免疫教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的嘗試

丁錦培 洪長根

(江蘇省宜興中學(xué) 宜興 214200)

《普通高中生物學(xué)課程標準(2017年版)》要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中逐步發(fā)展科學(xué)思維，如能夠基于生物學(xué)事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會議題[1]。邏輯推理是關(guān)于從一個真的前提必然地推出一些結(jié)論的科學(xué)，是學(xué)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(xué)為例，談一談對培養(yǎng)學(xué)生這兩種邏輯推理能力的實踐與思考。

1 教師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生兩種邏輯推理能力

1.1 挖掘教材創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生歸納推理能力 傳統(tǒng)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(fù)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(jīng)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(xué)中，挖掘教材,利用合適的內(nèi)容創(chuàng)設(shè)問題情境，提出問題，組織學(xué)生進行分析、綜合，培養(yǎng)學(xué)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(xué)教材必修3第37頁中有這樣一段話：“大多數(shù)病原體經(jīng)過吞噬細胞等的攝取和處理……。少數(shù)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(shù)抗原，是指進入機體抗原中的少數(shù)種類，還是每種抗原中的少數(shù)？

學(xué)生分析推理的結(jié)果是： 每種抗原中的一小部分。理由是病原體經(jīng)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(chǎn)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(xué)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(yīng)，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(xué)生講清楚： B細胞隨血液循環(huán)流動過程中，當它的受體分子遇到相應(yīng)的抗原并與之特異性結(jié)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(yīng)該是相同的還是不同的？

學(xué)生分析推理的結(jié)果是不同的，理由是： 體液免疫過程中發(fā)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(chǎn)生細胞因子；細胞免疫過程中的是效應(yīng)T細胞，其作用是與靶細胞密切接觸，導(dǎo)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(xué)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(yīng)，那么相關(guān)的T細胞應(yīng)該是不一樣的。教師此時給學(xué)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(chǎn)生細胞因子，而且會增殖、分化產(chǎn)生效應(yīng)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(yīng)T細胞，實際上是T細胞增殖、分化而產(chǎn)生的功能特化的細胞，其作用是與靶細胞密切接觸，導(dǎo)致靶細胞破裂。另外，二次免疫中的效應(yīng)T細胞是由記憶T細胞增殖、分化產(chǎn)生。

1.2 聯(lián)系生活，創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生演繹推理能力 現(xiàn)代邏輯學(xué)認為，演繹推理就是前提蘊含結(jié)論的推理，在這種推理中前提和結(jié)論的聯(lián)系是必然的，他的結(jié)論包含在前提之中，只要前提是真的，結(jié)論必然是真的。在免疫教學(xué)中，利用生活中與教材內(nèi)容有聯(lián)系現(xiàn)象、事件，創(chuàng)設(shè)問題情境，組織學(xué)生進行分析、總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)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(chǎn)生一次免疫反應(yīng)過程，但過敏原進入機體后只有已經(jīng)免疫的機體才會出現(xiàn)過敏反應(yīng)(二次免疫)，大家推測一下，原因是什么？

學(xué)生分析推理的結(jié)果是抗原或過敏原在體內(nèi)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(chǎn)生抗體并與之結(jié)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(shù)量很可能大量增加，抗體產(chǎn)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(yīng)的抗體產(chǎn)生時，已經(jīng)無法遇到過敏原進行過敏反應(yīng)。這里學(xué)生用到的是演繹推理的反證法： 抗體遇到相對應(yīng)的抗原是會發(fā)生免疫反應(yīng)的，由過敏原引發(fā)產(chǎn)生的抗體，之所以不會發(fā)生一次免疫反應(yīng)，是因為過敏原找不到了。此時，教師應(yīng)該告訴學(xué)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(huán)境，在相應(yīng)抗體產(chǎn)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(shù)量很可能會不斷增加，故一定會發(fā)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(zhì)，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(yīng)的機理最好不要展開，否則過多太難的知識，會讓學(xué)生產(chǎn)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(yù)防相關(guān)疾病的發(fā)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(jīng)過一定的時間和過程才能產(chǎn)生抗體，為什么不給嬰兒直接注射抗體來預(yù)防疾??？

學(xué)生分析推理的結(jié)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(chǎn)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(guān)疾病的發(fā)生，注射疫苗會在機體產(chǎn)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?qū)W生說清楚兩件事： 一是注射疫苗預(yù)防疾病的時間其實也是有長短之分的，大多數(shù)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(xù)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(nèi)抗體水平僅能維持1年左右，注射了流感疫苗僅在半年內(nèi)有效。二是注射抗體可以立刻清除抗原，發(fā)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(chǎn)生抗體需要一段時間(注射了流感疫苗半個月之后才能產(chǎn)生抗體；在接種狂犬病疫苗后7～10天才出現(xiàn)抗體)才能獲得抗體，就會延誤最佳的治療時期。

2 引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的興趣

興趣是最好的老師，在培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理能力的過程中，教師要重視學(xué)生興趣的培養(yǎng)。在免疫教學(xué)中，教師備課要充分，多些可能出現(xiàn)情況的預(yù)設(shè)，尤其是在學(xué)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(yīng)變，通過引導(dǎo)學(xué)生提出問題和解決問題，使學(xué)生獲得成就感，從而培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理的興趣。

在特異性免疫過程中，抗原的種類數(shù)實際上是很龐大的，涉及到的淋巴細胞表面的受體種類數(shù)也應(yīng)有相應(yīng)的數(shù)量。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生提出問題，如啟發(fā)學(xué)生在受體的出現(xiàn)時間上設(shè)問。學(xué)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(fā)產(chǎn)生的？

對于學(xué)生提出的問題，教師可以另外設(shè)置一些問題組織學(xué)生進行分析、討論。例如： 如果受體是抗原刺激產(chǎn)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(yīng)的受體，抗原能否刺激淋巴細胞產(chǎn)生相應(yīng)的抗體？在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生能得出淋巴細胞上的受體是生來就有的結(jié)論。接著教師可進行適當拓展，告訴學(xué)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(chǎn)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(yǎng)過程中的注意點

學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)，重要的是讓學(xué)生有更多的機會通過推理獲得科學(xué)的結(jié)論，而這個過程基本上是在教師組織和引導(dǎo)下進行的。教師應(yīng)注意： 一是內(nèi)容選擇須合理。選擇的內(nèi)容應(yīng)利于創(chuàng)設(shè)問題情境，問題的答案需經(jīng)過一定形式的邏輯推理才能得出。二是內(nèi)容難度須適中，太易則思維含量不足，會讓學(xué)生出現(xiàn)輕視心理；太難則常常會“收不了場”而浪費時間，會讓學(xué)生產(chǎn)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(xué)結(jié)論，是具有挑戰(zhàn)性的，對于全班學(xué)生來說，實際上是一個競賽過程，學(xué)生一旦得出正確的結(jié)論，教師應(yīng)該馬上加以肯定，并加以表揚，這樣會有利于提高學(xué)生參與邏輯推理的積極性和增強學(xué)生的競爭意識。