體液免疫過(guò)程，再設(shè)置問(wèn)題串3：細(xì)胞免疫和體液免疫作用的對(duì)象有何差異？?jī)蓚€(gè)過(guò)程又有何相同之處？這兩個(gè)過(guò)程是相互獨(dú)立的嗎？通過(guò)問(wèn)題串3幫助學(xué)生回憶細(xì)胞免疫和體液免疫并不是孤立的，當(dāng)HIV剛進(jìn)入人體內(nèi)環(huán)境時(shí)，首先體液免疫發(fā)揮作用，通過(guò)產(chǎn)生抗體阻止HIV進(jìn)入宿主細(xì)胞，使其無(wú)法存活，但也有部分HIV已經(jīng)侵入人體的宿主細(xì)胞，這時(shí)細(xì)胞免疫便發(fā)揮起作用，先通過(guò)靶細(xì)胞的裂解，再通過(guò)體液免疫將其消滅。從模型中不難發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是細(xì)胞免疫還是體液免疫均有輔助性T淋巴細(xì)胞的參與，而輔助性T淋巴細(xì)胞是HIV入侵人體的主要宿主細(xì)胞，因此保護(hù)輔助性T淋巴細(xì)胞或許可以降低HIV對(duì)人體的危害。

通過(guò)對(duì)本專(zhuān)題重難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，再回到問(wèn)題串2，解決問(wèn)題串2所涉及的問(wèn)題：預(yù)防接種主要是通過(guò)少量毒性或非毒性抗原，誘導(dǎo)體內(nèi)形成抗體，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防疾病的目的。而HIV主要入侵宿主的CD4輔助性T淋巴細(xì)胞以及表達(dá)CD4分子的其他細(xì)胞，其糖蛋白與宿主細(xì)胞膜表面的CD4分子形成復(fù)合物，進(jìn)而結(jié)合宿主細(xì)胞膜表面的受體CXCR4或CCR5，最終侵入宿主細(xì)胞，直接或間接地殺傷靶細(xì)胞，使人體的免疫能力下降。從HIV侵入免疫細(xì)胞的機(jī)制可以看出，HIV只殺傷CD4輔助性T淋巴細(xì)胞。也就是說(shuō)，賀建奎通過(guò)對(duì)CCR5基因的編輯，可以阻斷HIV與宿主的識(shí)別，原則上可以起到控制艾滋病的目的。但是因?yàn)镃CR5基因的功能尚不完全明確，且人類(lèi)與其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不一樣，一旦有副作用，會(huì)造成不可估量的后果。再者，從倫理上講，基因編輯如果用于改造人類(lèi)，可能引發(fā)“超級(jí)人類(lèi)”的產(chǎn)生。通過(guò)這一部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，首先，使學(xué)生對(duì)體液免疫與細(xì)胞免疫的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)回顧；其次，引入新的知識(shí)點(diǎn)與新的素材，避免復(fù)習(xí)課的枯燥乏味；再者，可培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生學(xué)以致用，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。問(wèn)題串2的設(shè)置是讓學(xué)生結(jié)合科技、社會(huì)、倫理道德等方面全面地去分析該熱點(diǎn)事件，符合STS教學(xué)的理念。

既然基因編輯技術(shù)存在上述問(wèn)題，筆者繼續(xù)設(shè)置問(wèn)題串4：HIV侵入宿主細(xì)胞后如何大量繁殖后代？根據(jù)入侵機(jī)理談?wù)勥€可從哪些途徑治療艾滋??？通過(guò)問(wèn)題串4的設(shè)置，筆者引導(dǎo)學(xué)生回顧HIV是一類(lèi)逆轉(zhuǎn)錄病毒，其繁殖需通過(guò)在宿主細(xì)胞中逆轉(zhuǎn)錄、整合才能復(fù)制出新的HIV，故可以從阻斷HIV的繁殖途徑來(lái)治療艾滋病，如研發(fā)特異性的抑制逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶的藥物等。遺憾的是雖然現(xiàn)在科學(xué)家已嘗試從這些途徑去研發(fā)藥物，但目前為止還沒(méi)有一種切實(shí)有效的藥物來(lái)治療艾滋病。通過(guò)這一部分的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

面對(duì)艾滋病疫苗和治療藥物研發(fā)的嚴(yán)峻形勢(shì)，筆者讓學(xué)生結(jié)合艾滋病傳播的途徑，談?wù)効赏ㄟ^(guò)哪些途徑來(lái)避免HIV的感染。通過(guò)讓學(xué)生談?lì)A(yù)防艾滋病的舉措來(lái)使學(xué)生樹(shù)立健康文明的生活方式。

四、教學(xué)反思與收獲

（一）STS教學(xué)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)

STS教育是21世紀(jì)一種新的教學(xué)模式。在新媒體時(shí)代，人們獲得知識(shí)的途徑多，知識(shí)普及的速度快，而STS教育模式可以綜合運(yùn)用新知識(shí)、新熱點(diǎn)、新技術(shù)及社會(huì)反應(yīng)等，推進(jìn)教育結(jié)合實(shí)踐。STS教育是科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三位一體的教育，在生物學(xué)的教學(xué)中應(yīng)用具有先天的優(yōu)勢(shì)。免疫與人體的健康直接相關(guān)，相比其他知識(shí)點(diǎn)，若運(yùn)用STS教學(xué)理念更易突出以學(xué)生為主體，鼓勵(lì)討論與探索的教學(xué)方式。有利于在教學(xué)過(guò)程中提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和對(duì)社會(huì)的認(rèn)知，以及達(dá)到通過(guò)科學(xué)思維解決熱點(diǎn)問(wèn)題，杜絕傳播謠言的目的。

（二）重視學(xué)以致用能力的培養(yǎng)

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，以熱點(diǎn)導(dǎo)入，分解熱點(diǎn)并結(jié)合概念圖解，通過(guò)逆向思維引導(dǎo)學(xué)生自主復(fù)習(xí)人體免疫系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)、作用特征、作用方式、生活中的應(yīng)用等。使用概念圖解的反向推演，能有目的、有步驟地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)形成深刻印象，提高學(xué)生的參與度，提升學(xué)習(xí)效率，進(jìn)而達(dá)到深化教學(xué)效果的目的。再以回答導(dǎo)入中的問(wèn)題為復(fù)習(xí)知識(shí)的結(jié)尾，使整節(jié)課首尾呼應(yīng)，環(huán)環(huán)相扣，培養(yǎng)了學(xué)生通過(guò)所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

（三）重視學(xué)生價(jià)值觀、道德觀的培養(yǎng)

世界首例免疫艾滋病基因編輯嬰兒的誕生從一開(kāi)始的諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)別的成果宣揚(yáng)到被全國(guó)人民譴責(zé)，折射出大眾的價(jià)值觀與道德觀的缺乏。而通過(guò)科學(xué)思維去認(rèn)識(shí)事件的本質(zhì)，中學(xué)生物教學(xué)起著重要的引導(dǎo)作用。通過(guò)對(duì)本節(jié)課新增知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解了基因編輯技術(shù)存在不確定性，教師對(duì)編輯基因功能的不確定性，以及相關(guān)的倫理道德上的問(wèn)題，進(jìn)行理性的普及，有利于培養(yǎng)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀、倫理道德觀。

（四）對(duì)教師知識(shí)積累要求高

世界首例免疫艾滋病基因編輯嬰兒的誕生背后涉及的知識(shí)點(diǎn)、機(jī)理，需要與課本內(nèi)容緊密結(jié)合。要做到這點(diǎn)，教師需要在備課時(shí)查閱文章了解最新的資訊以及論文，詳細(xì)準(zhǔn)確地了解艾滋病發(fā)生的機(jī)理、基因編輯技術(shù)的原理、HIV攻擊人體免疫細(xì)胞的過(guò)程及特點(diǎn)、人體細(xì)胞中HIV受體是什么，HIV受體的主要功能又是什么等問(wèn)題。因此，通過(guò)這堂課的設(shè)計(jì)，也豐富了教師的知識(shí)儲(chǔ)備，讓課本知識(shí)提升到應(yīng)用層面，提高了教師的教學(xué)素養(yǎng)。