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本刊2024年第11期刊发的《利用调查问卷创设真实情境的教学实践——以“过敏反应”为例》一文,通过网络问卷的形式在课前组织学生完成调查,以学生调查问卷的统计结果为情境和问题主线,组织过敏反应的教学,取得较好的教学效果,本期荐读。
利用调查问卷创设真实情境的教学实践
——以“过敏反应”为例
肖振龙 陈月艳 高 露
(北京市第四中学)
课前精心设计针对过敏反应的调查问卷,以学生调查问卷的统计结果为情境和问题主线,组织过敏反应的教学,激发学生的学习热情,提升学生理论联系实际、发现和解决问题的意识和能力,促使学生获取和应用所学知识的同时,认识科学、技术与社会的关系。
问卷调查 过敏反应 抗过敏药物
“过敏反应”是人教版普通高中生物学选择性必修 1《稳态与调节》第 4 章第 3 节的内容。在《普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》(以下简称《课程标准》)中,选择性必修课程模块 1“稳态与调节”中次位概念 1.5.4 对本节内容的要求是“举例说明免疫功能异常可能引发疾病,如过敏、自身免疫病、艾滋病和先天性免疫缺陷病等”。《课程标准》要求从免疫功能异常导致疾病的角度,说明正常的免疫功能对人体维持稳态的重要作用。这样的要求在帮助学生深化理解免疫过程的同时,渗透了稳态与平衡的生命观念;要求学生以举例说明的形式阐述相关概念,应用生物学原理分析生活实际问题,体现了对学生科学思维和社会责任核心素养的培养。
过敏是生活中的常见现象,学生或其家人可能经历过不同程度的过敏。针对该现象,笔者精心设计了针对过敏反应的调查问卷,通过网络问卷的形式在课前组织学生完成调查。以学生调查问卷的统计结果为情境和问题主线,组织过敏反应的教学,取得较好的教学效果,充分落实了《课程标准》的要求。
为了使调查问卷提供的情境更好地服务于教学,同时针对过敏的发病机制和特点,教师在设计问卷内容时重点考虑了以下方面:1)问卷题目接近学生生活实际及其所面临的待解决的实际问题,吸引、激发学生认真作答,并可对过敏现象提出新问题。2)问卷题目的内容与题目之间的逻辑顺序与将要学习的过敏反应知识体系良好吻合,问题解答涉及过敏反应的特点和机制,促进学生在生活体验的新情境中应用免疫学知识分析、解释和解决实际问题。3)问卷涉及过敏的预防、诊断与治疗,体现科学、技术与社会的关系。4)问卷情境利于引导、强化学生健康的生活观念。
本调查问卷主要包括 3 项内容:1)前言部分从与学生生活密切相关的一些过敏反应症状入手,提出即将学习和探讨的课题,使学生理解调查问卷的目的,产生探讨问题的兴趣,进而认真完成问卷内容。2)以选择题和问答题形式呈现调查问卷的具体内容,努力做到所设置的问题和选项既吸引学生认真阅读作答,也不对学生造成过重的负担。3)在学生作答的基础上,引发其深入思考,依据问卷内容、生活经历提出关于免疫调节和过敏反应的问题,为课堂教学探讨过敏反应的机制及其应用奠定基础。设计意图:教师设计的调查问卷的主体内容是 11 道选择题(部分需要填空)和 3 道问答题,希望学生通过对这些题目的阅读或回答,提出本节教学内容的核心问题,贯穿“过敏原—过敏表现—过敏机制—过敏的预防、诊断与治疗”的教学主线,通过师生共同解答这些问题达到对相关知识的深刻理解。
以调查问卷引发的问题为主线,展开过敏反应机制和应用的教学。针对调查问卷产生的问题以及师生对免疫机制的共同探讨,学生提出超出课本知识、与生活实际直接相关联的更深入的问题。
针对这些问题,师生共同查阅资料或教师提供一定的素材资料供学生阅读分析,加深学生对免疫及过敏知识的理解和应用。基于学生提出的拓展问题的普遍性及其与健康生活的密切关系,笔者提供所查阅的相关资料供参考。
问题 1:过敏过程中产生的抗体与体液免疫过程体液中的抗体有何不同?资料 1:与过敏反应有关的抗体具有不同的生物学功能。依据抗体重链不同可将抗体分为IgA、IgM、IgG、IgE、IgD 5 类。
IgA 主要存在于眼泪、唾液、鼻黏液、乳汁、肠分泌物等外分泌物中,仅 10%~15% 的 IgA 存在于血液中。分泌型 IgA 可以由乳汁分泌,可以赋予胎儿被动免疫能力。
IgM 是 B 淋巴细胞最先产生的抗体,也是初级免疫反应的早期抗体,血清中检测到 IgM 表明新近发生感染,可以用于感染早期辅助诊断。
IgG 是血液中最丰富的免疫球蛋白,如图 1所示,它是记忆细胞引发二级免疫反应的主要抗体。IgG 产生后维持时间长、消失慢,其检测阳性提示病情进入恢复期或存在既往感染。IgG 抗体可穿过胎盘屏障,进入胎儿血液循环,使胎儿获得从母体传输的 IgG 抗体,获得被动免疫,在胎儿出生 9 个月后仍能在其血液中检测到母体来源的 IgG。
IgE 在正常人血清中含量最少,为亲细胞抗体,可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的IgE 高亲和力 Fc 受体结合,引起 I 型超敏反应(过敏反应)。此外,IgE 能够有效结合大体积的寄生虫,与机体的抗寄生虫免疫相关。
IgD 是成熟 B 细胞的标志,产生 IgM 的细胞很快产生 IgD,其功能还有待进一步研究。
该资料说明了 IgE 在过敏反应中的作用,使学生能很好地理解过敏反应的机制。在过敏反应中,抗体与组织细胞相亲和,使组织细胞致敏,在相同的过敏原进入机体后,通过与组织细胞表面吸附抗体结合,活化组织细胞。一般的体液免疫过程中,抗体主要游离在内环境中,抗原进入机体不会活化组织细胞。关于其他抗体功能的介绍可以解释生活中很多现象,如新生婴儿为什么具有一定的免疫力,母乳喂养为什么有助于维持婴儿的免疫力等。
问题 2:什么是肥大细胞?
资料2:骨髓多能造血干细胞的分化途径(图2)。
教材在阐述过敏反应的机制时提到了肥大细胞,但是未做更多介绍。肥大细胞在介导过敏反应中发挥重要作用,学生会产生疑问:什么是肥大细胞?它是如何产生的?通过阅读图 2 信息,学生不仅了解到肥大细胞为白细胞的一种来源,也对特异性免疫过程中容易造成混乱的其他白细胞如 B 淋巴细胞、T 淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞、树突状细胞等的发生及关系有了比较清晰的认识。
肥大细胞广泛分布于皮肤及内脏黏膜下的微血管周围,它来源于造血干细胞的分裂、分化,肥大细胞与嗜碱性粒细胞类似,其胞质内也存在可以被碱性染料染色的颗粒,这些颗粒中储存大量的促炎性物质。如图 3 所示,当组织被入侵或受损伤时,肥大细胞迅速启动脱颗粒程序,释放大量的细胞因子和促炎因子,如组织胺等,引起过敏反应。
问题 3:怎样检测过敏患者的过敏原?
资料 3:皮肤点刺实验检测过敏原。检测过敏原有多种方法,皮肤点刺实验是其中之一,具体方法是:手臂皮肤消毒后,依次将不同过敏原点刺液、阴性和阳性对照液按顺序滴在手臂皮肤上,然后用点刺针透过液滴垂直刺入皮肤约1 mm,2~3 min 后拭去残留点刺液。一段时间后,观察记录不同点刺部位是否红肿,即是否发生过敏反应,即可判断患者过敏原种类。
部分有过过敏经历的学生对皮肤点刺实验等检测方法有过亲身感受,教师借助该资料让学生分享经历,理论联系实际,更好地帮助学生理解过敏反应的原理。皮肤点刺实验中作为对照组的组织胺和生理盐水点刺液的处理可以让学生更容易理解实验研究中的阳性和阴性对照实验。
问题 4:一些药物为什么能够预防或缓解过敏症状?
学生对问卷题目中有关过敏用药问题的回答表明,一些学生通过药物预防、缓解或治疗过敏反应;另一些学生则通过脱敏治疗逐渐消除对某种食物的过敏反应,教师也和学生分享用药经历,如用于预防和治疗季节性过敏性结膜炎的埃美丁、研立双、帕洛坦等滴眼液,用于治疗食物过敏所服用的盐酸西替利嗪等。师生的这些经历为本节课的教学提供了丰富的素材。在教师的引导下,学生可在课下查阅资料,课上交流探讨药物或相关治疗措施的原理。这些药物多针对肥大细胞的结构与代谢以及组织胺等引起过敏反应的靶细胞受体,由此学生体会到,有关人体生理、病理基础的深入研究,转化为在细胞、分子水平上靶向治疗过敏疾病的技术的意义和价值,也更深刻地体会到科学、技术与社会的关系。过敏反应所用药物及作用机制简介如下。
问题 5:什么是脱敏?
针对问卷中脱敏相关的问题,一些学生谈到了医生实施的脱敏疗法,但不了解其机制;学生对该问题很感兴趣。
资料 5:过敏性疾病的脱敏疗法。在确认过敏性疾病的过敏原之后,可以对患者进行脱敏治疗。脱敏是每间隔一段时间在过敏症患者皮下注射逐渐增加剂量的纯化过敏原,一个疗程持续 3~5 年,在许多情况下,最终过敏个体对过敏原停止表现出过敏反应。脱敏的最终结果是使有害的 IgE 转化为无害的 IgG4,但其基本机制尚未研究清楚。
《课程标准》要求通过举例说明的方式描述过敏等免疫功能异常导致的疾病。教学实践证明,实际生活的实例能够很好地提升学生学习热情,保证学习效果。本调查问卷的问题设计与学生的生活经历密切相关,能引发学生积极思考和深入探究的热情,内容设计能体现免疫知识主要概念的良好逻辑联系,成为贯穿课堂教学的核心线索。在调查问卷基础上,逐步深入探讨过敏反应的机制并获得结论,能很好地回应学生提出的深入问题,本节课学生参与度高,课前、课上、课后师生互动效果好,利于培养学生的科学思维、健康生活的意识和行为、理论联系实际的能力,渗透科学、技术和社会的思想,取得好的教学效果。此次教学实践,充分证明了调查问卷的设计和课前调查的实施是一种简单易行、效果显著的创建真实学习情境的方法。
本次教学实践激发了笔者更多思考,如针对过敏反应如此普遍的现象,如何将其继续作为一个项目式学习任务,引导学生在社会层面进行广泛而深入的调查和研究?在高中生物学课程的学习内容中,还有很多与健康相关的问题,基于这些问题的调查如何呈现社会性、普遍性和实践性?对这些内容,是否可以构建出能够广泛应用的教学方式?这些问题有待进一步的探索。
本次推送仅节选了文章部分内容,全文阅读详见本刊2024年第11期。欢迎订购!