以热点事件为载体推动高中生物复习教学——以“免疫专题”为例

浙江 安徽

生物学作为当今最活跃的学科之一，每年都会爆出热点事件，如2018年我国科技界的一个热点事件轰动全球，即世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿的诞生。如何使学生结合科技、社会、伦理道德等方面正确地认识该事件，关系到生物学知识的学习，符合STS教学理念和生物学核心素养，有利于学生树立正确的价值观、道德观，训练学生的科学思维。

基于此，教师在引领学生复习“免疫专题”时可以播放该国际热点事件的短视频为导入和载体，以问题串的形式和学生共同探讨高中生物教材中的免疫知识，解决其隐含的科学问题（围绕人体免疫系统的非特异性免疫、免疫应答、免疫治疗）及伦理问题，使学生更易掌握人体免疫系统的复杂性、重要性。下面笔者以“免疫专题”的复习为例，以热点事件为载体，尝试推动高中生物复习教学进程，以期为更多一线教师提供参考和借鉴。

一、教学目标的确立

笔者从核心素养的角度确立教学目标。在生命观念方面，HIV入侵人体后，会突破人体免疫系统的三道防线，使人体处于稳态失调状态，导致人体免疫缺陷，使学生认识到人体免疫系统的复杂性，树立稳态与平衡观；在科学思维方面，学生基于教师给出的各种免疫细胞模型、分子模型，搭建细胞免疫和体液免疫过程模型，逐步发展模型与建模的科学思维；在科学探究方面，根据HIV入侵细胞的机理，结合前沿科技，让学生尝试设计治疗艾滋病药物的思路；在社会责任方面，让学生运用所学的生物学知识和方法，对热点事件（“基因编辑婴儿”事件）做出理性解释与判断，关爱生命，崇尚健康文明的生活方式。

二、引入热点事件，创设教学情境

笔者以“基因编辑婴儿”事件为导入，通过播放短视频，简介世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿的诞生及艾滋病发生的机理，使学生生动直观地了解该事件的来龙去脉。并以此为切入点，设置一系列问题串，将问题与课本的知识点联系起来，回忆已学知识，思考如何用已学知识解释该问题。问题串1：艾滋病是由什么引起的，传播途径有哪些，为什么接触不传染？为什么难以治愈？人体免疫系统包括哪几道防线，艾滋病病毒为什么可以突破人体的免疫防线？通过问题串1的导入，使学生回忆起艾滋病是由HIV入侵人体后破坏人体免疫系统造成的，其主要通过性接触、血液与母婴等方式进行传播。但是握手、拥抱等接触行为（体表为人体天然的免疫屏障）为什么不会传染艾滋病？

三、以情境推进教学进程

通过问题串1，首先推出第一节内容——非特异性免疫的复习。什么是非特异性免疫？有几种类型？有何特点？以这些问题为切入点，推动学生对非特异性免疫相关概念的巩固。通过引入非特异性免疫相关高考题，考查学生对此部分知识的掌握情况。再回到问题串1，艾滋病为什么不能经接触传染呢？因为HIV主要攻击的是人体的辅助性T淋巴细胞，它是体液免疫与细胞免疫的关键组分，而人体体表主要功能是天然免疫，并不具备辅助性T淋巴细胞。通过对这个问题的回答，一方面可引出体液免疫与细胞免疫的概念，使学生回忆相关的知识点；另一方面，还能通过对艾滋病知识的普及，宣扬与艾滋病人正确的交往方式，消除歧视。

由HIV主要攻击的是人体的辅助性T淋巴细胞，它是体液免疫与细胞免疫的关键组分，引出问题串2：为什么艾滋病不能像其他传染病一样通过预防接种来预防？什么是预防接种？现有的疫苗有哪些类型？贺正奎编辑的是什么基因，有何功能，为何可以抵抗艾滋病？你对免疫艾滋病基因编辑婴儿事件持何态度？要回答上述问题，首先要解决体液免疫与细胞免疫内容相关的知识点复习。而这部分内容是本专题的教学重点与难点，因此，笔者采用让学生以小组活动的方式构建模型来突破该重难点。

构建体液免疫和细胞免疫过程模型活动实施：由于细胞免疫和体液免疫过程中涉及的细胞种类较多，各细胞、分子名称也较为相似，导致学生易混淆，以上为本专题的难点，因此，教师在课前可用软磁铁裁剪好代表各种免疫细胞、分子的模型（抗原、抗体、抗原-MHC复合体），在构建细胞免疫、体液免疫过程模型前先引导学生根据受体（抗原、抗原-MHC复合体受体）来区分B淋巴细胞和T淋巴细胞以及各分子模型，再呈现各种免疫细胞模型让学生去辨析，最后引导学生借助教师准备的免疫细胞和分子模型依次构建细胞免疫和体液免疫过程模型。在此过程中要求学生用箭头表示出相互之间的关系，并用相应的文字标明。

针对学生构建的细胞免疫和体液免疫过程，再设置问题串3：细胞免疫和体液免疫作用的对象有何差异？两个过程又有何相同之处？这两个过程是相互独立的吗？通过问题串3帮助学生回忆细胞免疫和体液免疫并不是孤立的，当HIV刚进入人体内环境时，首先体液免疫发挥作用，通过产生抗体阻止HIV进入宿主细胞，使其无法存活，但也有部分HIV已经侵入人体的宿主细胞，这时细胞免疫便发挥起作用，先通过靶细胞的裂解，再通过体液免疫将其消灭。从模型中不难发现，无论是细胞免疫还是体液免疫均有辅助性T淋巴细胞的参与，而辅助性T淋巴细胞是HIV入侵人体的主要宿主细胞，因此保护辅助性T淋巴细胞或许可以降低HIV对人体的危害。

通过对本专题重难点内容的学习，再回到问题串2，解决问题串2所涉及的问题：预防接种主要是通过少量毒性或非毒性抗原，诱导体内形成抗体，进而达到预防疾病的目的。而HIV主要入侵宿主的CD4辅助性T淋巴细胞以及表达CD4分子的其他细胞，其糖蛋白与宿主细胞膜表面的CD4分子形成复合物，进而结合宿主细胞膜表面的受体CXCR4或CCR5，最终侵入宿主细胞，直接或间接地杀伤靶细胞，使人体的免疫能力下降。从HIV侵入免疫细胞的机制可以看出，HIV只杀伤CD4辅助性T淋巴细胞。也就是说，贺建奎通过对CCR5基因的编辑，可以阻断HIV与宿主的识别，原则上可以起到控制艾滋病的目的。但是因为CCR5基因的功能尚不完全明确，且人类与其他实验动物不一样，一旦有副作用，会造成不可估量的后果。再者，从伦理上讲，基因编辑如果用于改造人类，可能引发“超级人类”的产生。通过这一部分内容的学习，首先，使学生对体液免疫与细胞免疫的知识点进行系统回顾；其次，引入新的知识点与新的素材，避免复习课的枯燥乏味；再者，可培养学生分析问题，解决问题的能力，使学生学以致用，达到理论联系实际的目的。问题串2的设置是让学生结合科技、社会、伦理道德等方面全面地去分析该热点事件，符合STS教学的理念。

既然基因编辑技术存在上述问题，笔者继续设置问题串4：HIV侵入宿主细胞后如何大量繁殖后代？根据入侵机理谈谈还可从哪些途径治疗艾滋病？通过问题串4的设置，笔者引导学生回顾HIV是一类逆转录病毒，其繁殖需通过在宿主细胞中逆转录、整合才能复制出新的HIV，故可以从阻断HIV的繁殖途径来治疗艾滋病，如研发特异性的抑制逆转录酶、整合酶的药物等。遗憾的是虽然现在科学家已尝试从这些途径去研发药物，但目前为止还没有一种切实有效的药物来治疗艾滋病。通过这一部分的学习，培养学生利用所学的知识解决现实生活问题，从而培养学生的学科核心素养。

面对艾滋病疫苗和治疗药物研发的严峻形势，笔者让学生结合艾滋病传播的途径，谈谈可通过哪些途径来避免HIV的感染。通过让学生谈预防艾滋病的举措来使学生树立健康文明的生活方式。

四、教学反思与收获

（一）STS教学设计，培养学生的核心素养

STS教育是21世纪一种新的教学模式。在新媒体时代，人们获得知识的途径多，知识普及的速度快，而STS教育模式可以综合运用新知识、新热点、新技术及社会反应等，推进教育结合实践。STS教育是科学、技术、社会三位一体的教育，在生物学的教学中应用具有先天的优势。免疫与人体的健康直接相关，相比其他知识点，若运用STS教学理念更易突出以学生为主体，鼓励讨论与探索的教学方式。有利于在教学过程中提升学生的自主学习能力和对社会的认知，以及达到通过科学思维解决热点问题，杜绝传播谣言的目的。

（二）重视学以致用能力的培养

本节课的教学设计，以热点导入，分解热点并结合概念图解，通过逆向思维引导学生自主复习人体免疫系统组成、结构、作用特征、作用方式、生活中的应用等。使用概念图解的反向推演，能有目的、有步骤地引导学生进行自主学习，使学生对知识点形成深刻印象，提高学生的参与度，提升学习效率，进而达到深化教学效果的目的。再以回答导入中的问题为复习知识的结尾，使整节课首尾呼应，环环相扣，培养了学生通过所学知识解决问题的能力。

（三）重视学生价值观、道德观的培养

世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿的诞生从一开始的诺贝尔奖级别的成果宣扬到被全国人民谴责，折射出大众的价值观与道德观的缺乏。而通过科学思维去认识事件的本质，中学生物教学起着重要的引导作用。通过对本节课新增知识点的学习，使学生了解了基因编辑技术存在不确定性，教师对编辑基因功能的不确定性，以及相关的伦理道德上的问题，进行理性的普及，有利于培养学生形成正确的价值观、伦理道德观。

（四）对教师知识积累要求高

世界首例免疫艾滋病基因编辑婴儿的诞生背后涉及的知识点、机理，需要与课本内容紧密结合。要做到这点，教师需要在备课时查阅文章了解最新的资讯以及论文，详细准确地了解艾滋病发生的机理、基因编辑技术的原理、HIV攻击人体免疫细胞的过程及特点、人体细胞中HIV受体是什么，HIV受体的主要功能又是什么等问题。因此，通过这堂课的设计，也丰富了教师的知识储备，让课本知识提升到应用层面，提高了教师的教学素养。