“人类免疫缺陷病毒与免疫调节”一节探究教学设计

许 凡 （深圳第二外国语学校 深圳 518110）

1 设计思想

《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称《标准》）中明确提出：高中课程的基本理念是面向全体学生、注重与现实生活的联系、倡导探究性学习、提高学生生物科学素养［1］。本课程便是以实践该理念为目标而设计的。

现如今，生物科学和技术的发展尤为迅速，并且与信息技术和工程技术的结合日益紧密，基因工程、干细胞研究等课题的发展，不仅显示出强大的经济力量，还深刻影响着人们的思想观念和思维方式，甚至会左右整个社会的价值导向。因此在高中阶段，学生除了要掌握生物学的基本概念，还要懂得利用所学分析生活现象，具备持续学习并更新生物技术知识的能力，正确理解科学、技术、社会间关系，受益终身。

艾滋病是由人类免疫缺陷病毒（HIV）感染引起的一种传染性疾病。艾滋病在全球范围内是一个严重的公共卫生和社会问题，世界卫生组织和联合国艾滋病规划署于2015年10月制定的《全球青少年优质卫生保健服务标准》指出：艾滋病已成为全球青少年的第二大死因［2］。我国艾滋病疫情检测数据显示，15 岁及以上的学生艾滋病感染者人数逐年稳步快速上升，从2008年的527 例上升到2014年的2 695 例［3］，占我国青年人群感染者总数的比例从2008年的5.8%上升到2014年的16.6%［4］。艾滋病患者的增加使国家的医疗支出承受巨大压力，而学生患者的增多是个人、家庭、更是整个社会的损失。对于传染病而言，防控胜于治疗，防控的关键在于疾病预防及治疗知识的普及，而学校教育是最有效的普及途径之一。

2 教学目标

1）知识目标：通过对现实生活中的HIV 预防与治疗问题进行研究，巩固教材中病毒的增殖方法、免疫系统如何清除入侵机体的病原体、中心法则等知识点。

2）能力目标：①通过课前布置搜集信息的任务，培养学生收集信息的能力。在课堂上请学生用自己的语言阐述搜集到的资料，培养其分析、分享信息的能力。②引导学生分析教师给出的资料，结合所学知识解释生活中的一些现象，培养其解释生物学现象的能力。

3）情感态度与价值观目标：①学生在获得关于HIV 感染与预防治疗的新知识后，教师通过设计问题启发学生思考，选择怎样的生活方式才能让自己免受伤害，以及当意外遭遇不幸时，应该采取何种措施保护自己等，引导学生确立健康的生活方式。②通过课堂讨论，引导学生关注我国在抗艾工程上付出的努力与出台的相关政策，鼓励学生积极思考并尝试提出建议，让学生亲历参与公共事务讨论的过程，培养学生的社会责任感。③课堂上鼓励所有学生都参与发言讨论，实现生-生之间的思维碰撞，发展学生敢于质疑、积极思考的批判性思维品质。

3 教学设计

3.1 课前准备

3.1.1 课前问卷，了解学生认知情况 在课前对学生进行不记名问卷调查，了解学生对HIV/AIDS 的了解情况。问卷内容包括HIV/AIDS 相关知识、HIV/AIDS 相关态度、HIV/AIDS 相关行为倾向3 个方面。为避免概念混淆造成问卷信度降低，在问卷的引导语中应明确指出HIV 感染者与艾滋病患者的区别。

HIV/AIDS 相关知识题目包括：艾滋病可否治愈；是否有预防艾滋病的疫苗；在感染HIV 之后是否有治疗措施预防疾病发展；感染HIV 后是否马上就能检测出来； 同性性接触是否较异性性接触更容易传播HIV； 与多性伴发生关系是否会增加HIV 感染率；握手、拥抱、共同进餐、纹身、蚊虫叮咬、共用卫生间是否会传染HIV 等，可选项包括“是”“否”“不清楚”“不一定”。

HIV/AIDS 相关态度题目包括：是否对HIV 感染者或艾滋患者具有恐惧感（恐艾症）；是否认为HIV 感染者或艾滋患者普遍行为不良，道德败坏；消除“恐艾症”是否对防控艾滋病有帮助；你认为HIV 感染者是否可以使用公共设施、是否应保密身份、是否应该被隔离；若您的朋友感染了HIV，你的态度是（同情、讨厌、害怕、鄙视、根据其是怎样感染的，区别对待）。

HIV/AIDS 相关行为倾向题目包括：是否愿意获取更多的HIV/AIDS 知识； 是否愿意与HIV 感染者共同学习； 如果有位HIV 感染者与您握手，您会（友好握手、觉得没关系；谨慎握手，随后马上洗手；犹豫不定，不知如何是好；找借口拒绝；断然拒绝，并认为是无理的要求）；是否愿意成为“关艾志愿者”，为消除恐艾症而努力等［5］。

设计意图：确保教师备课设计问题时，充分了解学生已掌握的知识，并能根据学生情况适当改编资料，设计有层次的问题；了解学生对待艾滋病的情感态度价值观，选择合适的讨论主题。

3.1.2 充分备课，准备合适的资料与问题

1）与HIV 相关的研究进展资料过于专业，且最新研究详情多为英文文献，因此科研资料的收集由教师完成，教师需在课前进行整理并修改，使之符合学生的认知水平。基于资料的探究活动，关键就在于教师对素材的选择和组织。

2）让学生在课前利用互联网收集一些较为容易理解的科普资料，例如：蚊子叮咬A 后，是否会将A 的血液传到B 处；HIV 主要靠什么体液传播；HIV病毒离开体外后能够存活多久；HIV 感染后至出现艾滋病症状期间，一般分为几个阶段，什么叫窗口期；根据最新数据，我国HIV 感染者与艾滋病患者主要通过哪些途径感染HIV；我国对捐血人的限制有哪些等。教师可在问题清单上列出较为权威的网站，例如世界卫生组织、中国疾控中心、果壳网等。

3）根据学生对HIV 态度、行为倾向的调查，可选用以下几个话题用于课堂讨论： 歧视与恐惧对HIV 感染者/艾滋病患者会造成什么影响；如何消除对HIV 感染者/艾滋病患者的歧视等。

设计意图： 课前作业充分调动学生主动学习的积极性； 教师对资料与问题的精心设计可以让课堂保持持续热烈的讨论氛围。

3.2 课堂教学过程

3.2.1 复习导入 联系“免疫调节”的教材知识，回忆为何HIV 病毒感染会致人死亡。教师总结：高致死率使得大多数人“谈艾色变”，但事实上，自2013年，世界卫生组织（以下简称WHO）不再将感染HIV 归为不可治愈的“绝症”，而是“慢性、可以控制的疾病”。若及时治疗，HIV 感染者甚至可以比同时期患上糖尿病的人活得更久。以这一与学生对艾滋病的印象相左的事实，开启本课的探究过程。

设计意图：通过设置认知冲突，激发学生的学习兴趣，使学生全身心投入课堂探究学习中。

3.2.2 分享信息，展开讨论 在讨论开始之前，先和学生“约法三章”：发言必须声音洪亮、吐字清晰； 若有疑问，可以等上一位发言人发言完毕后，再举手发言，不能中断其他学生的讲话；发言时可以讲事实，摆数据，表明自己的价值判断，但不能去评价其他学生的价值观。为营造民主、开放的讨论氛围打下基础。

讨论1：蚊虫叮咬是否会感染HIV？

请学生分享自己课前收集到的与蚊子生活特性有关的材料，教师引导学生思考蚊子的进食习惯是否会导致血液从一方传给另一方。

教师也可根据学生分享情况进行补充： 据估算，蚊子口器上残留的血液仅有4×10-5mL，若要有足量的病毒引起感染，至少需要被同一只蚊子反复叮咬2 800 次才有可能发生，且蚊子在一个人体上“吃饱”后，得将吸入的血液消化掉才会寻找下一个目标，HIV 病毒又无法在蚊子体内繁殖，所以无需担心蚊虫叮咬会感染HIV。

教师还可以在课前预设学生可能提出的问题，做好准备。例如可能有学生提问：为什么疟疾或登革热可以经由蚊子传播，而HIV 不可以？ 教师应先准备好疟疾及登革热的病原体及传染途径的相关资料。

讨论2：共用马桶是否会传染HIV。

在学习必修1 时学生已知，病毒必须依赖活细胞才能存活，离开宿主后感染能力与致病性都大幅下降。先由学生分享HIV 病毒在离开人体后一般能存活多长时间，教师适当补充：HIV 病毒在离开身体暴露在空气中短短几个小时之后，90%～99%的病毒都丧失了感染能力。虽然HIV 病毒能在体外的痰、血液或分泌物中苟活几天，但常规的各种消毒手段就能轻易消灭它们。

学生再共同讨论在什么情况下无需担心共用马桶带来的风险。

设计意图：听一遍、看一遍的知识容易遗忘，但当学生通过语言将信息分享给同伴时，能够真正获得知识。共同的讨论亦能让学生在思维的碰撞中对知识有更深刻的理解。通过对HIV 病毒传播途径的深刻认识，学生明确预防艾滋病的关键措施在于不与他人共用针头、性行为使用安全套等保护措施。

3.2.3 分析资料，深入学习 根据教师给出的资料，学生运用已学知识分析并解释生物学现象。

讨论3：为什么感染HIV 后难以治愈（不仅是控制）？

首先，教师展示HIV 病毒侵染过程图，请学生根据已学习过的“中心法则”“病毒增殖方式”等知识进行分析。

图1 HIV 侵染T 淋巴细胞过程图

由图1 可知，HIV 病毒是RNA 病毒，且可通过逆转录将遗传信息整合到宿主细胞的核DNA 中。在确认所有学生都理解图像含义后，让学生讨论完全清除感染者体内HIV 病毒的难点是什么。

讨论4：如果要设计治疗手段，你会从哪几个方面入手？

教师展示材料：HIV 病毒识别T 细胞的方式，如图2，HIV 病毒表面的包膜蛋白特异性识别T淋巴细胞表面的CD4、CCR5 受体并与其结合，从而开始侵染过程。

图2 HIV 侵染T 淋巴细胞机理

请学生结合HIV 的增殖过程及HIV 侵染T淋巴细胞机理，思考若自己是科学家，会从哪几个方面着手阻碍病毒的增殖或消灭病毒。当学生所提出的设想与现阶段研究思路不谋而合时，教师应肯定学生的思维成果，并与其分享这类治疗手段的研究现状。以下列举近期研究及其思路：

1）阻止病毒逆转录，降低病毒的增殖速度。例如现阶段已投入使用的各类抗逆转录病毒药物。教师简单介绍WHO 建议如何使用该药物进行HIV 病毒的暴露前、后预防措施，让学生了解到若发生可以暴露，通过及时（72 h 内）或短期（28 d）药物治疗处理，可极大降低感染HIV 的风险［6］。

2）受自身免疫病原因启发，发明一种蛋白质能够与HIV 病毒的结合位点结合，从而使病毒丧失识别、侵染免疫细胞的能力。例如2015年美国加州斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute，California）的科学家通过对细胞进行“转基因”操作，使动物肌肉细胞不断分泌某种保护性蛋白质，保护T细胞免受HIV 病毒攻击。作用机理如图3 所示［7］。

图3 经改造的肌肉细胞产生的保护性蛋白质作用机理

3）用限制性核酸内切酶将已整合入人体核DNA 的病毒序列“剪除”。例如2016年，德国德累斯顿工业大学与汉堡海因里希·佩特研究所的研究人员合作，研发一种名为Brec1 的重组酶。试管细胞标本和实验鼠实验显示，这种重组酶可以准确定位识别90%以上临床常见的HIV 病毒株，并能安全准确地在受感染细胞的染色体组中完全“剪除”整合的原病毒（指存在于宿主染色体内的、潜在的病毒基因组）。实验还显示，这种方法并没有破坏寄主细胞和正常基因的功能。原病毒被清除后，受HIV遗传物质干扰而失灵的免疫系统有望恢复正常［8］。

讨论5：为了降低HIV 感染率，你认为政府应出台什么政策？

请学生分享课后感想，交流自己在学习后，是否对艾滋病有了新的认识，是否改变了对艾滋病的看法。根据自己的转变（与否），阐述如果自己是政策制定者，将会用什么方法帮助降低民众HIV 感染率。

设计意图：学生通过分析更专业的材料，提高了兴趣，并对生物学课程的学习更加充满信心，在学习知识的同时体验学习的成就感。共同讨论公共事务可让学生深刻理解生物科学与社会的联系，并学会转换角色进行思考。

3.2.4 课后思考 布置课后思考题，为学生的深入学习提供方向。例如：在将来的生活中，你会采取哪些措施避免感染HIV； 你还希望了解哪方面的知识；为什么HIV 疫苗难以研制；如果你不幸意外感染HIV，你希望周围的亲友如何对待你等。

设计意图：课后思考题没有标准答案，但可引发学生进一步思考，将学习延伸到课堂之外，让学生间相互讨论生物学现象的氛围延续下去，并逐渐成为习惯。

3.2.5 课后访谈 教师进行课后访谈，了解和评价学生对该话题的兴趣、态度、价值观等方面的发展状况，为今后的课程设计指明方向。

4 结语

1）教师要全方位关注生物科学领域的最新研究，积累教学素材。生物科技日新月异，人类与衰老、疾病的斗争每一天都在向前迈出小小的一步，教师应保持自己的知识体系与时俱进。

2）教师要认真整理、分析素材，确保素材的内容能立足于学生的最近发展区。资料不需要非常详细，可删简过于专业的内容，保证全体学生能够理解。若有学生愿意深入学习相关知识，可在课后辅导其查阅相关资料。

3）教学过程中，教师要保持引导者的身份，通过具有认知冲突的问题引导学生深入思考，问题的设置应有层次性，能使学生的思考逐渐深入。切忌催促学生作答，教师在认真听完学生的发言后再阐述自己的观点，并注意在交流过程中保持自己的中立态度，不肆意评价学生价值观，以此鼓励学生说出自己真正的想法。

生物科学与人们的日常生活、医疗保健、经济活动等方面密切相关。本课程尝试让学生在现实生活背景中学习生物学，使学生在分析问题的过程中深入理解生物学的核心概念，并运用生物学原理参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策。课后辅导亦为学生进一步学习做铺垫。

除此之外，笔者还希望通过该课程，让学生将知识传递给他们的亲友，形成辐射型影响。只有当人们知道艾滋病不一定与个人品行有关、疾病发展速度并非不可控制这些事实后，他们才有可能改变对艾滋病患者的看法，不再惧怕、歧视患病群体。10 余年前，社会也曾有过歧视乙肝患者的时期，但随着科技的发展与公众意识的改变，这样的现象逐渐销声匿迹了。笔者相信这样的曙光同样照在艾滋病患者的面前。