隋 璐

（清华大学附属中学永丰学校 北京 100094）

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称“课程标准”）颁布，课程标准凝练了生物学科核心素养，为初、高中生物学教学指明了方向。课程标准明确课程教学更加关注育人目的，更加注重培养学生核心素养，也更加强调提高学生综合运用知识解决实际问题的能力。同时，课程标准中的教学建议指出，组织以探究为特点的主动学习是落实生物学科核心素养的关键。教师应提供更多的机会让学生亲自参与和实践，重视信息化环境下的学习［1］。

免疫学是生命科学中的重要分支，免疫对于维持机体的稳态具有重要的调节作用。但学生在学习这部分内容时，由于免疫系统相关概念抽象，例如特异性免疫，学生不容易理解，存在学习难点。在“免疫和计划免疫”一节教学中，尝试通过探究活动的设计促进学生的主动参与，提升课堂动手动脑活动的容量，从而帮助学生达成重要概念的自主构建，在活动中提升学生的学科核心素养。

1 教学背景分析

在《义务教育生物学课程标准》中，本节课属于一级主题“健康地生活”、二级主题“传染病与免疫”的内容，课程标准要求帮助学生建立以下重要概念［2］：免疫系统可抵抗能引起疾病的微生物、异己物质等，包括免疫器官、免疫细胞和免疫物质等。

这部分知识在课程标准和海淀区学业质量标准［3］中的具体要求如表1。

表1

分析课程标准和学业质量标准得知，本节课承载了生物体结构与功能相适应的生命观念，教学时主线为结构-功能相适应，即通过对人体三道防线的结构分析得出免疫系统的功能，在形成对免疫功能（尤其是特异性免疫）的认识后，学生应用这一概念可分析获得对计划免疫意义的理解。在能力要求上，对免疫系统的组成结构和功能的要求为“说出”“描述”，属于了解水平，对特异性免疫和非特异性免疫的要求为“举例说明”“区别”，属于理解水平。关于计划免疫的概念和意义要求为“举例说出”，属于理解水平；“运用”，属于应用水平。

2 教学目标

1）生命观念：通过人体的三道防线及其功能形成结构与功能相适应的生命观念；通过免疫的功能形成平衡与稳态的生命观念。

2）科学思维：通过资料分析运用推理分析、归纳概括的科学思维，说出非特异性免疫和特异性免疫的结构组成；通过使用教师自制教具体会特异性免疫过程，区分非特异性免疫和特异性免疫。

3）科学探究：利用资料分析、教具等进行探究并表达交流。

4）科学态度与社会责任：认同计划免疫的重要性，积极自觉接种疫苗，并向家人进行科学宣传。

3 教学重、难点

1）重点：免疫系统三道防线的组成结构和功能；区别人体的特异性免疫和非特异性免疫。

2）难点：免疫系统三道防线的组成结构和功能；区别人体的特异性免疫和非特异性免疫；抗原抗体的概念。

4 课前准备

1）确定学习小组：教学班级分成6 个小组，每组4 人，自主推选学习组长，并确定重点探究领域。

2)教具准备：自制特异性免疫磁力贴教具(图1)。

图1 自制的特异性免疫磁力教具

5 教学过程

5.1 新课导入

承接本章上一节传染病与预防的内容，通过图片展示各种已知的传染病（图2），提出驱动性问题：已知生活环境中存在很多种类的病原体，但人们并不总是处于感染或生病的状态，这是为什么？引导学生输出头脑中的前概念。根据学生回答，进一步追问：你能具体说说对免疫的理解吗？什么是免疫？生活中的哪些现象与免疫有关？

图2 各种人体传染病及病原体示意图

通过头脑风暴，输出学生前概念，引发兴趣，导入课程。

5.2 非特异性免疫

教师过渡：病原体从外界试图入侵人体内，凡是身体暴露在外面的或与外界直接接触的部位，受侵染的机会增加，因此在这些部位往往有一定的结构以抵御病原体入侵。

学生阅读资料并提出小组探究学习目的：说一说在身体的哪些部位存在什么结构能抵御病原体？它们是怎样发挥作用的？每组选择其中一份资料进行小组内的重点讨论。

资料1：有人曾经做过这样的试验：将一种致病的链球菌涂在健康人清洁的皮肤上，2 h 以后再检查，发现90%以上的链球菌都被杀灭了。上皮细胞排列紧密，具有保护的作用。皮肤表面覆盖着一层脂类物质，这是皮脂腺分泌的。弱酸性的皮脂能起到很好的抑菌、杀菌作用。

资料2：消化道器官始于口腔、终于肛门，与外界相通，消化道黏膜与外界相接触。例如口腔、胃肠道内表面都覆盖着黏膜，小肠黏膜表面分布的黏液能将病原微生物包裹起来，并阻挡其定居在黏膜表面。除此之外，在小肠粘膜下存在一些吞噬细胞（白细胞的一种），主要作用是抵御肠道病原微生物感染。这些细胞以内吞的方式摄取异物，从而启动免疫反应。

资料3：呼吸道与外界相通，呼吸道黏膜与外界相接触。例如鼻腔、气管、肺内表面都覆盖着黏膜，能将微生物包裹起来，阻挡其定居在黏膜表面。肺泡作为支气管末端膨大的囊泡，与外界直接相通。散布在肺泡处有一种称为“尘细胞”的巨噬细胞（白细胞的一种），能清除进入肺泡的微小灰尘和有害物质，从而减少肺部疾病的发生。

资料4：尿道、生殖道与外界相通。尿道、生殖道内表面被黏膜覆盖，黏膜与外界相接触。正常情况下，尿道口及其周围是有细菌寄生的，但一般不引起感染。当机体免疫力下降，或尿道粘膜有轻微损伤时，细菌容易上行，造成尿道感染。

资料5：泪腺分泌的泪水不仅有水分，还含有丰富的溶菌酶，能起到杀毒灭菌的作用。唾液也具有类似作用，这一点在小动物尤为明显，猫喜欢用牙齿、舌头梳理自己的毛发，它们就是依靠天然沐浴液——唾液给自己洗澡，能起到非常好的清洁作用。

教师根据学生总结及时出示板书，形成2 道防线的结构与功能重要概念。并提出问题：以上这些结构都具有抵抗病原体的作用，是针对一种病原体还是多种病原体起作用？基于丰富的生物学事实，学生容易归纳概括出非特异性免疫的概念，即：人体前2 道防线对多数病原体都有防御作用，不针对特定的病原体，没有特异性，称非特异性免疫，人体先天具有，又称先天免疫。

教师拓展：先天免疫的结构是人类经过漫长演化过程，适应环境的进化结果。病原体一旦侵入，机体启动非特异性免疫进行防御。人们在日常生活中经常与各种病原体接触，但并不经常生病，其原因就在此。

教师提供丰富的生物学事实，促进学生阅读和交流，参与课堂。通过组间巡视，在个别辅导和提问中引导学生归纳概括，自行构建人体非特异性免疫结构及功能的重要概念。

5.3 特异性免疫

教师过渡：机体除了非特异性免疫机制防御病原体，还有其他的防御机制。

温故知新：人体存在一种特殊的白细胞——淋巴细胞，它也是血细胞的一种。你认为它应该在哪个部位产生？

学生回答后，教师讲解特异性免疫：骨髓中有造血干细胞，造血干细胞进一步分化，可产生一种称为“淋巴细胞”的免疫细胞，它们是白细胞家族的一员。当流感病毒较多时，先天免疫不能有效阻挡其侵害，病毒突破以上2 道防线之后，进入血液。

在病毒的刺激下，淋巴细胞发生活化、增殖，最终分化成为成熟的淋巴细胞（浆细胞）。成熟的淋巴细胞可分泌一种特殊结构的蛋白质，它形似字母“Y”，称为抗体，引起人体产生抗体的物质称为抗原，例如流感病毒。抗体能结合并清除相应抗原。

教师使用自制教具演示特异性免疫过程，借助教具将抽象、复杂的特异性免疫过程具象化。讲解加教具演示的方式，可满足不同学习风格的学生需要，例如听觉学习型和视觉学习型。

学生体验活动：学生使用教师自制磁力教具，摆出免疫细胞的分裂、分化和成熟过程，并针对不同类型的抗原（三角形的a 抗原和方形的b 抗原示意），体验特异性免疫的原理与过程。

教师追问：相比非特异性免疫，大家认为这种免疫机制，有什么特点？

随后，教师总结：抗体只针对特定的抗原起作用，并且是在病原体侵入机体后才获得的免疫能力，称为特异性免疫，又称获得性免疫。

小组活动：学生2 人一组，使用教具演示特异性免疫过程（图3、图4）。

图3 学生演示特异性免疫原理与过程

图4 学生演示特异性免疫原理与过程

教师讲解：特异性免疫功能的实现需要一系列免疫器官为基础，包括骨髓、胸腺、脾脏、扁桃体和遍布全身的淋巴结。这些器官是淋巴细胞产生、成熟、和定居的场所。免疫器官和免疫细胞，以及免疫分子（例如抗体），共同构成人体的第3道防线。

特异性免疫较为抽象，使用感性教具进行具象化。学生在教师演示讲解基础，使用具象化的模型教具，进行动脑和动手的实践活动，在体验中获得对特异性免疫机制和其“特异性”的理解，从而突破本节课的难点。

5.4 计划免疫

教师过渡：机体不能只通过被病原体侵入、感染的方式形成抗体，这样对身体有损伤。是否还有其他方式形成抗体？学生容易联想到生活实际，请学生表达对疫苗的已有认识。

教师讲解：接种的疫苗通常是经处理后减活、或灭活的病原体，它们能刺激淋巴细胞活化，产生相应的抗体，同时对机体不造成伤害。

开放性问题：学完以上知识，结合传染病知识，你能说说对注射疫苗的看法吗？

落实社会责任：注射狂犬病疫苗后机体可产生抵抗狂犬病病毒的抗体，对于提高人口素质，预防传染病都有好处。按时接种疫苗是一种社会责任。

教师创设情境，引导学生应用概念解决实际生活问题，增强按时接种疫苗的社会责任意识。

5.5 免疫系统的功能

机体通过上面三道防线达到了识别自己、清除异己的免疫防御功能，除了侵入机体的病原体是异己物质，机体内部是否会产生“异己”物质？教师播放吞噬细胞吞噬衰老细胞的免疫荧光实验视频资料（图5），请学生尝试总结免疫系统具有的功能。

图5 免疫细胞（DC）吞噬衰老细胞（NKT）活细胞摄影实验视频截屏［4］

教师总结：免疫系统能抵御病原体的侵袭（免疫防御），识别并清除机体内衰老、死亡（免疫自稳）或异常（免疫监视）的细胞，实现机体稳态。

教师讲解免疫平衡：但是免疫系统的防御功能也不是越强越好。免疫系统过于敏感，造成过敏，免疫防御能力低下甚至缺陷，例如严重综合性免疫缺陷症（SCID），都对机体不利。免疫平衡的稳定状态是最好的。

借助真实的生物科学研究实验，使学生直观感受到免疫系统还具有识别、清除机体内衰老细胞的功能，完善对免疫系统功能认识。

6 本课例的研究价值

本课选用了义务教育阶段较抽象的免疫学部分的内容作为素材，在新课程标准理念的指导下，注重学生的实践参与，还原学生学习主体地位。

教学设计受到建构主义的引领。在非特异性结构部分，教师采用资料分析教学策略，充分利用学生已有概念，在原有概念结构基础上，将非特异性免疫的概念整合到原有知识结构中，实现知识的同化。在计划免疫和免疫功能部分，教师通过设问 “机体不能总是通过患病的方式来获得抗体”，以及“机体识别自己和非己成分进行免疫防御，机体自身会产生‘非己’成分”等问题，激发学生思考，重组和认知结构，实现知识的顺应。本课具体呈现如下特点：

1）以探究为特点的主动学习贯穿：在“非特异性免疫”部分，教师课前精编材料，提供丰富的关于非特异性免疫的生物学事实资料，通过资料阅读的方式促使学生主动参与概念构建的探究学习过程，每个小组重点讨论其中一则资料并进行分享，在资料分析和分享过程中提升学生归纳概括的理性思维水平、合作交流的科学探究水平。

2）体验学习化抽象为具象：在“特异性免疫”部分，教师课前创制模型教具，结合讲解将抽象的特异性免疫机制具象化、形象化。引导学生通过使用模型教具体验特异性免疫的机制。通过小组间交流分享不同类型的抗原刺激淋巴细胞分泌不同类型的抗体，获得对“特异性”的理解。在探究中进行动手、动脑活动，对难点知识进行输出和反馈。

3）重视真实科学实验数据应用：在“免疫功能”部分，学生往往容易形成免疫功能等同于免疫防御的认识，而对免疫自稳或免疫监视很难理解。因此本节课使用了真实科学实验数据——借助活细胞摄影技术观察免疫细胞吞噬衰老细胞的实验视频，引导学生构建免疫功能的完整概念。