5E教學(xué)模式在“特異性免疫”教學(xué)中的應(yīng)用

李珊珊

摘要：根據(jù)“特異性免疫”一節(jié)概念和術(shù)語較多、機(jī)理復(fù)雜的特點(diǎn)，應(yīng)用5E教學(xué)模式引導(dǎo)學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，結(jié)合視頻播放、資料分析、設(shè)置問題串等手段，讓學(xué)生從分子、細(xì)胞及個(gè)體層次深入領(lǐng)悟免疫系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)維持中的作用。課堂實(shí)踐中，將5E教學(xué)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)與生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)各組分有效地銜接，達(dá)到發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：特異性免疫 5E教學(xué)模式 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)

中圖分類：號(hào)G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

5E教學(xué)模式是美國生物科學(xué)課程研究所（BSCS）開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義理論的教學(xué)模式，由吸引、探究、解釋、遷移和評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成。筆者嘗試運(yùn)用5E教學(xué)模式開展“免疫調(diào)節(jié)”中“特異性免疫”一節(jié)的教學(xué)，以期幫助學(xué)生從不同層次自主構(gòu)建、理解并應(yīng)用新概念的過程中，將5E教學(xué)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)指向相應(yīng)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，達(dá)到發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

1教材分析與設(shè)計(jì)思路

“特異性免疫”是人教版生物學(xué)教材《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中“免疫調(diào)節(jié)”第二課時(shí)的內(nèi)容。該節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生領(lǐng)悟免疫系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)維持中的作用及進(jìn)行健康教育具有重要意義。教學(xué)中，教師以學(xué)生感興趣的生活事例為切入點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)問題情境，在檢測學(xué)生已有概念的同時(shí)，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)探究欲望，奠定探究主題;通過資料及科學(xué)探究案例分析，以問題串引導(dǎo)學(xué)生從分子水平及細(xì)胞水平認(rèn)識(shí)免疫調(diào)節(jié)的機(jī)理，自主構(gòu)建概念模型，并在此基礎(chǔ)上從個(gè)體層次分析歸納穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的多樣性和整體性，引領(lǐng)學(xué)生建立“結(jié)構(gòu)與功能”及“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念;最后，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析HIV的致病機(jī)理，嘗試設(shè)計(jì)治療手段，探討并提出預(yù)防艾滋病的合理建議，認(rèn)識(shí)養(yǎng)成健康的生活方式的重要意義。

2教學(xué)目標(biāo)

（1）通過對(duì)學(xué)案資料的分析討論，能用“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”以及“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念，認(rèn)識(shí)免疫系統(tǒng)在維持穩(wěn)態(tài)中的作用。

（2）通過建構(gòu)體液免疫和細(xì)胞免疫模型，培養(yǎng)比較、分析、判斷、歸納等科學(xué)思維能力。

（3）在團(tuán)隊(duì)合作中歷練觀察釋疑、建模實(shí)施及結(jié)果的交流與討論，逐步提升科學(xué)探究能力。

（4）通過探討HIV的致病機(jī)理，關(guān)注艾滋病的流行和預(yù)防，養(yǎng)成健康文明的生活方式，樹立珍愛生命的意識(shí)，并具有一定的社會(huì)責(zé)任感。

35E教學(xué)模式與教學(xué)目標(biāo)及生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

5E教學(xué)模式與教學(xué)目標(biāo)及生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。

4教學(xué)過程

4.1吸引

本環(huán)節(jié)的主要目標(biāo)是通過創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)密切聯(lián)系的問題情境，使他們主動(dòng)參與到問題的討論中來，在相互交流中暴露腦中的前概念，引發(fā)認(rèn)知沖突，從而激發(fā)主動(dòng)探究、主動(dòng)建構(gòu)概念的興趣和欲望。

教師播放介紹“手足口病”及“水痘”的視頻，出示問題：（1）什么原因?qū)е聝煞N傳染病的發(fā)生？（2）感染的病毒在人體內(nèi)充當(dāng)什么？又是如何被消滅的？（3）手足口病和水痘患者痊愈后都能獲得終身免疫嗎？說說產(chǎn)生不同結(jié)果的原因。并組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，喚起學(xué)生腦中的相關(guān)概念，如抗原和抗體、特異性免疫的特異性和記憶性等，激發(fā)學(xué)生探究，同時(shí)奠定深入探究的主題，使整節(jié)課處于尋找問題答案的過程中。

4.2探究——解釋一評(píng)價(jià)

活動(dòng)1：教師展示2則資料，引導(dǎo)學(xué)生分析相關(guān)問題。

教師展示資料1：1890年，科學(xué)家貝林把曾經(jīng)感染過破傷風(fēng)桿菌而依然存活的動(dòng)物血清注射給剛感染破傷風(fēng)桿菌的動(dòng)物，可以預(yù)防破傷風(fēng)的發(fā)作。1959-1961年，科學(xué)家波特和埃德爾曼分別用純化的木瓜蛋白酶和還原法處理抗體，通過對(duì)分解片段的研究，分析發(fā)現(xiàn)了抗體的Y型化學(xué)結(jié)構(gòu)。教師出示問題：①抗體主要存在于什么部位？②抗體的化學(xué)本質(zhì)是什么？說出抗體的合成場所。③抗體發(fā)揮免疫作用的機(jī)理及特點(diǎn)是什么？

教師展示資料2：18世紀(jì)90年代末，英國醫(yī)生詹納發(fā)現(xiàn)得過牛痘的擠奶工在天花流行時(shí)不會(huì)得天花。于是，他從一名患牛痘的牛奶女工身上膿皰處取出少許膿液，注射到一個(gè)8歲男孩的手臂內(nèi)，后來男孩全身沒有出現(xiàn)天花。教師出示問題：①抗原的特異性由什么決定？②嘗試從分子水平，解釋用牛痘病毒來預(yù)防天花。

解釋——評(píng)價(jià)1：教師利用制作好的多種形狀的電子卡片類比不同類型的抗原和抗體，讓學(xué)生在電子白板上拖動(dòng)演示，將抽象的內(nèi)容直觀化，引導(dǎo)學(xué)生在分子水平上理解抗原和抗體的概念以及特異性結(jié)合的方式。教師以問題串的形式引領(lǐng)學(xué)生層層深入地分析，提高他們分析歸納的科學(xué)思維能力，使學(xué)生領(lǐng)悟結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，同時(shí)為接下來的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

活動(dòng)2：教師展示3則資料，引導(dǎo)學(xué)生分析相關(guān)問題。

教師展示資料3：用特殊方法殺死小鼠的淋巴細(xì)胞，使小鼠失去免疫能力。如果輸入生理鹽水，檢測不到小鼠產(chǎn)生抗體;如果輸入B細(xì)胞，小鼠產(chǎn)生抗體的能力部分恢復(fù);如果輸入T細(xì)胞，檢測不到小鼠產(chǎn)生抗體;如果同時(shí)輸入T細(xì)胞和B細(xì)胞，則小鼠可以恢復(fù)體液免疫的能力。教師出示問題：①抗體從何而來？②T細(xì)胞有什么作用？

解釋——評(píng)價(jià)2：教師將處理過的科學(xué)家經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的過程及現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，并引導(dǎo)他們進(jìn)行分析和推理，在培養(yǎng)科學(xué)思維的同時(shí)初步建構(gòu)概念模型。對(duì)于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的班級(jí)，教師可以提供實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，力求學(xué)生在分析問題、解決問題的過程中提高科學(xué)探究的能力。

教師展示資料4：1982年科學(xué)家Howard率先發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞培養(yǎng)上清液中，有一種促進(jìn)B細(xì)胞增殖的因子，后來被命名為淋巴因子。并展示呈現(xiàn)小鼠感染前和感染后淋巴結(jié)處的圖片（引導(dǎo)學(xué)生觀察T細(xì)胞和B細(xì)胞的變化情況），以及B細(xì)胞和漿細(xì)胞的電鏡照片（學(xué)生觀察并說出兩者的差異）。教師提出問題：（1）推測B細(xì)胞產(chǎn)生抗體的過程。（2）T細(xì)胞的作用到底是什么？

解釋——評(píng)價(jià)3：教師引導(dǎo)學(xué)生分析直觀的圖片，結(jié)合問題引導(dǎo)，激活學(xué)生腦中原有的如細(xì)胞的增殖與分化、細(xì)胞器的分工合作等已學(xué)知識(shí)，使之與正在學(xué)習(xí)的免疫調(diào)節(jié)知識(shí)之間建立聯(lián)系，降低復(fù)雜抽象內(nèi)容的學(xué)習(xí)難度。基于所選擇和重新組合的素材，教師引導(dǎo)學(xué)生合理質(zhì)疑、邏輯推理及分析綜合，發(fā)展學(xué)生的批判性思維，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生用結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的生命觀念解釋生物學(xué)現(xiàn)象的能力。

教師展示資料5：1973年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)免疫反應(yīng)中的“哨兵”——一種樹突狀的吞噬細(xì)胞，它的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)并攝取抗原，并將其報(bào)告給T細(xì)胞，由T細(xì)胞調(diào)動(dòng)其他免疫細(xì)胞發(fā)生反應(yīng)，消滅入侵者。并提出問題：病原體直接將抗原遞給T細(xì)胞嗎？

解釋——評(píng)價(jià)4：少數(shù)B細(xì)胞可以直接識(shí)別抗原，而T細(xì)胞卻沒有這個(gè)本領(lǐng)。通過資料5的閱讀，學(xué)生進(jìn)一步修正體液免疫調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。

教師提問：經(jīng)過體液免疫可以把體液中的病原體消滅，如果病原體進(jìn)入細(xì)胞，又是如何消滅這些病原體的呢？

活動(dòng)3：學(xué)生限時(shí)閱讀教材相關(guān)知識(shí)，用概念卡片（其中抗原有兩種形態(tài)，抗體只有一種形態(tài)）完成體液免疫和細(xì)胞免疫的模型構(gòu)建，同時(shí)思考兩種免疫方式的異同。

解釋一一評(píng)價(jià)5：活動(dòng)2在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的同時(shí)，也為自主構(gòu)建概念模型做好鋪墊。因此，在小組合作探究中，學(xué)生會(huì)將關(guān)注點(diǎn)聚焦在子概念問邏輯關(guān)系的建構(gòu)上。對(duì)小組討論中出現(xiàn)的問題，如有的小組開始時(shí)并未留意兩種抗原、記憶細(xì)胞的作用是什么等問題，教師應(yīng)及時(shí)進(jìn)行啟發(fā)、補(bǔ)充和矯正。在此基礎(chǔ)上，再引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)解釋“引入”環(huán)節(jié)中的疑惑：水痘患者獲得終身免疫主要是因?yàn)椴≡w單一和記憶細(xì)胞的產(chǎn)生;而由于引起手足口病的病原體多種多樣，因此無法獲得終身免疫。教師結(jié)合模型分析及問題思考，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)免疫系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)維持中的作用。

活動(dòng)4：教師引導(dǎo)學(xué)生思考神經(jīng)調(diào)節(jié)、體液調(diào)節(jié)及免疫調(diào)節(jié)三者之間的關(guān)系以及在維持人體穩(wěn)態(tài)中作用，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)概念圖。

解釋——評(píng)價(jià)6：通過小組合作、自主建構(gòu)概念圖有利于梳理新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，從個(gè)體層次分析歸納穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)的多樣性和整體性，將新學(xué)的知識(shí)融入到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，同時(shí)向?qū)W生滲透和闡釋“穩(wěn)態(tài)與平衡”的生命觀念，幫助學(xué)生進(jìn)一步提升歸納概括、語言組織表述等科學(xué)思維能力，從而促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

4.3遷移——評(píng)價(jià)

本環(huán)節(jié)鼓勵(lì)學(xué)生利用新建構(gòu)的概念嘗試解決問題或解釋新現(xiàn)象。教師可以直接過渡設(shè)問：免疫調(diào)節(jié)在實(shí)現(xiàn)機(jī)體穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用，為何HIV病毒感染會(huì)致人死亡？進(jìn)而引領(lǐng)學(xué)生分析艾滋病病因、傳播途徑及如何預(yù)防等;根據(jù)艾滋病的致病機(jī)理，讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)治療手段等。

上述問題的討論為學(xué)生提供應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析解決問題的契機(jī)，培養(yǎng)其解釋生物學(xué)現(xiàn)象的能力;在討論中認(rèn)識(shí)到養(yǎng)成健康的生活方式的重要意義，并肩負(fù)起主動(dòng)向他人宣傳健康生活和關(guān)愛生命等相關(guān)知識(shí)的社會(huì)責(zé)任。

教師根據(jù)需要靈活處理5E教學(xué)模式的各個(gè)環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)更是一直貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中。教師通過合理設(shè)計(jì)5E教學(xué)模式各環(huán)節(jié)的教學(xué)活動(dòng)并組織實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高他們的科學(xué)探究能力，在自主活動(dòng)中理解生物學(xué)概念性知識(shí)，樹立生命觀念，增強(qiáng)自身的社會(huì)責(zé)任感，達(dá)到最終提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。