高中生物必修3第三章 第2节特异性反应(免疫应答)教学设计

1 / 22高中生物必修 3 第三章 第 2 节特异性反应(免疫应答)教学设计本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址高中生物必修 3第三章第 2节特异性反应(免疫应答)教学设计一、指导思想新课程改革的实质是基于课程标准的改革。其中，最核心的问题是基于课程标准的教学与评价。实施基于课程标准的教学与评价，旨在改善学习方式，优化学习过程，促进学生终身发展；旨在为教师的创造性教学提供巨大的空间，促进教学效益最大化。因此，基于课程标准的课堂教学与评价，是新课程有效教学的根本特征。本节课的教学指导思想，就是力求实现基于普通高中生物课程标准（实验） （以下简称标准 ）的教学与评价，实现标准、教科书、教学评价、课堂教学四位一体的教学。1通过分解标准和探明学情制定表现性教学目标课程标准中的内容标准是国家对相关年段学生的学习内容与水平的期望，但内容标准并不等同于教学目标，因其在教学上不具有操作性。因此，科学分解内容标准是教师开展基于课程标准的教学，为学生的后续学习提出建议以及学生进行自我评价的重要基石。本节课运用“一对多”2 / 22的拆解法分解课程标准。依据“最近发展区理论” ，通过学生访谈了解学情，明确学生的知识经验、能力基础与价值观念。本教学设计将依据行为主义认知理论与格兰伦的“ABcD表述法” ，整合三维课程目标，限定学生学习过程中，知识、技能与情感态度和价值观的获得路径、发展层次、范围、方式及变化效果，最终形成可观察、可测量的教学目标。这是实现基于课程标准的教学和评价的关键。2基于教学目标开展符合逻辑条件的目标导引教学“引起意向明释内容调适形式关注结果”是将课堂教学引向优质高效的关键途径和逻辑条件。本教学设计将实施“目标导引教学”：基于教学目标统领教学流程，优化教学过程；基于教学目标创设问题情境，激发学习兴趣，提供学习支架，发展学科思维；基于教学目标设计并选择与之相匹配的教学方法和评价方法，及时调适学习过程，实现本节课的教学目标。3基于教学目标和教学条件开展探究性学习生物科学是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。 标准倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、3 / 22批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。二、教材分析本教学设计使用的教材是由吴相钰和刘恩山主编的必修3稳态与环境 （浙江科学技术出版社，XX 年 8月） ，教学内容属第三章“免疫系统与免疫功能”中的第二节“特异性反应(免疫应答)” 。该节的主要学习内容是淋巴细胞的起源、淋巴细胞的识别、细胞免疫、体液免疫、免疫接种。浙江省教学指导意见规定教学时数为 2课时。本学习内容的特点是：（1）概念多。本课涉及到的免疫物质有：mHc、mHc 分子、受体、抗原、抗原mHc 复合体、抗体、 （辅助性 T细胞分泌的）多种蛋白质、白细胞介素-2、抗原抗体结合物等；涉及的免疫细胞有：巨噬细胞、辅助性 T淋巴细胞、细胞毒性 T淋巴细胞、效应细胞毒性 T淋巴细胞、记忆细胞毒性 T淋巴细胞、B 淋巴细胞、致敏 B淋巴细胞、效应 B淋巴细胞、记忆 B淋巴细胞等；涉及的免疫过程有：淋巴细胞的起源、淋巴细胞的识别、细胞免疫、体液免疫、主动免疫、被动免疫等。可见，本学习内容涉及的概念繁多，体系庞杂。（2）难度大。本学习内容难度体现在以下四个方面。一是学科知识深奥且有诸多未探明事项。免疫知识难度大，4 / 22目前在学理上对免疫机制还并不完全清楚，这给教和学都带来了一定的困难。二是涉及了多种知识类型。事实性知识，如淋巴细胞的起源；程序性知识，如建构特异性免疫概念体系的方法；图式知识，如细胞免疫与体液免疫的过程图解；概念性知识，如抗原、细胞免疫、体液免疫等；策略性知识，如学习免疫知识的知识线索。如此众多类型的知识一齐涌现，是难得一见的。三是知识体系结构复杂。各种免疫概念（过程） 、免疫细胞、免疫物质交织在一起，使本学习内容头绪繁多，要将这些知识结构化，难度是比较大的。四是生理过程抽象。不论是细胞识别，还是细胞免疫与体液免疫过程，涉及了微观环境的多种物质变化及多种变化途径，加上课本静态的呈现方式，对学习能力提出了很高要求。五是学科思想方法丰富。本教学内容涉及了系统分析的思想与方法，模型的思想与方法，结构与功能相统一的思想，稳态的思想，观察、比较和分析的方法，这些思想方法是学习本教学内容的灵魂，对学生思维水平提出了很高的要求。（3）与前后知识联系复杂。本学习内容与前后知识有着复杂的联系。与必修 1中的知识联系主要有：蛋白质的结构与功能、细胞膜的结构与功能（糖蛋白的种类与功能） 、细胞质（溶酶体、核糖体、内质网、高尔基体的功能） 、分泌蛋白的合成与分泌、细胞增殖、细胞分化、细胞坏死与5 / 22凋亡；与必修 2中的知识联系主要有：基因的选择性表达；与必修 3的知识联系主要有：内环境的组成与稳态、非特异性免疫、免疫功能异常。除免疫功能异常外，其它都是前备性知识。鉴于以上分析，本节教材 2课时的教学任务分配如下，第 1课时教学内容为细胞识别、细胞免疫、体液免疫，第2课时学习内容为淋巴细胞的起源、免疫接种等其它内容。这种安排便于学生形成完整的知识体系。本教学设计是针对第 1课时教学内容的。三、学情分析依据教材分析、教师经验、最近发展区理论，对学情展开调查研究。以此明晰学生对本课时学习内容的知识经验、能力基础、兴趣指向、学习难点、学习期望，是制定合理的教学目标、采取适切的教/学方法、设计和优化教学流程的基础。本次对学情的了解，主要采用访谈法。访谈对象以学习成绩为依据，有较好的代表性，访谈前要求学生对本节课的教学内容进行了预习。访谈的几个问题及探明的学情如下：问题 1：特异性免疫的基本过程是什么？学生的代表性回答主要有：特异性免疫的过程就是消灭病原体，经历了细胞免疫6 / 22和体液免疫阶段。特异性免疫的过程就是识别病原体，并消灭它们。特异性免疫的过程是先产生淋巴细胞，通过先进行细胞免疫后进行体液免疫消灭病原体。可见，学生认为特异性免疫过程就是消灭病原体的过程。从广义上说，这也不错，但学生无法说出特异性免疫的基本过程是先识别后清除，这说明学生不清楚特异性免疫的机制。认为细胞免疫与体液免疫是特异性免疫的两个阶段，更是错误的认识，或者说，对特异性免疫的途径不清楚。问题 2：巨噬细胞、T 细胞、B 细胞识别病原体的物质是什么？免疫细胞的识别能消灭病原体吗？若病原体有数百万种，则巨噬细胞、T 细胞、B 细胞也有数百万种吗？学生的代表性回答主要有：巨噬细胞、T 细胞、B 细胞都是用 mHc来识别病原体的。巨噬细胞用 mHc识别，T 细胞和 B细胞有受体和抗体识别。识别能消灭病原体。识别不能消灭抗原。巨噬细胞、T 细胞、B 细胞可能有多种，也可能只有一种。7 / 22可见，学生不能区分 mHc与 mHc分子，对病原体与抗原的关系也不清楚。对巨噬细胞和淋巴细胞的识别机制不清楚，对识别与清除的关系不理解，对不同免疫细胞的识别特点不理解。问题 3：细胞免疫涉及了哪些细胞和物质？这些细胞和物质有什么作用？说说细胞免疫的顺序？细胞免疫有什么作用？学生的代表性回答主要有：（主要涉及的细胞）巨噬细胞、辅助性 T细胞、毒性T细胞、效应毒性 T细胞。（主要涉及的物质）mHc、多种蛋白质。（主要涉及了）mHc、受体、多种蛋白质。巨噬细胞能吞噬病原体，辅助性 T细胞能产生多种蛋白质，毒性 T细胞能与被感染的细胞结合。受体能与巨噬细胞结合，多种蛋白质刺激毒性 T细胞。巨噬细胞吞噬病原体巨噬细胞与 T细胞接触毒性T细胞分裂产生效应毒性 T细胞效应毒性 T细胞与被病原体感染的细胞结合消灭病原体。细胞免疫消灭病原体。8 / 22可见，学生对细胞免疫涉及的物质有了解，对细胞免疫的基本过程有大致了解。遗漏抗原-mHc 的产生及作用，说明对巨噬细胞在细胞免疫中的作用很不清楚；对辅助性 T细胞的作用、效应细胞毒性 T细胞的作用也不很清楚；对各种细胞的名称叙述不准的根本原因是不了解这些细胞的作用；对细胞免疫的作用对象和特点不清楚。问题 4：体液免疫涉及了哪些细胞？哪些物质？体液免疫有什么作用？说说体液免疫的过程？体液免疫能消灭任何病原体吗？学生的代表性回答主要有：（主要涉及的细胞）巨噬细胞、辅助性 T细胞、B 细胞、效应 B细胞、记忆 B细胞。（主要涉及的物质）mHc、抗体、白细胞介素-2。体液免疫能消灭病原体。巨噬细胞吞噬病原体巨噬细胞与辅助性 T细胞结合白细胞介素-2 作用于 B细胞B 细胞分裂产生效应 B细胞和记忆 B细胞抗体消灭病原体。（体液免疫）能消灭任何病原体。可见，学生对体液免疫的基本过程有大致了解。但对 B细胞获得抗原信息的过程、致敏 B淋巴细胞分裂分化的条件、效应 B细胞的作用、抗体与抗原的特异性结合、巨噬9 / 22细胞在体液免疫中的作用都不很清楚，对体液免疫的功能和特点不很清楚，不了解记忆细胞的作用。问题 5：特异性免疫的“特异”体现在哪些方面？特异性免疫与非特异性免疫的联系是？细胞免疫与体液免疫有什么关系？学生的代表性回答主要有：特异性免疫的“特异”体现在它们能消灭了特殊的病原体。特异性免疫能消灭抗原不能消灭的病原体。非特异性免疫和特异性免疫一起消灭侵入人体的病原体。先细胞免疫，再体液免疫。细胞免疫与体液免疫同时进行。细胞免疫和体液免疫都有巨噬细胞参与。细胞免疫与体液免疫都有辅助性 T细胞参与。可见，学生对这些问题只有大致的模糊的了解，这也符合学生的认知特征。从学生的回答看，他们不能说清楚特异性免疫的概念，对特异性免疫的过程和特点不清。对非特异性免疫与特异性免疫的关系，细胞免疫与体液免疫的关系不能作出比较正确的说明，关键是对识别与清除的机制不理解，更谈不上找出学习特异性免疫的线索。10 / 22问题 6：你还希望老师能提供哪些学习帮助？帮我们找一些有关免疫的学习资料，看不太懂课本。重点讲解细胞免疫与体液免疫的过程，最好有动画让我们看看。知识很多很乱，教我们整理方法。怎么记住细胞免疫与体液免疫的过程。概念很多，帮我们整理一下，能否做个概念图帮我们总结。很多细胞的名字和作用都记不住，有什么方法。可见，学生还是有兴趣学习这节课的内容的。他们希望老师能提供一些学习资源，拓展课堂学习空间。多采用媒体等教学手段，让他们能身临其境地直观地学习。希望老师能为他们提供一些大的和小的学习线索，帮助他们形成知识结构。四、确立教学目标根据教材分析和学情分析，可对内容标准“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”进行如图 1的分解。根据以上分解，本课时的教学目标表述如下：1通过比较，用专业术语概述特异性免疫对象，说出病原体与抗原的关系。11 / 222通过观察细胞模型，用专业术语说出巨噬细胞、辅助性 T细胞、细胞毒性 T细胞、B 细胞、效应细胞与记忆细胞的名称与作用，并区别 mHc、mHc 分子、抗原-mHc 复合体、受体、抗体、抗原等物质及它们的功能。3通过观看动画、模型构建、小组合作学习，用比较规范的学科语言准确概述以巨噬细胞为核心的非特异性免疫过程，以 T细胞为核心的细胞免疫过程，以 B细胞为核心的体液免疫过程。4通过比较与讨论，准确说明特异性免疫的特点和意义。5通过小组合作学习，尝试建构特异性免疫的知识体系，认同特异性免疫知识体系的构建线索，体验合作、分享、尊重、互惠的学习意义。五、重点和难点分析依据学情调查结果以及特异性免疫概念体系结构看，特异性免疫过程处于核心地位，也最为抽象难懂。以特异性免疫过程为基点，向下看，免疫物质和免疫细胞是学习理解特异性免疫过程的知识基础；向上看，只有理解了特异性免疫过程，才能理解特异性免疫的特点和意义。鉴于以上分析，本课时的教学重点和难点如下：教学重点：各类免疫细胞识别的物质基础、对象和特点。12 / 22细胞免疫和体液免疫的过程。形成正确的免疫观和稳态观。教学难点：细胞免疫与体液免疫的过程。特异性免疫知识体系的建构。六、教法与学法1动机激发。学习心态的积极维持是保持学生课堂关注度的关键。本课时，将通过基于现实生活的问题情境导入新课，激发学习兴趣；通过动画和合作学习引导学生对知识进行深水平加工，激发内部动机，维持学习兴趣。2情境教学。创设问题情境，通过问题引领学生思考，促进对知识的理解；通过问题链帮助学生对知识结构化，形成符合学科逻辑的知识体系，促成学生实现有意义的学习。3模型方法。模型有提供观念和印象的作用。通过模型的抽象、概括、组合和再组合的功能，为学生深刻理解识别与清除的过程及特点提供支持，发展学科思维；并让学生体会模型方法是获得知识、解决问题的有效策略。4合作学习。本课时内容概念众多、体系复杂、抽象难理解，借助同学间的智慧，通过合作学习小组的建立、合作学习任务的完成和合作学习的评价反馈三个方面来突破教学重点和难点，培养学生的竞争与合作意识和集体主义13 / 22精神。5系统分析的方法。按照“识别清除稳态维持”的逻辑实施教学，实质是引领学生运用系统分析的方法开展学习。即先对特异性免疫进行解构，找出知识要素，然后再进行建构，形成完整的知识体系，形成正确的免疫观和稳态观。6板书结构化。通过板书结构化，使教学内容的逻辑结构、课堂教学的设计程序、学生的认知结构，在板书中达到艺术性和科学性上的高度统一，以帮助学生形成清晰的知识体系，并在教学中起导向和过渡的作用。七、教学手段1媒体。媒体是本课时的主要教学手段。制作交互式动画，呈现细胞模型和过程模型，促进学生的理解。用实物展示仪展示学生合作学习的成果，使之成为课堂生成的学习资源。这些能起到提高学生的课堂参与度的作用。2板书。板书是本课时的重要教学手段。板书起到媒体展示、教师讲解的总结、归纳、提炼的作用，对呈现并保持清晰的学习线索，促进知识体系的建构有重要意义。3学案。学案是本课时的辅助教学手段。主要是为课堂中的合作学习提供图式信息和问题导引，是合作学习的主要支架，对激活课堂氛围，提高学习积极性有重要意义。八、教学过程14 / 221设计流程。如图 2（见下页）2教学流程教学环节一：我们今天要学什么？（新课导入）媒体：情境 1病原体侵入内环境画面（图片，只有内环境、病原体）学生：观看情境 1。教师：病原体突破人体的第一道防线后进入了人体的内环境，人体若不能及时将它们清除，人体的内环境的稳态将被破坏而发生疾病。人体是如何清除这些侵入内环境中的病原体呢？学生：靠免疫系统。教师：你知道主要有哪些免疫细胞吗？学生：白细胞、淋巴细胞（T 细胞、B 细胞）等。媒体：在情境中呈现巨噬细胞、细胞毒性 T细胞、辅助性 T细胞、B 细胞。教师：这些细胞都能清除病原体，但清除之前要完成什么过程？学生：识别。板书：如图 3。媒体：呈现本节课的学习线索，如图 4。15 / 22设计意图：基于现实生活的情境导入，意在激发学习动机，引起学习兴趣。通过师生互动，引出本节课的学习线索如何识别与清除？引导学生开展基于问题的学习。再通过板书和媒体呈现，达到学习目标的强调与巩固的作用，引导学生以学习目标统领自己的学习，并据此调控自己的学习过程。教学环节二：巨噬细胞如何识别？如何清除？媒体：情境 2巨噬细胞的识别和清除（动画，巨噬细胞、自身细胞、无抗原的病原体、有抗原的病原体，将巨噬细胞与另三种细胞的识别与清除过程做成动画，并配以音乐和轻松诙谐的解说） 。学生：观看情境 2。教师：指令学生阅读课本中有关 mHc分子标志的简介。阅读提导：mHc 分子的名称？化学本质？位置？作用？学生：阅读课本。师生互动：师生就上述 4个问题进行交流，检测自主阅读的成果。教师：巨噬细胞是如何识别病原体的？学生：依靠自己的 mHc识别对方的 mHc。教师：mHc 还是 mHc分子？对方都有 mHc分子吗？学生：观看屏幕（巨噬细胞识别与清除）模型，自己的16 / 22mHc分子，对方不一定有 mHc分子。教师：mHc 是基因，mHc 分子是糖蛋白，有些病原体没有mHc分子。mHc 与 mHc分子有区别。板书：如图 5。教师：巨噬细胞识别病原体后，靠什么清除病原体？都清除了吗？学生：溶酶体中的酶，有些清除不了。教师：清除不了的，巨噬细胞有没有处理？产生了什么？这有什么意义？师生互动：围绕上述问题师生展示互动，明确呈示了抗原的概念，呈现了抗原-mHc 复合体，明确巨噬细胞把它呈现在细胞膜上的意义。板书：如图 6。设计意图：通过动画，将静态的复杂的识别与清除过程，直观又略带搞笑地呈现出来，意在引起兴趣，抛出问题，解决学习重点。在教师的指导下阅读课本，能带着问题阅读，提高学习效率。通过师生互动以及板书的结构化和强化，落实教学目标 2。教学环节三：T 细胞如何识别？如何清除？媒体：情境 3T细胞的识别（动画，展示细胞毒性 T细胞和辅助性 T细胞识别抗原-mHc 复合体的过程，并配以音乐和轻松诙谐的解说） 。17 / 22教师：两种 T细胞依靠什么识别？识别什么？学生：受体，抗原-mHc 复合体。教师：这种识别有什么特点？体现在哪里？学生：有特异性，一种 T细胞表面只有一种受体，受体与抗原-mHc 有一一对应的关系。教师：这样人体内应该有许多种 T细胞。板书：如图 7。设计意图：通过动画，呈现出两种 T细胞的识别过程，为学生提供 T细胞识别的观念和印象。在此基础，通过教师的设问，驱动学生深度思考：谁来识别？识别对象？识别特点？并通过师生互动以及板书的结构化和强化，从而解决教学重点，落实教学目标 2。媒体：情境 4细胞免疫（动画并配有解说，分步展示细胞免疫过程） 。教师：T 细胞依靠什么清除？清除了什么？不能清除什么？学生：依靠效应细胞毒性 T细胞清除，清除了被病原体感染的细胞，不能清除细胞外的病原体。板书：如图 8。设计意图：通过动画，将细胞免疫过程分步呈现，通过过程的解构为学生提供 T细胞识别的观念和印象。通过教师的设问，驱动学生深度思考：谁来清除？清除对象？清18 / 22除特点？并通过师生互动以及板书的结构化和强化，从而解决教学重点和难点，落实教学目标 3。学案：合作学习一构建细胞免疫的概念图。教师把课前准备好的小纸片（红色的小纸片上印有细胞免疫过程中所涉及的各种细胞，白色小纸上印有连接两个细胞的关连词）发给学生，提出学习目标和学习方法。学生 4-6人一组，在学案上用小纸片合作构建细胞免疫的概念图。教师：不断巡视、参与各小组的学习，并收集一些学习小组制作的概念图用摄像头拍下来，作为课堂生成的学习资源。师生互动：教师组织生生互评，得出正确的模型。教师：为什么把这个过程叫做细胞免疫？师生互动：免疫的是细胞，被免疫的也是细胞。媒体呈现细胞免疫的概念。教师：还有什么问题？学生：可能提出有抗原-mHc 复合体的巨噬细胞的去向，细胞毒性 T细胞和辅助性 T细胞识别的抗原-mHc 复合体是否相同等问题。设计意图：动画直观易懂，但极易流于肤浅，学生是否真正懂了呢？动画是对细胞免疫过程的解构，学生是否从整体上掌握了细胞免疫的过程呢？要探明学生的掌握情况，无疑合作学习和模型建构不失为好方法。通过学生的集体19 / 22智慧相互启发，在动手做模型、相互评价模型的过程中，逐步深入理解细胞免疫的过程，掌握细胞免疫的概念。这种学习方式，不仅能营造良好的课堂氛围，维持学生积极的学习心态，促进学生对知识进行深水平加工，还能引导学生在不断地重组和反思中，完善细胞免疫的知识结构，突破教学难点，落实教学目标 3和 5。教学环节四：B 细胞如何识别？如何清除？媒体：情境 5体液免疫（动画并配以解说，分步展示体液免疫的过程） 。教师：B 细胞依靠什么识别？识别什么？学生：受体，抗原。教师：B 细胞依靠什么清除？清除什么？学生：抗体，抗原，但需要辅助性 T细胞产生的白细胞介素-2 刺激致敏的 B细胞，B 细胞才能产生抗体。教师：B 细胞不能清除什么？板书：细胞内的病原体。板书：如图 9。教师：抗原和抗体结合后，病原体有没有最终被清除？怎么办？学生：巨噬细胞再次吞噬、消化。媒体：呈现体液免疫的概念图。师生互动：教师组织学生完成概念图。20 / 22教师：为什么把这种免疫方式叫体液免疫呢？学生：抗体在体液中，抗原也是体液中的。媒体：呈现体液免疫的概念。设计意图：通过动画，将体液免疫的过程逐步展示出来，这是解构的过程。通过师生互动，检测学生的对动画的理解情况，并通过板书把学习结果得以强化，帮助学生将知识结构化。概念图需要学生将直观的细胞模型转换为更为抽象的过程（文字）模型，进一步起到巩固、提炼、结构化的作用。最终形成正确的体液免疫的概念，有效地突破了教学难点，落实了教学目标 3和 5。教学环节五：你学会了吗？（总结与拓展）媒体：情境 1病原体侵入内环境画面（图片，有内环境、各种免疫细胞、病原体有位于体液中