【摘要】以新型冠状病毒为大情境、问题驱动为抓手,通过创设“新冠病毒入侵人体的方式”小情境,探究“免疫系统如何识别病原体”;创设“新冠康复者血清中含特异性抗体”小情境,探究“什么是特异性免疫?”、“体液免疫的过程是什么?” 。
【关键词】体液免疫;问题驱动
一、课标与教材分析
本节选自2019年人教版生物学稳态与调节的第四章第2节特异性免疫第一课时体液免疫。“体液免疫”的生物学概念,按照《课程标准》概念体系分类,要求建立“阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式,针对特定病原体发生的免疫应答”这一个次位概念。根据课时安排,本课讲授体液免疫的免疫应答过程。
二、学情分析
学生具有初步的逻辑思维能力,能独立思考问题,具备一定程度的主动性以及探索新知的求知欲,但是抽象思维能力水平不高;在初中阶段学习《人体的免疫》,具备免疫相关的基础知识,初步了解人体的三道防线的组成,但没有深入了解体液免疫的过程。
三、教学目标
一是通过图片展示新冠病毒病毒抗原与抗体结构,构建结构与功能观(生命观念);二是通过问题串驱动以及表演模拟体液免疫过程,尝试建构体液免疫概念图,养成科学思维的学习态度(科学思维);三是通过设计验证抗体和特异性免疫产生的实验,掌握科学探究的一般方法(科学探究);四是运用体液免疫相关知识为新冠病毒感染、防治等社会热点问题提供科学解释,培养防疫的生命观念(社会责任)。
四、教学过程
本节课以“新型冠状病毒”为中心情境,一例贯穿,通过问题串驱动“体液免疫”的概念建构过程。
(一) 创设情境,导入新课
大情境1:2019年武汉暴发新冠肺炎,病毒损害肺等器官,严重可致死。新冠病毒通过飞沫传播,极容易传染。专家强烈建议民众戴口罩防感染。
提问:1.为什么佩戴口罩能有效避免感染?2.新冠病毒进入人体要经过哪些结构?引导学生回顾人体防御过程。
教师跟随学生描述,概念图上呈现三道防线场所、细胞、免疫活性物质。以生活情境引导学生回顾知识,以社会时事激趣,培养公共卫生意识和社会责任感。
(二) 免疫系统对病原体的识别
小情境1:新冠病毒表面的某种刺突蛋白,其结构与血管生成素非常相像,这种刺突蛋白与细胞膜上的血管紧张素转化酶2结合,进入感染人体细胞。
提问:人体免疫系统如何识别病原体?人体内细胞分别依靠什么结构来识别敌我?什么细胞有摄取、处理和呈递抗原的作用?
概念图补充抗原呈递细胞摄取、处理病毒并呈递抗原的过程。学生阅读教材“身份标签”相关内容,观看视频,概括并认同以下概念:细胞和病原体表面均有多种蛋白质作为分子标签;免疫细胞表面有受体。透过直观材料形成感性认知,明确了免疫细胞对抗原的识别机制。
(三)建立特异性免疫概念
小情境2:教材第一节第69页“相关信息”:提取新冠肺炎康复者的血清并输给临床病人,血清中的抗体可以与新型冠状病毒相结合,使病毒失活,有利于患者康复。
提问:特异性免疫的过程是什么?从新冠肺炎康复者的血清中提取针对新冠病毒的抗体,说明人体在什么情况下能获得特定抗体?针对新冠病毒的抗体是如何准确识别新冠病毒并与之结合的?对其他病毒是否有效?为什么?抗体由哪种免疫细胞产生?特异性免疫主要有哪些细胞参与?
学生结合材料回答问题,明确以下概念:机体接触过特定病原体后会获得特定抗体;抗体与抗原有对应结构,通过特异性结合发挥免疫作用,但不能对其他病原体发挥作用,体现“特异性”。以真实情境为依托,建立特异性免疫的概念。
(四)体液免疫过程
小情境3:再次关注新冠康复者血清含“新冠抗体”的情境。
提问:B细胞如何产生针对新冠病毒的抗体?引导阅读教材相应内容,回答以下子问题:激活B细胞需要哪些信号的刺激?B细胞一旦被激活就能产生抗体吗?还需要什么条件?当人体再次接触新冠病毒时,体液免疫的引发过程会有什么不同?引导学生在已有概念模型上进行补充完善。归纳辅助性T细胞在此过程有什么作用?新冠肺炎康复者体内任意浆细胞都能分泌这种抗体吗?引导总结体液免疫含义。兴趣小组课前通过自学体液免疫过程,编排短剧《家园保卫战》。学生从科学性角度点评短剧优缺点,并在概念模型上补充抗原与抗体形成沉淀进而被吞噬细胞吞噬消化的内容。
(五)应用概念,提升认知
大情境2:2021年年末,我国首个自主知识产权新冠病毒中和抗体联合治疗药物获批。研究人员在新冠肺炎恢复期患者血浆中,筛选出一种对新冠病毒中和活性较好的抗体DXP-604,并对其进行了深入的研究。
提问:新冠特效药的作用机理是什么?推测这款药物的生产原理。这款药物可以作为预防性药物吗?课后自行查找新冠病毒特效药相关资料,写一篇关于这款药物的科普短文。
关注社会问题,应用概念解释生物学现象、解决实际问题,加深对特异性免疫概念的理解。
综上所述,本节课以“新冠病毒”为核心情境,一例贯穿整堂课,设置了三个主干问题,共由9个子问题串联起问题串,由浅入深、由易到难,驱动课堂概念的生成和网络的构建,帮助学生对概念的深入理解和联结,最终构建体液免疫的概念模型。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生课程标准:2017年版2020年修订[S].北京:人民教育出版社,2020:20-21.
[2]朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书:生物:必修2遗传与进化[M].北京:人民教育出版社,2019:69,71-73.