基于概念模型构建的“免疫调节”一节的教学设计

张晔

摘要：以概念模型为载体，引导学生作为课堂学习的主角，以构建、修正完善、形成和应用概念模型为课堂主线，帮助学生突破特异性免疫这一难点的学习，形成体液免疫和细胞免疫过程的概念模型。学生在模型构建过程中，体验知识的生成过程，形成结构功能观，逐步发展科学思维。

关键词：概念模型构建特异性免疫教学设计

中图分类号：G633.91 文献标志码：B

1教材分析及设计思路

“免疫调节”是人教版高中生物学教材《必修3稳态与环境》第二章第四节的内容。免疫调节作为“神经一体液一免疫”调节网络中至关重要的一环，对高等多细胞动物和人实现稳态发挥着举足轻重的作用。在教材编排上，本节课包括免疫系统的组成、免疫系统的防卫功能、免疫系统的监控和清除功能及免疫学的应用4个部分。本节课主要是从学生的实际生活体验出发，运用类比推理的方法引导学生自主学习免疫系统防卫功能的三道防线;又从结构与功能观的角度，引导学生分析免疫系统的组成，使学生体会结构决定功能的思想。对于本节课的重难点——特异性免疫过程的突破，则是采用模型构建的方法。在教学中，教师通过任务驱动、问题引领、小组合作的方式，引导学生自主构建出体液免疫和细胞免疫过程的概念模型，使学生在模型建构过程中体会知识的逐步生成过程，逐步发展科学思维。最后，引导学生学以致用，谈谈与免疫相关的疾病和免疫学的应用，帮助学生树立健康文明的生活方式，倡导学生积极履行公民的社会责任。

2学情分析

学生在初中阶段已经学习过有关免疫的基础知识，知道人体具有三道防线，能大概了解人体在抵抗病原菌方面的基础知识，并且在日常生活也曾有过如感冒、过敏等与免疫系统相关的疾病的实际体验。但学生对于特异性免疫的过程以及免疫细胞的具体职能，缺乏系统的认识和深入的学习。高二学生的思维水平、学习能力已经发展到较高阶段，具有对一些生物学问题进行初步探究、深入分析的能力，可以采取自主学习与小组合作交流相结合的形式，建构“特异性免疫过程”的概念模型。

3教学目标

①举例说明免疫细胞、免疫器官和免疫活性物质是免疫调节的结构与物质基础。

②通过类比推理法，概述人体的三道防线。

③通过概念模型的建构过程，阐明体液免疫和细胞免疫具体过程及作用。

④举例说明免疫功能异常可能引发的疾病，关注疾病的流行与预防，养成良好的生活习惯，树立保持健康的意识。

4教法分析

采用类比推理、模型构建、小组合作学习的方式，通过对问题的逐步分析，探究、归纳出特异性免疫的概念模型，深入理解特异性免疫过程及各种免疫细胞的作用，真正实现学生思维的不断深化和知识的自主生成过程。

5教学重难点分析

教学重点：免疫系统的组成与功能;体液免疫和细胞免疫过程;免疫学的应用。

教学难点：体液免疫和细胞免疫过程。

6教学过程

6.1创设情境，激发兴趣

教师播放关于“泡泡男孩”的视频，提出问题：为什么这个男孩从出生开始就要生活在封闭的环境中？什么原因导致这个男孩不能像正常人一样自由自在地活动呢？从而激发学生的学习兴趣，进入“免疫调节”的新课学习。

6.2类比推理，归纳人体三道防线

教师展示“高新慧园”小区图片，提出问题串：①结合你的实际经验，思考对于一个小区来说，都有哪些防护措施呢？②如果有人浑水摸鱼进入了小区，谁会发挥作用保护小区安全呢？③如果有持枪歹徒潜入小区，保安的力量不够，那该怎么办？

学生讨论，归纳并整理，得出结论：对于一个小区来说，第一道防线就是门卫和小区的围栏——防止非住户随意进出;第二道防线——保安，会在小区内定时的巡逻，如有异常，及时驱逐;第三道防线——警察，也是威力最大的防线，这道防线是有针对性的，即有特异性。而前两道防线则无特异性。

教师引导学生运用类比推理的方法，归纳整理出人体免疫的三道防线：小区安定需要相应的防线，人体要保持健康，内环境要维持稳态，同样需要一系列的防护措施。

学生结合教材，类比推理出人体免疫的三道防线：第一道防线是皮肤和黏膜，第二道防线是吞噬细胞和杀菌物质，这两道防线是没有特异性的;第三道防线主要是免疫器官和免疫细胞，它们相当于警察，是有特异性的。

设计意图：从学生熟悉的事物出发，教师引导学生学会运用类比推理的科学方法来学习新的知识。

6.3树立结构与功能观，从三个维度认识免疫系统的组成

教师提出问题：生物学上结构决定功能，每一项功能的行使都需要相应的结构支持。人体三道防线的防卫功能需要哪些基本结构的支持呢？免疫器官和免疫细胞又有哪些呢？引导学生阅读教材，从器官、细胞、物质3个维度学习免疫系统的组成。

设计意图：教师引导学生树立正确的生命观念，使学生认同并理解结构与功能观。

6.4模型构建——体液免疫和细胞免疫过程的概念模型

6.4.1问题引导、确定建模要素

教师展示问题，引导学生閱读教材：①第三道防线的作战部队是什么？②作为特异性免疫的第三道防线主要有哪两种方式呢？

学生结合前面所学的“免疫系统的组成”和“人体三道防线”的相关知识，以及自主学习教材的成果，对问题进行做答。

设计意图：以问题为引领，以学生自主阅读学习教材为方式，教师引导学生对参与体液免疫和细胞免疫过程的物质和细胞形成初步印象，为后续准确锁定模型所需的核心概念（关键要素）、顺利完成概念模型的构建做好铺垫。

教师将事先制作好的写有B淋巴细胞、T淋巴细胞、浆细胞、吞噬细胞、抗体、淋巴因子、抗原等字样的卡片散乱地展示在黑板上，并提出问题：通过前期的学习，你能分别找出参与体液免疫和细胞免疫过程的细胞或物质吗？

学生结合之前自主学习的成果，对黑板上的卡片进行选择，确定模型所含的核心概念（关键要素）。

设计意图：基于学生最近发展区，教师以任务驱动的方式，引导学生自主挑选并确定模型所需的核心概念，激发学生自主学习意识，培养学生运用科学思维方法认识生命现象，形成“结构与功能观”的生命观念。

6.4.2内化整合、建构模型

教师播放有关“体液免疫和细胞免疫过程”的Flash动画，并提出问题：各种免疫细胞或免疫活性物质的作用分别是什么？它们是如何相互配合的？

学生认真观看动画，思考并回答问题。

设计意图：教师进一步激发学生的课堂自主参与性，引起学生的有效注意，充分利用视频资源生动形象、趣味性强的特点，引导学生检验之前确定的模型包含的核心概念是否准确，并及时作出反馈和修正。这样能够更加直观地帮助学生深入理解各种细胞和物质在免疫过程中的作用，为接下来梳理各个核心概念的关系、构建过程模型做好准备。

教师布置任务，要求学生用箭头或短线将黑板上的核心概念连接起来，构建出体液免疫和细胞免疫的过程图，即概念模型。

学生尝试构建体液免疫和细胞免疫的概念模型。

设计意图：学生自主完成模型建构，引发高层次的思维活动，培养探究能力和建模能力。

教师以黑板上学生代表构建的模型为例进行成果展示，并请其他学生对体液免疫和细胞免疫过程进行准确的描述。教师给予纠正和指导。

学生依据模型成果，分别描述两种免疫过程。

设计意图：借助学生代表的描述及教师给予的指导，规范学生使用生物学术语，提高学生的语言表达能力。

6.4.3合作交流、修正完善

教师展示教材体液免疫和细胞免疫的过程图，重点强调二次免疫，布置小组活动：请学生对比教材过程图与同学构建的概念模型，自己的概念模型还有哪些需要修改和完善的地方？

学生小组讨论，踊跃提出对于模型的修改完善意见，得到体液免疫和细胞免疫的概念模型（图1和图2）。

设计意图：小组讨论进一步修改完善模型，学生能够进一步加深对模型的理解，同时也能体验小组合作的乐趣，并且也能认识到科学成果的产生都是需要不断修正和完善的，进而形成严谨的治学态度。

6.4.4应用提升、反馈评价

教师利用引导学生完成体液免疫和细胞免疫的区别与联系表（表1），运用构建的模型解决具体生物学问题。

学生完成两种免疫方式的对比，校验模型。

设计意图：教师引导学生判断模型的科学性、正确性，并学以致用，突破难点;同时，使学生深入理解体液免疫与细胞免疫既有区别又存在密切联系，协同作用。教师引导学生全面科学地看待问题。

6.5联系实际、了解免疫学的应用

教师提出问题：免疫系统的防卫功能是不是越强越好？教师引导学生分析一些过敏反应及自身免疫疾病的实例，从而使学生明白免疫功能过强也会引发疾病，再进一步结合艾滋病这一类的免疫缺陷病，引导学生理解免疫系统的监控和清除功能，使学生全面深入地认识到正常的免疫功能才是维持内环境稳态所必需的。最后，结合疫苗、器官移植和疾病诊断，和学生一起了解免疫学的具体应用。

设计意图：教师结合具体实例，让学生认识到正常的免疫功能对维持机体稳态的重要性，以及免疫学对人类健康和社会发展的重要意义，从而引导学生树立健康观念，激发学生的社会责任感。

本节课以模型為载体，以建构模型为主线，使学生自主探究并完成了模型的建构过程，深入理解特异性免疫，突破了免疫过程微观抽象这一难点，形成了结构与功能观这一生命观念，也体验了科学思维的发展和科学探究的过程。可见，采取模型法教学是培养学生生物学科核心素养的一种有效方法，也是进行有效教学、实现高效课堂的重要途径。

7教学反思

“免疫调节”是高中生物学中的重点，更是难点。其涉及的概念和专有名词较多，特异性免疫（体液免疫和细胞免疫）过程微观抽象，机理复杂难于理解。本节课以模型的构建活动为主线，学生通过自主建构、多媒体动画辅助、合作交流等学习方式，尝试反复建模，修改完善模型，化繁为简、化抽象为直观，突破了知识难点，实现了思维的深化和能力的拓展。在学习免疫系统功能和应用时，教师列举了流感、过敏、艾滋病、器官移植、疫苗等生活实例，不仅激发了学生的兴趣，拉近了学生与实际生活的联系，还有助于学生养成健康的生活习惯，树立健康意识，认同免疫学的进步对人类发展的重要性，增强社会责任感。“神经一体液一免疫”调节网络是高等动物和人类实现稳态的重要机制，免疫调节是调节方式之一。为避免学生存在知识断层，片面地认为免疫调节在稳态维持中是独立起作用的，在以后的教学中，笔者还将尝试结合具体实例，说明免疫调节与神经调节、体液调节一起，共同参与维持机体的稳态，充分体现人体生命活动调节的整体性，从而引导学生更加科学、全面地认识生命，探索生命规律。