重慶市奉節(jié)永安中學(xué)校 蔡 茜

重慶市奉節(jié)教師進(jìn)修學(xué)校 黃銀華

北京市海淀區(qū)十一學(xué)校 張 斌

本文以“免疫調(diào)節(jié)”一節(jié)為例，結(jié)合社會(huì)時(shí)事新冠病毒（全稱為：嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2，Severeacute respiratorysyndromecoronavirus2，簡(jiǎn)稱SARS-CoV-2）的流行及其疫苗研發(fā)，設(shè)置擬人化情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。假如人體是一座城池，“我們”是這座城池的三道防線中的成員，當(dāng)病毒入侵人類城池時(shí)，“我們”做出相應(yīng)的抵抗行為。這種擬人化情境的設(shè)置可以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改變僅依靠記憶學(xué)習(xí)零散、復(fù)雜、抽象的免疫調(diào)節(jié)相關(guān)知識(shí)的現(xiàn)狀，并使學(xué)生在了解社會(huì)熱點(diǎn)問題的同時(shí)自主構(gòu)建相關(guān)知識(shí)體系，關(guān)注新冠病毒的流行和預(yù)防，養(yǎng)成健康的生活方式。

一、確立教學(xué)目標(biāo)

在本節(jié)內(nèi)容中，生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任四個(gè)維度的核心素養(yǎng)目標(biāo)均有涉及（見表1）。

表1 “免疫調(diào)節(jié)”一節(jié)教學(xué)目標(biāo)

二、設(shè)計(jì)教學(xué)過程

（一）認(rèn)識(shí)新冠病毒及其致病原理

2020年，國(guó)際病毒分類委員會(huì)將2019新型冠狀病毒命名為SARS-CoV-2，屬于RNA病毒。研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒由五種成分構(gòu)成：RNA基因鏈條和四種蛋白質(zhì)。最外層是刺突糖蛋白（S，SpikeProtein），刺突下面由小包膜糖蛋白（E，EnvelopeProtein）和膜糖蛋白（M，MembraneProtein）構(gòu)成的病毒包膜，包膜里面是由RNA和核衣殼蛋白（N，NucleocapsidProtein）構(gòu)成的螺旋折疊結(jié)構(gòu)（如圖1）。

圖1 新型冠狀病毒的結(jié)構(gòu)

新冠病毒能感染人體細(xì)胞，是由于新冠病毒的刺突糖蛋白（S蛋白）是一種結(jié)構(gòu)蛋白，能與人體細(xì)胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（ACE2酶）結(jié)合，讓冠狀病毒顆粒融合到人體細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)行復(fù)制，產(chǎn)生更多的子代病毒顆粒，破壞人體細(xì)胞，進(jìn)而使人體患病。

（二）創(chuàng)設(shè)擬人化情境

1．人體的第一道防線

創(chuàng)設(shè)情境1：教師展示動(dòng)態(tài)圖片并描述相應(yīng)情境。當(dāng)新冠病毒入侵人類城池時(shí)，“我們”——皮膚、黏膜、溶菌酶等殺菌物質(zhì)，對(duì)病毒進(jìn)行了強(qiáng)烈的阻擋、擊殺，消滅了一部分病毒。

情境轉(zhuǎn)化1：學(xué)生認(rèn)真傾聽教師的描述并思考，然后上臺(tái)領(lǐng)取角色卡片，分別扮演皮膚、黏膜、溶菌酶和病毒等角色，模擬第一道防線的防衛(wèi)功能。將擬人化情境通過角色扮演的方式轉(zhuǎn)化為相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，即新冠病毒入侵人體時(shí)，會(huì)受到人體第一道防線——皮膚、黏膜及其溶菌酶等殺菌物質(zhì)的阻擋。

2．人體的第二道防線

創(chuàng)設(shè)情境2：教師展示動(dòng)態(tài)圖片并描述相應(yīng)情境。當(dāng)新冠病毒越過人體第一道防線之后，繼續(xù)前進(jìn)，遇到了“我們”中一批戰(zhàn)斗力很強(qiáng)的“士兵”，對(duì)他們進(jìn)行了大面積無差別攻擊，新冠病毒傷亡慘重。

情境轉(zhuǎn)化2：學(xué)生認(rèn)真傾聽并將擬人化情境進(jìn)行轉(zhuǎn)化，領(lǐng)取角色卡片，分別扮演吞噬細(xì)胞、殺菌物質(zhì)、病毒等角色，模擬人體第二道防線的防衛(wèi)功能。當(dāng)新冠病毒突破人體第一道防線之后，人體的第二道防線——吞噬細(xì)胞和體液中的殺菌物質(zhì)就會(huì)起作用。吞噬細(xì)胞會(huì)吞噬入侵的病毒，體液中的殺菌物質(zhì)會(huì)將病毒溶解。

3．人體的第三道防線

（1）體液免疫的模型構(gòu)建

創(chuàng)設(shè)情境3：教師展示動(dòng)態(tài)圖片并描述相應(yīng)情境。當(dāng)新冠病毒突破人體第二道防線后，進(jìn)入人體內(nèi)環(huán)境，一大批更強(qiáng)的“士兵”阻擋了他們的去路，并且這群“士兵”不再無差別攻擊，而只攻擊新冠病毒這一種入侵者，導(dǎo)致大部分新冠病毒在此被消滅。

人體第三道防線中體液免疫相關(guān)知識(shí)對(duì)學(xué)生來說是全新的知識(shí)點(diǎn)，因此，情境描述完成后，不用馬上讓學(xué)生進(jìn)行角色扮演，而是教師以問題串形式逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行情境轉(zhuǎn)換，解釋情境描述中涉及的不同角色的含義及其功能。

問題1：什么是抗原和抗體？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，明確相關(guān)概念?？乖嚎墒箼C(jī)體產(chǎn)生特異性免疫的物質(zhì)。如細(xì)菌、病原體表面的蛋白質(zhì)，癌變的細(xì)胞，異體器官，花粉等也可成為抗原。抗體：機(jī)體受抗原刺激后產(chǎn)生的，能與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白。主要分布于血漿中，組織液和外分泌液中也存在，如乳汁中。

問題2：抗原是如何刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體的？抗體是如何發(fā)揮作用的呢？

學(xué)生活動(dòng)：觀看視頻，并閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，利用圖文轉(zhuǎn)換、箭頭、必要文字說明，小組合作構(gòu)建“體液免疫”的模型。

問題3：當(dāng)相同病毒再次入侵人體時(shí)，機(jī)體是如何抵御該病毒的？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，完善“體液免疫”的概念模型（如圖2），并構(gòu)建二次免疫的數(shù)學(xué)模型（如圖3）。

圖2 “體液免疫”的概念模型

圖3 “二次免疫”的數(shù)學(xué)模型

相關(guān)概念：當(dāng)相同病毒再次入侵機(jī)體時(shí)，記憶細(xì)胞將會(huì)迅速增殖分化為新的記憶細(xì)胞和漿細(xì)胞，漿細(xì)胞分泌抗體，抗體和抗原特異性結(jié)合形成沉淀或細(xì)胞集團(tuán)，然后被吞噬細(xì)胞吞噬、消化。與第一次免疫反應(yīng)相比，二次免疫反應(yīng)更加迅速、作用效果更強(qiáng)，機(jī)體患病程度更弱甚至不患病。

情境轉(zhuǎn)化3：學(xué)生回顧情境描述內(nèi)容并確定情境中的每個(gè)“人物”，隨后上臺(tái)領(lǐng)取吞噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、漿細(xì)胞、記憶細(xì)胞和病毒等角色卡片，進(jìn)行角色扮演，模擬人體第三道防線中體液免疫的過程。

（2）細(xì)胞免疫的模型構(gòu)建

創(chuàng)設(shè)情境4：當(dāng)新冠病毒突破人體一二道防線后進(jìn)入內(nèi)環(huán)境，機(jī)體會(huì)產(chǎn)生體液免疫，消滅大部分病毒。但是還存在一些漏網(wǎng)之魚，最終成功侵入了人體肺部細(xì)胞，人類城池的“防御系統(tǒng)”是否會(huì)就此繳械投降呢？

人體第三道防線中細(xì)胞免疫相關(guān)知識(shí)對(duì)學(xué)生來說也是全新的知識(shí)點(diǎn)，因此，教師也可以以問題串形式逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行情境轉(zhuǎn)換。

問題1：T細(xì)胞如何識(shí)別抗原？

問題2：MHC是什么？MHC分子是什么？

問題3：抗原肽是如何形成的？

問題4：抗原肽-MHC分子復(fù)合物是如何形成的？有什么作用？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材，回答相應(yīng)問題，從而得出細(xì)胞免疫的第一步，即T細(xì)胞因識(shí)別吞噬細(xì)胞表面的抗原肽-MHC分子復(fù)合物而活化。

問題5：T細(xì)胞識(shí)別抗原后，轉(zhuǎn)化為什么細(xì)胞？該細(xì)胞具有什么功能？

問題6：T細(xì)胞可以分化為哪些種類的細(xì)胞？

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真思考并討論得出細(xì)胞免疫過程的第二步，即T細(xì)胞被激活后增殖、分化為效應(yīng)T細(xì)胞和記憶T細(xì)胞。

問題7：效應(yīng)T細(xì)胞、記憶T細(xì)胞如何發(fā)揮其功能？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，分析并討論得出細(xì)胞免疫過程的第三步，即效應(yīng)T細(xì)胞可直接殺傷靶細(xì)胞，從而完成細(xì)胞免疫的模型構(gòu)建（如圖4）。

圖4 “細(xì)胞免疫”的模型

情境轉(zhuǎn)化4：學(xué)生回顧細(xì)胞免疫過程，領(lǐng)取角色卡片進(jìn)行角色扮演，分別扮演吞噬細(xì)胞、T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞、記憶細(xì)胞和病毒等，演繹細(xì)胞免疫的全過程。

（3）體液免疫與細(xì)胞免疫的關(guān)系

為了讓學(xué)生理解體液免疫與細(xì)胞免疫的機(jī)制，而非死記硬背，可以布置任務(wù)：畫出新冠病毒入侵人體肺部細(xì)胞，引起人體免疫應(yīng)答的完整過程圖（如圖5）。該過程可以讓學(xué)生更深刻理解體液免疫和細(xì)胞免疫的機(jī)制，以及二者間的聯(lián)系。

圖5 體液免疫與細(xì)胞免疫過程圖

（三）新冠病毒疫苗及其作用原理

由于已經(jīng)學(xué)習(xí)了體液免疫與細(xì)胞免疫的機(jī)制，結(jié)合初中知識(shí)，教師給出信息：疫苗其實(shí)屬于抗原。然后讓學(xué)生思考：疫苗的作用原理是什么？

目前，新冠疫苗有四種類型：滅活疫苗，核酸疫苗，重組蛋白疫苗和腺病毒載體疫苗。滅活疫苗是將病毒殺死，使其失去致病性，但保留抗原性，將其輸入人體后不會(huì)使人患病，但能刺激機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體和記憶細(xì)胞，當(dāng)相同病毒再次入侵，就會(huì)發(fā)生二次免疫反應(yīng)，產(chǎn)生大量抗體，起到保護(hù)和防御作用。重組蛋白疫苗是采用基因工程技術(shù)，將新冠病毒基因序列中最有效的抗原插入酵母菌或哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，與宿主細(xì)胞的基因進(jìn)行重組。腺病毒疫苗是以改造過的腺病毒為載體，利用基因工程技術(shù)進(jìn)行重組后制成的具有保護(hù)性抗原基因的疫苗。核酸疫苗是將新冠病毒的mRNA作為抗原導(dǎo)入體內(nèi)，刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。

（四）新冠病毒疫苗的副作用

提出問題：什么是過敏反應(yīng)？造成過敏反應(yīng)的原因是什么？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，明確過敏反應(yīng)的概念，思考并討論新冠病毒疫苗或其他疫苗引起過敏反應(yīng)的原因。

新冠病毒疫苗能有效預(yù)防新冠病毒肺炎的發(fā)生，臨床上尚未發(fā)現(xiàn)明顯的過敏反應(yīng)。任何疫苗研發(fā)都會(huì)經(jīng)過漫長(zhǎng)、多次臨床試驗(yàn)后才會(huì)應(yīng)用。接種后可能會(huì)出現(xiàn)如接種部位暫時(shí)紅腫、疼痛，全身可能會(huì)發(fā)熱、乏力等反應(yīng)，通常不需要治療。過敏反應(yīng)通常發(fā)生在接種后10分鐘內(nèi)，建議接種后在醫(yī)院觀察30分鐘后離開。一般來說，發(fā)生過敏反應(yīng)的概率很小，與個(gè)人體質(zhì)和遺傳有關(guān)。

（五）情感升華

播放一段關(guān)于新冠病毒肆虐期間科研工作者研究病毒結(jié)構(gòu)、研發(fā)病毒疫苗付出努力的視頻，激發(fā)學(xué)生對(duì)科研工作者的敬佩以及求知的欲望，樹立良好的學(xué)習(xí)觀、價(jià)值觀和人生觀，并培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，珍惜來之不易的健康生活。

三、教學(xué)反思

以社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題——什么是新冠病毒、新冠病毒疫苗的作用原理是什么、接種后是否產(chǎn)生過敏反應(yīng)為主題，將教材知識(shí)生活化。學(xué)生在具有高度動(dòng)機(jī)的真實(shí)情境中，可以接觸和書本相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生感受知識(shí)與實(shí)際生活的關(guān)系，從中獲取信息，掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，充分創(chuàng)造學(xué)生在擬人化情境中自主探討和學(xué)習(xí)的空間，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，完成由單純的知識(shí)目標(biāo)向注重過程、方法的能力型目標(biāo)轉(zhuǎn)化。

在此過程中，教師創(chuàng)設(shè)情境，將抽象的生物學(xué)概念擬人化，學(xué)生通過角色扮演方式將擬人化情境進(jìn)行了轉(zhuǎn)化，使得抽象知識(shí)形象化。在擬人化情境轉(zhuǎn)化過程中，逐步構(gòu)建出了體液免疫和細(xì)胞免疫的概念模型，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，建立起將書本知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。