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)知識的同時，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)的實踐過程，方能更好地習(xí)得生物學(xué)知識，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]其實施步驟分為引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、精致（Elaboration）、評價（Evaluation）。合理運用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、保護自然的科學(xué)意識。研究者以北師大版教材中的“免疫調(diào)節(jié)”實踐教學(xué)為例，論述了運用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)可以對其做出反應(yīng)嗎”這兩個問題進行以下的教學(xué)活動。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行免疫調(diào)節(jié)的結(jié)果。由此得出上述兩個問題的答案，明確機體依靠免疫系統(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)知識聯(lián)系到實際生活中。問題鏈的設(shè)置讓學(xué)生了解病原微生物侵入機體會影響內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的生理現(xiàn)象，從而引入免疫調(diào)節(jié)并凸顯其對維持機體穩(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的整體性，對于引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識生命活動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)知識點繁多、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”三個知識板塊，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生展示教材中的實驗內(nèi)容材料，要求學(xué)生在認(rèn)真分析推理實驗過程的同時思考如下的幾個問題：（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)生基于對上述材料的分析討論，通過教師的講解和補充，結(jié)合教材中的圖示完成對免疫系統(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)計意圖]此環(huán)節(jié)讓學(xué)生從真實的科學(xué)史情境中體驗科學(xué)探究的過程，在對生命現(xiàn)象、實驗結(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)上對學(xué)生進行科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度的教育，使學(xué)生樹立踏實嚴(yán)謹(jǐn)、堅持不懈的科學(xué)價值觀。

2.初高中銜接——明確特點

探究二：要求學(xué)生結(jié)合自己的生活常識和生物學(xué)知識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，教師對學(xué)生們的回答進行補充和整合，帶領(lǐng)學(xué)生共同完成三道防線及其特點的知識結(jié)構(gòu)圖。此時學(xué)生對最后一個問題仍然可能產(chǎn)生不同的想法和疑問，教師便可利用學(xué)生強烈的好奇心順勢引入艾滋病的話題，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化出三道防線，同樣也有病原微生物可以進化出攻擊免疫系統(tǒng)的方式進行宿主寄生并繁殖。

[設(shè)計意圖]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聯(lián)動的同時，理解生物學(xué)功能的形成是長期以來的自然選擇、物種進化結(jié)果，以培育學(xué)生“進化與適應(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，引起學(xué)生對這一全球性疾病的關(guān)注，認(rèn)識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，教師不斷對學(xué)生的回答進行解釋和補充，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)生對特異性免疫學(xué)習(xí)過程中存在的重、難點集中進行深入講解，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)是一個復(fù)雜且精密的響應(yīng)機制，是維持機體穩(wěn)態(tài)的重要機制。學(xué)生深入理解生命活動的整體性和多樣性，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)生能夠運用已學(xué)的知識解決處理新的問題，從而完善知識體系。[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發(fā)生排斥反應(yīng)，對過敏反應(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)為起點的反應(yīng)示意圖，具體如圖2所示。

[設(shè)計意圖]不論是從知識完整性的角度，還是從加強知識在生產(chǎn)生活上的理解應(yīng)用來看，過敏反應(yīng)都是對加深學(xué)生對免疫調(diào)節(jié)全過程理解、擴展知識面，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)生在平時接觸到的實例中，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)功能強或弱并不都是有益的，其應(yīng)當(dāng)讓生物體處于一個穩(wěn)態(tài)的環(huán)境中。

四、評價多維，關(guān)聯(lián)運用

教學(xué)過程：多個維度的評價可以讓教師清楚學(xué)生對知識的掌握程度，并使學(xué)生再次深入理解所學(xué)的知識。實際教學(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，討論回答一些現(xiàn)實問題。如在器官移植手術(shù)中為什么要求先進行配型，同型的器官才可以進行移植？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)計意圖]教學(xué)過程中聯(lián)通看似零散的各個知識點之間的聯(lián)系，在檢測學(xué)生知識內(nèi)化程度的同時，幫助學(xué)生構(gòu)建整體知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，便于更深刻清晰地掌握知識。與此同時，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，意識到科技進步對人類健康和發(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)探究與社會責(zé)任，其對于生物學(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，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項目“中學(xué)生物教學(xué)法應(yīng)用案例庫建設(shè)研究”（項目編號：xyjg16007）研究成果]

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