指向科学探究的高中生物学整体教学探究——以"免疫调节"单元教学为例
摘要
关键词
科学探究;高中生物学;免疫调节;教学
正文
现代的教育过程中,高中生物作为培养学生科学素养的关键性学科,其教学方式和内容的设计也应当与时俱进。课本中的《免疫调节》单元因为其内容的难以理解,成为开展科学探究教学的理想载体。通过本单元的学习,相信能够显著提高学生的自主学习能力,培养他们的批判性思维,提高动手解决问题的能力。从而提高他们对于生物学原理的理解,形成一个科学的世界观和方法论。
一、单元教学内容分析
免疫调节单元作为高中生物选择性必修一中的重要内容,本单元深入地讨论了免疫系统的复杂组成,为学生展示了免疫反应的基本过程和其调节机制。免疫系统作为生物体内的防御系统,负责识别和抵御外来的病原体,如细菌、病毒和寄生虫,防止其对机体造成侵害。
(一)免疫系统的组成
免疫系统主要由免疫器官、免疫细胞和免疫分子构成。免疫器官中的胸腺作为T细胞成熟和分化的主要场所,学生应当了解其结构和对应的过程,明确其在免疫系统中扮演什么样的角色。脾脏作为人体内最大的淋巴器官,能够过滤血液、储存白细胞和破坏衰老的红细胞。而分布在人体全身的淋巴结是免疫细胞聚集和相互作用的主要场所,主要负责过滤淋巴液,捕捉和处理病原体。学生应当学习淋巴结在免疫监视中的重要性。不仅仅是免疫器官,免疫细胞中的T细胞、B细胞和巨噬细胞,都应当通过对应的设计帮助学生学习起主要作用。同时也不能忘记免疫分子中的抗体和细胞因子(干扰素、白细胞介素)等。
(二)免疫反应的基本过程
而免疫反应作为免疫系统内消灭外来病原体的过程,主要分为体液免疫和细胞免疫两部分。其中体验免疫中的抗原识别、免疫应答和免疫记忆等,指的就是B细胞从识别抗原,再到增殖分化为浆细胞从而产生抗体,同时部分的B细胞分化为记忆B细胞,等到再次遇到同一病毒时,能够快速地应答。细胞免疫则是T细胞作为主力,攻击和杀死受感染的细胞的过程。
(三)免疫调节机制
免疫调节机制主要的作用是通过正调节和负调节控制免疫应答的强度和持续时间,进而维持免疫系统的平衡。举例来说正反馈,能够在感染早期,通过细胞因子的分泌,增强T细胞和B细胞的活性,快速消灭病原体。负反馈则是指的是,抑制过度的免疫反应,防止自身免疫病和组织损伤。同时帮助学生了解过敏反应、自身免疫疾病和免疫抑制等概念,为进一步的科学探究打下坚实的基础[1]。
二、单元教学目标
(一)搭建知识脉络
通过相关资料的分析,为学生搭建起免疫系统的知识脉络,帮助学生更好地理解免疫系统组成部分及其关键。以肺结核感染为例,巨噬细胞在肺部的作用,如何共同地应对结核分枝杆菌,维持机体内的环境稳定。
(二)掌握识别和免疫机制
通过总结和归纳等方式,为学生解释抗原-抗体反应,理解B细胞和T细胞在免疫应答中充当的角色,适当运用建模等方式,为学生展示感染肺结核时的免疫反应过程,进而明确分子与细胞和稳态与调节等概念的意义。
(三)运用科学的思维解决实际问题
以肺结核的防治作为主要的问题场景,通过开展讨论,引导学生运用免疫调节单元中的知识,解决实际中的问题。分析其免疫逃逸机制,进而讨论治疗方法和预防措施,并以此提出如何在个人和公共卫生层面防控病毒[2]。
(四)设计与实施科学探究方案
学生可以提出“如何提高肺结核疫苗的有效性”之类的问题,通过查阅文献,设计出简单的实验方案。并搜集疫苗在不同人群中的免疫反应和副作用,进而培养学生设计实验的能力。
(五)倡导健康生活方式
帮助学生理解如何防范病毒的方式,如避免前往人员密集场所、加强营养摄入、积极地参与体育锻炼、定期地进行健康检查和接种疫苗,推广文明健康的生活习惯。
三、单元教学思路设计
基于上述的单元教学目标,教师应当以学生为中心,结合多种的教学方式和策略,如通过文字资料和课堂讲解、观看视频、绘制免疫系统结构图,帮助学生逐步地建立起系统的知识框架。还可以运用问题导向学习方式,以“肺结核的防治”为主题,设计问题情境,引导学生运用科学的思维展开论证。或利用跨学科整合的教育方式,结合生物学同其他学科的知识点,讨论公共卫生政策和个人的健康防护政策。
四、单元教学过程
(一)导入阶段
可以播放关于过敏反应的视频,展示常见的过敏原引发的过敏症状,如打喷嚏、流鼻涕和皮肤红疹等。运用这些真实的案例引导学生思考,“为什么有些人会对花粉过敏,而有些人不会”“过敏反应是如何发生的”,从而激发学生对免疫调节的学习兴趣[3]。
(二)探究阶段
教师可以通过设计实验,培养学生的科学探究能力。举例来说,教师可以提供给学生部分相关的模拟数据,让学生研究免疫反应的发生过程,引导学生通过整理数据,进行分析,得出上述问题的结论,并进行公开分享,进一步了解不同抗原引发的免疫反应机制。
(三)总结阶段
引导学生进行自我评价,分析学习过程中的收获和存在中的不足。可以利用学习笔记或者实验报告等形式,帮助学生更好地梳理本单元的知识点,总结心得体会。
结束语
教师应当继续探索和改进教学方法,更好地促进学生科学素养的提高,帮助他们更好地应对未来的挑战。相信通过不断地创新,科学探究的教学方式能为高中生物学注入更多的活力,培养出更多的具备创新能力的优秀学生。
参考文献
[1]雷江兰.新课程改革背景下高中生物学单元整体教学设计与实践研究[J].名师在线,2024,(09):14-16.
[2]胡有红.高中生物学开展跨学科单元整体教学实践与思考[J].中学生物教学,2023,(30):4-7.
[3]邱洋松.指向科学探究的高中生物学整体教学探究——以“免疫调节”单元教学为例[J].中学生物教学,2023,(09):50-52.
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