在免疫调节教学中引入科学史教育-2019年精选文档

1、在免疫调节教学中引入科学史教育人教版课标教材必修3稳态与环境第二章动物和人 体生命活动的调节将免疫视为一种调节方式，并强调神经、体 液和免疫调节共同构成了机体的调节网络，突出免疫系统对于机体稳态维持的作用。这是“人体稳态通过神经调节和体液调节而 实现”观点的进一步发展， 与现代生物科学的观点一致。 但教材 并没提供相关的科学史素材，留给广大教师一个广阔的开拓与创 造的空间。一、关于“促胰液素的发现”的启发必修3稳态与环境第二章教学内容的编排顺序基本按照 科学发展的历史进程来安排，从神经调节到激素调节再到免疫调 节。在激素调节这一节中，教材引入了发现促胰液素的科学史实。 让学生置身于科学发现的历

2、程中， 感悟科学发现要有实事求是的 科学态度、敢于质疑权威的科学精神、 敢于创新求异的思维品质 和科学严谨的实验方法。促胰液素的发现是生理学上的一个里程 碑，促胰液素是人们发现的第一种激素，也因此使人们认识到， 人和动物体的生命活动，除了受神经系统的调节外， 还存在着另 一种调节方式激素调节。这一科学史实使学生了解到人们对动物和人体生命活动的调节机制的认识历程，促进了他们对知识的主动构建。教材的这种编排使我深受启发：能不能在讲免疫调节时也给学生呈现相关的生物科学史素材？让学生明白，从何时开始，因何事件，人们认识到动物和人体生命活动的调节是通过神经体液免疫调节网络来实现的，并全面了解人们对动物和

3、人体 生命活动的调节机制的认识历程，从而主动构建调节网络的概 念，进而让学生感受到科学理论不是一成不变的，而是不断发展、不断完善的。二、资料的搜集由于教材、教参没有免疫调节研究科学史的现成资料，这方面资料的搜集要花不少时间和精力，但这也是教师自我充实、自我提升的过程，所以它也是一个充满快乐的过程。 回顾免疫学的 发展历史，可以清楚地看到，免疫学每一步重要进展都推动着生 物技术的发展和社会文明的进步。 由于免疫学在过去100多年 间取得的突破性成就，使20世纪成为征服传染病的时代。 在这 些成就的后面，是许许多多科学家的艰辛付出，有的甚至献出了 宝贵的生命。现代免疫学的发展更是迅速， 已成为生命

4、科学和医 学中的前沿科学。近十多年来，在神经内分泌系统与免疫系统之 间关系的研究中有了突破性进展， 从分子水平上找到了两者之间 的统一性，不仅完全证明了它们之间的密切关系，而且改变了人 们对神经内分泌及免疫系统的传统认识。目前这方面的研究已经发展成为一门独立的边缘学科一一神经免疫内分泌学。新型免疫细胞的发现、新型疫苗的研发、血清技术与免疫标记技术的应用 等等无不在我眼前展示着一个个广阔的领域，让我强烈地感受到 现代生命科学不息的脉动，很想与学生分享我的感动与收获。三、实践1 ?q以史再现科学家的探索过程，培养和发展学生的思维品质在教学中， 我向学生提供以下科学探究过程， 引导学生分析 参与免疫

5、的细胞、器官、分子，再小结免疫系统的组成。（1）用大剂量的射线照射大鼠，杀死其淋巴细胞和其他白 细胞，大鼠就失去了免疫的功能，因而很容易感染疾病。 （由此 你想到了什么？）（2）给上述大鼠分别输入各种类型的白细胞，发现只有在 注入了淋巴细胞之后，大鼠才能恢复免疫功能。 （这个实验能证 明什么？）（3）用大剂量X射线照射去掉胸腺的小鼠，小鼠可失去全 部免疫功能。（为什么要去掉胸腺？）（4）此时如果输给小鼠来自胸腺的淋巴细胞，免疫功能虽得到恢复， 但仍与正常小鼠不同， 即不能产生游离于体液中的抗 体。（抗体是谁产生的？）（5）如果在X射线照射后不输给小鼠来自胸腺的淋巴细胞， 而输给来自骨髓的淋巴细

6、胞， 去胸腺小鼠的细胞免疫功能不能恢 复，但产生抗体的功能却得到一定恢复。 （接下来你还会做什么 实验？）（6）如果同时给X射线照射过的去胸腺小鼠输入来自胸腺和骨髓的淋巴细胞，小鼠就可恢复全部免疫功能学生分析上述实验得出结论： 胸腺内的淋巴细胞和骨髓中的 淋巴细胞在免疫中起不同的作用，分别称为T细胞和B细胞。这是许多科学家经过多次实验后共同智慧的结晶， 属于加工 后的科学史料， 更突出了科学探究的过程与特点， 包涵了自身对 照与相互对照等生物科学研究的基本方法。 学生通过对这一科学 探究过程进行分析、推理、综合，不仅能很好地掌握免疫系统的 组成，而且体验了科学探究的过程和方法。2 ?q以史再现

7、科学家的探索过程，培养学生的探究精神和 科学态度体液免疫与细胞免疫是本节的难点， 越难的地方， 教师越要 想办法激发学生的学习兴趣和探究热情，这样才有可能突破难 点。“詹纳发明牛痘接种法”本可以作为一个很好的引入材料， 但学生在初中已经学过， 再提就有点像老生常谈， 不一定能引起 学生的兴趣。于是，我给学生呈现了下面一段科学史实：在人类生活的漫长岁月中，七千多种疾病不断地袭扰着人 们。要战胜疾病，首先要搞清人体生病的原因。后来，医学的发 展逐渐找到了科学的答案。法国化学家路易斯 ？巴斯德(L ?q P asteur ?q 1 8 2 21895 )从葡萄酒变酸、蚕病、鸡 霍乱和炭疽病的研究中发

8、现某些微生物可能是引起传染病的根 源。但是，也有些人对微生物的致病作用持怀疑态度。德国7 4岁高龄的卫生学家培顿科斐（M ?qj ?qPettenkafer,1818 190 1）为了证明微生物不足以使人致病，用 自己的身体做了一项实验：1 8 9 2年10月7日，培顿科斐当 着提心吊胆的学生和证人的面， 将一试管每毫升至少有10亿霍 乱弧菌的培养液一口吞下， 还特意喝了一些碱性苏打水， 免得胃 酸杀死霍乱弧菌。然后，他大声喊道：“现在我们来看，我是否 染上霍乱！ ”说来也怪，这位7 4岁的老人竟安然无恙。人们惊 讶地看到，他除了一点不治自愈的轻微腹泻之外， 什么病也没有。 于是，培顿科斐得出

9、结论：“霍乱与细菌无关！” 学生们都被培顿科斐的壮举所吸引， 为他一丝不苟的科学态 度和为追求真理而献身的精神所感动， 也为他“有惊无险”的体 验所感叹。老师因势利导引导学生思考： “培顿科斐得出的结论 科学吗？为什么？”有同学说：“不科学。这只是一个个别事件， 不能因他一个人没患病就说霍乱与细菌无关。 ”教师对学生的回 答给予肯定并继续引导：“既然他得出的结论不科学， 是不是他 所做的实验也是毫无意义的呢？你们对培顿科斐为什么没有得 霍乱感兴趣吗？”学生们开始议论纷纷， 老师趁机启发： “当时 的科学家们跟你们一样对此充满着好奇，许多人去关注、研究： 为什么同样受到致病微生物的侵袭，结果有人

10、生病，甚至死亡， 有人却健康如常呢？”然后教师和学生一起分析体液免疫和细 胞免疫的过程，全体学生注意力高度集中，教学效果相当不错。3 ?q以史再现知识的发生过程，促进学生主动构建生物学概念为了加深学生对神经体液免疫调节网络概念的理 解，进而认识生命系统结构和功能的整体性、 生命现象内在联系 之间的普遍性，我在小结时提问学生：“2 0世纪以前，人们只 知道神经调节，1902年，促胰液素的发现使人们发现了体液 调节，随后，人们又发现了二者之间紧密联系、相互影响。免疫 调节与神经调节、 体液调节有关吗？为什么把它们称为完整的 调节网络呢？”这一问题引起了学生的兴趣， 老师趁机给学生 介绍了2 0世纪

11、7 0年代末期， 瑞士学者Besedovsky 等首次获得了神经与免疫系统之间相互作用的具体证据， 并根据 研究结果提出了免疫神经内分泌网络假说， 还介绍了神经免 疫内分泌学的诞生。通过对这部分内容相关科学史知识的简介， 可以让学生感受到三大系统之间存在的有机联系， 使学生认识到 它们既有各自的作用对象与作用特点， 又相互影响、 共同协调维 持人体内环境的稳态， 从而主动构建调节网络的概念； 同时也让 学生了解现代科学研究的新进展， 使学生明白科学知识具有相对 的稳定性而又是不断发展和进步的。4 ?q以史为鉴，感受科学、技术与社会的关系，增强学生 的社会责任感任何一个科学史实都不是孤立存在，

12、而是与其他的领域有着 广泛的联系， 教师要充分挖掘教材所呈现的科学史实的多方面教 育功能，使学生认识科学、技术与社会的互动关系。如：人教版教材必修1分子与细胞第四章呈现了 1 9 7 0年科学家做的 小鼠细胞和人细胞融合实验， 用来说明细胞膜的流动性， 其中的 荧光标记法就是根据抗原抗体反应的原理，先将已知抗体标记上 荧光素制成荧光标记物，再用这种荧光抗体与细胞膜上的相应抗 原结合，使细胞上的抗原抗体复合物发荧光。 在讲免疫学的应用 时，我让学生回顾这一科学史实， 感受免疫学原理对生物技术的 促进作用。然后再给学生介绍人教版教材选修3现代生物科技专题中呈现的科学史实：1 9 7 5年Kohler和M ils tein用小鼠骨髓瘤细胞和经羊红细胞致敏的小鼠B淋巴细 胞融合，结果发现一部分融合的杂交细胞既