优化教学资源 培养社会责任
——以复习拓展课“艾滋病的治疗思路”为例

2022-12-07 11:04
中学生物学 2022年10期
关键词:侵染宿主艾滋病

方 煜

(福建省福州格致中学 福建福州 350001)

生物学课程以提高学生的生物学科核心素养为宗旨,使学生树立社会主义核心价值观,落实立德树人根本任务。社会责任是生物学学科核心素养的组成部分,生物学教师要培养学生参与社会事务讨论、作出理性解释和判断、解决生产生活问题的能力。

人教版高中生物学新教材中有丰富的课外拓展阅读部分,包括“科学技术社会”“生物科技进展”“生物科学史话”“与生物学有关的职业”“思考讨论”等专栏,教师在单元复习中可以优化整合这些教学资源,创设新情境,培养学生知识迁移能力的同时培养学生的社会责任感。下文以人教版《选择性必修1·稳态与调节》第四章“免疫调节”的一节复习拓展课“艾滋病的治疗思路”为例,简述如何利用课内外教学资源培养学生社会责任感。

1 引用权威报告,唤起责任意识

教师为学生提供素材——2021年7月联合国发布的《2021艾滋病防治全球进展报告》,指导学生阅读了解全球艾滋病病毒(HIV)感染现状,包括新增感染者、易感人群、儿童感染率、感染途径等,同时介绍中国HIV感染趋势和年龄特点(大学生化),让学生认识到“HIV就在我们身边,防艾抗艾是每个人义不容辞的责任”。

2 立足生命观念,尝试解决问题

2.1 树立稳态与功能观,通过概念具象化,实现触类旁通

教师利用教科书72-73页插图4-6体液免疫基本过程示意图、图4-7细胞免疫基本过程示意图,结合在HIV感染早期人体能通过特异性免疫清除绝大多数的HIV以维持内环境相对稳定,要求学生绘制人体免疫系统清除HIV的过程图(图1)。教师通过思维训练,可使学生泛化到其他各种病原体的清除机制,有利于实现新情境下的知识迁移。

图1 HIV侵染后引发的特异性免疫过程

教师引导:由于HIV的靶细胞正是辅助性T细胞,它在体液免疫和细胞免疫中都有重要作用。因此在HIV感染晚期,特异性免疫会减弱甚至丧失。为了保护免疫系统,感染者需要做到“早发现、早治疗”。寻找治疗方法需要先了解HIV的结构。

2.2 树立结构与功能观,通过形象模式化,认识生命活动规律

教师利用教科书81页“科学技术社会”栏目中的HIV结构示意图(图2),引导学生根据各部分结构名称推测组成HIV的不同蛋白质的相应功能:糖蛋白——识别辅助性T细胞表面的受体蛋白、蛋白质鞘(外壳)——保护RNA、逆转录酶——催化RNA合成DNA、整合酶——将病毒DNA整合到宿主细胞染色体DNA上、蛋白酶——剪切病毒蛋白为大小不同、功能不同的多种蛋白。

图2 HIV结构示意图

在了解HIV结构的基础上,教师进一步提出问题:HIV与噬箘体在化学组成和形态结构上有何不同?能否由此推测HIV侵染宿主细胞的方式和在宿主细胞内增殖的过程?在学生讨论的过程中,教师可以稍作提示:①HIV是有脂双层膜的病毒,但该膜来自宿主细胞的细胞膜,这与其侵染方式有何关系?②根据前述HIV不同蛋白质的功能顺序,逐步考虑HIV侵染和增殖的过程。为了降低思维难度,教师还可以提供HIV生活史的示意图(图3),使学生结合图文,类比噬箘体的生活史,推理出HIV侵染和增殖的过程:识别——膜融合——脱壳——逆转录——整合——转录——翻译——组装——释放。增殖过程体现出的遗传信息传递规律(中心法则)如图4所示。

图3 HIV生活史

图4 HIV增殖过程所体现的中心法则

2.3 树立系统与信息观,通过分析迁移化,寻找问题解决方法

讨论并尝试从阻断HIV侵染和阻断HIV增殖两方面提出艾滋病的治疗思路是本节课的重点。教师应搭建阶梯,帮助学生联结认知,鼓励学生积极运用生物学的知识和方法,以造福人类的态度和价值观,追寻问题的答案。

利用教科书76页“生物科技进展”栏目中的“癌细胞逃逸和癌症的免疫疗法”,教师引导学生从系统信息观的角度认识:癌细胞的逃避机制是大量合成正常细胞表面的PD-L1来伪装成正常细胞以逃避免疫系统的“追杀”,而癌症的免疫疗法是设计相应的抗体来阻断T细胞表面的PD-1和癌细胞表面的PD-L1的识别。

HIV的侵染阶段涉及到抗原和宿主细胞表面受体蛋白CD4的信息交流和识别。这与伪装的癌细胞与T细胞之间的识别相似,阻断两者的识别即可阻止HIV的侵染。教师由此启发学生提出治疗思路:设计CD4抗体或者抑制CD4表达。教师追问:癌细胞的伪装保护了自己不被T细胞识别。那么,是否能让其他细胞伪装成HIV的宿主细胞呢?要选择怎样的细胞进行伪装才能既不破坏免疫系统又能阻止HIV在体内的增殖和释放呢?教师提示学生提出另一条治疗思路:选择非免疫细胞、HIV在其中无法增殖、能较快凋亡更新的细胞作为HIV宿主细胞的替身,如哺乳动物成熟红细胞,调控其CD4基因的表达,诱导HIV落入此陷阱。

如果HIV已经侵染宿主细胞,则需要抑制其增殖。教师引导学生分析HIV的自身酶系统和增殖过程体现的遗传信息传递规律,提出阻断HIV增殖的治疗思路:抑制逆转录酶、整合酶和蛋白酶的活性。

最后,教师介绍当前艾滋病的一线治疗药物是1996年何大一院士提出的“鸡尾酒疗法”,这是针对HIV增殖周期的不同环节,联合使用多种抗病毒药物,从而使艾滋病得到有效控制。这种方法呼应了学生的想法,让学生深刻感受到生物学知识不是悬空无用的,是可以在医疗实践中实现的,可以为人类的卫生健康带来益处的,虽然有些想法和思路还存在局限性,暂时无法破解。这样的学习体验能让学生感受到学习的价值和意义以及自己肩上的责任与担当。

3 开展实践活动,共担健康责任

通过学习,学生知道了主动切断三大感染途径才是最好的保护,且HIV在唾液、汗液、粪尿中几乎不存在,因此一般的社交接触不会感染。教师阐述:在公众的认识中艾滋病患者一般是通过性接触或吸毒等方式感染的,且该疾病目前无法根治、又有一定的传染性,因此在今日,对艾滋病患者的歧视仍普遍存在。教师播放凤凰卫视制作的纪录片《中国艾滋病实录》,让学生感受艾滋病患者的苦难和苦闷。教师提出:为了增强世界人民预防艾滋病的意识,有效控制艾滋病的蔓延和探索有效的治疗方法,世界卫生组织于1988年起将每年的12月1日定为“世界艾滋病日”,每年一个宣传主题,并开展各种形式的宣传教育活动。作为未来的大学生和志愿者,要如何参与到防艾抗艾、拒绝歧视、关爱生命的活动中呢?有学生提出可以组织一场“防艾”原创海报比赛,从态度、措施、口号等方面进行设计制作并阐述设计思路,利用网络投票手段扩大宣传的影响力;有学生提出可以创作小剧本,自编自导自演宣传小视频,利用班会课进行投放和宣讲;还有的学生提出,高校较为宽松的氛围使大学生感染率持续攀升,很多高危学生害怕或者并没有意识到要到医疗机构进行及时的检测和筛查,以做到早发现、早治疗,因此可以通过外联途径寻求第三方赞助购买HIV检测试纸,方便高危学生自检,以争取最佳干预期。通过讨论,学生分组按照自己喜欢的方式开展宣传实践,传递关爱生命的观念和知识,崇尚健康文明的生活方式,用青年的责任和担当影响家人和社会。

人教版《选择性必修1·稳态与调节》中还有不少可以深入挖掘的、适合培养社会责任的教学资源,如30页“思考讨论”栏目中的“滥用兴奋剂和吸毒危害”,可结合“福州禁毒”微信公众号进行案例分析,从生物学角度解释毒瘾难戒的原因,倡导绿色无毒的健康人生;再如83页“思考讨论”栏目中的“器官移植面临的问题和希望”,结合“中国人体器官捐献”微信公众号了解志愿登记手续的办理和注意事项、感受一个个已实现捐献的普通人的大爱无疆,传承善与美,让生命和爱延续。教师优化整合课内外教学资源,通过教师积极的引导,可将学生代入真实情境中,从解题转变为解决真实问题,提升社会责任,培养学生的生物学学科核心素养。

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