資源簡介

基于生物大概念的探究性教學課例展示
——“免疫調節”第一課時教學設計
1 教學設計理念
《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱課標）明確指出，高中生物學課程的基本理念是核心素養為宗旨、內容聚焦大概念、教學過程重實踐、學業水平促發展[1]。學科知識產生于特定的情境中，脫離了情境，學科知識就會僵化，缺乏生命力，變成冰冷的符號。因此課堂教學要緊緊圍繞大概念設計，將抽象的知識融入到真實情境中，基于問題調動學生積極參與動手和動腦的活動，在活動中使其科學探究和科學思維的品質得到發展，逐步形成結構與功能觀、進化與適應觀等生命觀念，提高其辨析、理解、解決生產生活問題的擔當和能力。
2 教學背景分析
2.1 教學內容分析
免疫調節是選擇性必修課程模塊一“穩態與調節”中的內容，該模塊下大概念為：生命個體的結構與功能相適應，各結構協調統一共同完成復雜的生命活動，并通過一定的調節機制保持穩態。而對于免疫調節，課標中內容要求對其是這樣敘述的：免疫系統能夠抵御病原體的侵襲，識別并清除機體內衰老、死亡或異常的細胞，實現機體穩態。本節課的內容較為抽象，但是學生對于免疫還是有一定的了解的，所以教師在展開教學活動時，結合學生的親身經歷，創設真實的情境進行探究。
2.2 學情分析
初中階段學生對于人體三道免疫防線有過初步的學習，知道前兩道防線是人人生來就有的非特異性免疫，但是對于特異性免疫及其作用機理不是很清楚，也未形成整體認識。所以以此為基礎，作為本節科學概念的起點，通過真實情境設置問題串，引導學生思考，認識免疫調節對維持內環境穩態的重要性，進一步深化穩態與平衡觀，并利用這一觀點，將知識進行遷移，解決其他情境中的問題。
3 教學目標
根據本節課內容筆者設置了以下核心素養目標：
（1）通過具體實例，運用結構與功能相適應的觀點，認識人體免疫系統的組成以及防衛功能，認同免疫調節對維持內環境穩態的重要性。
（2）結合真實情景，能用圖文的形式簡述體液免疫的大致過程。
（3）通過對問題疫苗案例的分析討論，具有基本知識遷移能力，能對問題疫苗作出科學評價，形成科學的思維方式，養成正確的價值觀。
4 教學過程
4.1 創設情境，導入新課
有效的探究情境是培養學生科學探究能力和發展學生思維的重要前提。情境的創設要在學生認知水平和已有經驗的基礎上進行。所以本節課中筆者以無菌培養皿培養的人手上的細菌導入，引發學生思考。
教師活動：我們從小就知道，飯前便后要洗手，因為手上有大量的細菌，到底我們的手上有多少細菌呢。學生沒人能回答出來。
圖片展示利用無菌培養皿培養的人手上的細菌。一雙未洗過的手上最多有80萬個細菌，而僅僅微乎其微的一克指甲垢里就藏有38億個細菌。聽到這里學生表示很震驚。教師趁機對學生進行提問：這些細菌不僅有可能使人體自己染上病，還有可能通過握手、接觸等方式，把這些細菌傳播給別人。但是我們依然能夠健康的生活，這與什么有關呢？學生很容易就答出是人體的免疫系統。教師接著提問，免疫系統能幫助機體抵抗病原體的入侵，對維持機體正常的生命活動有很重要的作用。那么免疫系統的組成有哪些呢？作用又是什么呢？對這兩個問題，學生課下預習之后能回答出免疫系統具有防衛、監控和清除的功能，組成包括免疫細胞，免疫器官以及免疫活性物質，但是具體有哪些器官、細胞學生回答的不全面，這時候引導學生去閱讀課本，找出免疫系統的組成。
設計意圖：通過圖片導入，激發學生學習的興趣，引出本節課的主題免疫調節，前后數字比較引起學生的震撼，激發學生求知的欲望，同時讓學生認識到免疫調節對維持內環境穩態的重要性，達成目標（1）。
2.基于情境，引發學生思考
于文森老師曾說：知識的情境化是知識火花并轉化為核心素養的必經途徑。而知識的情境化要建立在真實情境的基礎上，在真實情境中將學生的學習活動與任務或問題相結合，以探索問題來引導和維持學生的學習興趣和動機。小組合作是探究性學習中的重要學習方式。基于學生積極思考、自主探究的合作交流，可以促進學生認知互補和思維發展，培養學生的團隊合作能力【2】。所以筆者結合實際生活以及學生原有的認知創設了兩種情境，以小組合作的形式，在分析和解決問題的過程中，培養學生科學的思維，有助于學生核心素養的達成。
情境1:圖片展示嬰兒出生后不同階段需要接種不同的疫苗，用來抵御各種病原體的入侵。疫苗是將病原微生物（如細菌、立克次氏體、病毒等）及其代謝產物，經過人工減毒、滅活等方法制成的用于預防傳染病的自動免疫制劑。
情境2:每年的冬春時節都是流感肆虐的時候，會有很多人感冒，感到咽喉痛、干咳，有鼻塞、流涕、胸骨后不適、頭疼、全身乏力、發燒等癥狀，甚至還會引發一些并發癥。因此有些人會接種流感疫苗，降低感染的幾率，或者縮短病程。
結合上述兩種情境，請同學思考并小組討論：
（1）結合情境1分析：嬰兒、兒童接種特定的疫苗后，是否會抵御各種病原體的入侵？為什么？
正常情況下，成人一般不用接種疫苗，而嬰兒、兒童需要接種，為什么？
（2）兒童接種疫苗后，機體會發生哪些反應？
設計意圖：利用嬰兒、兒童接種疫苗，讓學生認識疫苗，明白特異性免疫是后天形成的，同時也為整節課的設計做一個鋪墊。
（3）在病原體入侵機體的過程中，第一道防線和第二道防線是如何發揮作用的？
（4）出現各種感冒癥狀，說明流感病毒突破了前兩道防線，要消滅病原體必須依靠人體的第三道防線。第三道防線主要是由什么組成的？用文字和箭頭的形式描述體液免疫的大致過程，并指出參與免疫的細胞有哪些，這些細胞是如何發揮作用的？
（5）結合所學知識分析接種疫苗后為什么會降低感染幾率或縮短病程？
（6）接種疫苗的人群中，依然會有一部分人患流感，這是什么原因導致的呢？
設計意圖：這四個問題層層遞進，很好的幫助學生構建特異性免疫、體液免疫以及二次免疫的科學概念，理解并掌握免疫系統抵抗病原體侵襲的途徑。問題六更是讓學生具有活學活用的能力，認識到淋巴細胞的特異性。
3.總結提升，遷移運用
通過以上分析學生對免疫系統有了深刻的認識，但是對于體液免疫的過程還有些模糊，所以教師再進行點撥。
（1）抗原的種類。凡誘發免疫反應的物質皆可稱為抗原。比如，外來分子：病原微生物、類毒素、輸入體內的血液等；自身發生改變的細胞成分。
（2）能特異性識別抗原的細胞：B細胞、T細胞、記憶細胞。
（3）B細胞識別抗原的兩種途徑。根據抗原刺激B細胞產生抗體是否需要T細胞協助，分為兩種類型抗原，胸腺依賴性抗原（TD-Ag）和胸腺非依賴性抗原（TI-Ag）。TD-Ag是指需要T細胞輔助和巨噬細胞參與才能激活B細胞產生抗體的抗原性物質。TD抗原免疫應答特點：能引起體液免疫應答也能引起細胞免疫應答；產生多種類別抗體；可誘導產生免疫記憶。TI-Ag是指無需T細胞輔助可直接刺激B細胞產生抗體的抗原，特點：只能引起體液免疫應答；只能產生特定抗體；無免疫記憶。[2]
結合熱點問題，提高社會責任
2018年7月15日，國家藥品監督管理局發布通告指出某公司凍干人用狂犬病疫苗生產存在記錄造假等行為，同時發現該公司2017年11月生產的百白破疫苗效價指標不符合規定。問題疫苗事件，人心惶惶，很多家長不敢給自己的孩子接種疫苗。其實問題疫苗是質量不合格的產品，而非假疫苗。疫苗的有效成分（如抗原）不足，可能是疫苗效價不合格的主要原因之一。
疫苗是人類防控傳染病的重要武器，接種疫苗估計每年可避免超過250萬例死亡。目前已經投入生產使用的疫苗種類很多，包括一些乙肝、甲肝、流感疫苗、宮頸癌疫苗、痤瘡疫苗等，而對于艾滋病、瘧疾等對人類健康具有重大威脅的傳染病仍沒有有效防控疫苗。
（7）結合材料分析，若接種了問題疫苗，會出現什么結果？
（8）你怎么看待問題疫苗這件事。
（9）通過上述案例可以看出，研制疫苗可以很好的預防疾病，但是對于艾滋病一直沒有研制出相關疫苗，原因是什么？針對哪些病毒可以研究疫苗呢？
設計意圖：掌握基本的知識僅僅滿足了學業水平中的水平一、二，對于水平三、四就需要提升學生的能力，筆者圍繞問題疫苗這一案例設計問題，一是向學生普及這方面的知識，更重要的是培養學生科學的態度，能有自己的看法，而非人云亦云。同時結合當前疫苗的研究進展，培養學生知識遷移能力，學以致用，提高社會責任。
4.教學反思
本節課主要是通過設置真實情景，讓學生運用知識分析相關問題，從而初步構建免疫系統能夠抵御病原體的侵襲，從而實現機體穩態這一概念。能解決相關問題，對事物有科學的判斷，培養學生生物學科的核心素養。但是核心素養的形成不是一蹴而就的，需要我們一線教師認真研究、落實。

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